Impressão 3D na Indústria Automotiva:Avançando no Design e na Produção

Desde os primórdios da fabricação aditiva, tem havido interesse na tecnologia da indústria automotiva. A montadora americana Ford comprou a terceira impressora 3D já fabricada em 1986, marcando o início de uma relação frutífera e produtiva entre a impressão 3D e os segmentos automotivo.

Desde a adopção inicial da impressão 3D pela Ford, a tecnologia foi adoptada por muitos fabricantes automóveis em alguma capacidade. Grandes empresas automóveis experimentaram a tecnologia para ver o seu impacto no desenvolvimento de produtos e nas cadeias de abastecimento, enquanto startups automóveis mais pequenas, como a Divergent e a Local Motors, descobriram que a impressão 3D é uma parte essencial da sua produção.

Recentemente, a indústria automotiva começou a experimentar uma mudança de aplicações predominantemente de prototipagem para manufatura aditiva para produção de uso final. A natureza flexível da tecnologia e a ampla liberdade de design significaram que os fabricantes de automóveis podem projetar componentes de veículos novos e de última geração, revolucionar os seus fluxos de trabalho de produção e oferecer soluções cada vez mais personalizadas aos clientes.

Vantagens da impressão 3D na indústria automotiva

Manufatura aditiva é um termo amplo para uma série de processos que constroem peças de maneira aditiva, em vez de subtrativa. Isto significa essencialmente que as peças são construídas camada por camada, em vez de ter material removido de um bloco. Essa abordagem de fabricação, bem como as muitas plataformas associadas à tecnologia (incluindo estereolitografia, modelagem por deposição fundida, sinterização seletiva a laser e muito mais), oferecem uma série de benefícios exclusivos que os processos de fabricação mais tradicionais não oferecem.

Liberdade de design

Como as peças são construídas camada por camada na impressão 3D, o processo abre oportunidades sem precedentes para a liberdade de design, o que, por sua vez, cria oportunidades para otimização e redução de peso das peças. No setor automotivo, a capacidade de reduzir o peso de um componente (e o peso total do veículo) é essencial ao tentar melhorar a eficiência de combustível. A impressão 3D oferece a capacidade de redesenhar e criar peças automotivas que integram geometrias internas complexas, reduzindo o peso e o uso de materiais sem sacrificar a qualidade.

Consolidação de peças

Além do peso leve, a fabricação aditiva também pode permitir que os fabricantes redesenhem e consolidem peças, transformando montagens de múltiplos componentes em uma única peça. Essa capacidade pode contribuir para estruturas cada vez mais leves e pode até melhorar o desempenho de uma determinada peça. No setor automotivo, a consolidação de peças pode ajudar a agilizar os processos de produção e montagem.

Personalização

Quando se pensa na produção automóvel, muitas vezes pensa-se na produção em massa:linhas de produção sofisticadas que produzem milhões das mesmas peças antes de as montar em automóveis. Com a proliferação da impressão 3D, no entanto, a indústria automóvel vê agora novos níveis de personalização para automóveis a um custo viável. Especialmente para veículos de baixo volume ou especiais, agora é possível integrar recursos internos personalizados em carros a um custo razoável. A marca automotiva MINI, por exemplo, permite que os clientes escolham entre uma variedade de peças internas personalizadas impressas em 3D.

Tempos de resposta rápidos

Existem várias maneiras pelas quais a impressão 3D pode acelerar a produção automotiva. Por um lado, na fase de prototipagem, a impressão 3D pode ser usada para produzir rapidamente peças funcionais para teste, permitindo que designers e engenheiros automotivos determinem rapidamente se o design de um componente é viável. Na fase de produção, a impressão 3D é utilizada pelos fabricantes automotivos para ferramentas rápidas, levando a custos mais baixos.

Aplicações de prototipagem e pré-produção para impressão 3D na indústria automotiva

Demonstrações de design

No processo de design de carros novos, é útil e muitas vezes necessário produzir um protótipo físico para demonstrar com precisão o conceito por trás do carro. As tecnologias de impressão 3D, e especialmente os processos multicoloridos e multimateriais, podem permitir a produção rápida de protótipos únicos ou modelos em pequena escala que retratam a estética e a estrutura do carro. Desde faróis a componentes interiores, a impressão 3D é cada vez mais utilizada por empresas automóveis para demonstrações de design realistas.

Protótipos Funcionais

Certos processos de impressão 3D, incluindo FDM industrial e AM de metal, também são usados para produzir protótipos funcionais na fase de design e desenvolvimento automotivo. As peças impressas em 3D podem ser produzidas rapidamente, testadas e ajustadas até que o design ideal seja alcançado.

Ferramentas

Provavelmente um dos maiores impactos que a impressão 3D teve na indústria automotiva está na produção de ferramentas, gabaritos e acessórios na fase de pré-produção. AM permite que os fabricantes de automóveis produzam ferramentas de baixo custo em tempo real, utilizando-as para lotes de produção pequenos ou médios ou para validar ferramentas para produção em massa.

Aplicações de produção para impressão 3D na indústria automotiva

Peças personalizadas

Conforme mencionado acima, uma das maiores vantagens da impressão 3D no setor automotivo é a customização. Ao contrário da moldagem por injeção, onde os custos são mais baixos quanto mais peças são produzidas, o custo da impressão 3D não depende de quantas peças são fabricadas, tornando-a adequada para a impressão de componentes únicos e personalizados. Da mesma forma, graças ao software de design digital e personalização, é possível iterar rapidamente interiores personalizados ou recursos decorativos para veículos de luxo ou de edição especial.

Peças de reposição

Outra aplicação de produção significativa para impressão 3D na esfera automotiva é a criação de peças sobressalentes ou de reposição para veículos raros ou antigos. Se uma peça se tornar obsoleta, a impressão 3D possibilita que os especialistas automotivos façam engenharia reversa de componentes e os produzam dinamicamente. No ano passado, por exemplo, a Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. utilizou digitalização e impressão 3D para restaurar um carro de 100 anos à condição de funcionamento.

Componentes subjacentes

Embora ainda seja uma área de nicho da impressão 3D automotiva, as oportunidades de impressão de componentes internos estão aumentando à medida que a tecnologia continua a avançar. Neste momento, há algumas experiências em andamento que demonstram a viabilidade do AM para tais aplicações. Por exemplo, a Ford instalou recentemente um coletor de admissão dentro do “Hoonitruck” de rally (a maior peça metálica impressa em 3D instalada em um carro até o momento), enquanto a Divergent Technologies também utiliza impressão 3D de metal para produzir o chassi de seu supercarro Blade.

Serviços de impressão RapidDirect3D

Na RapidDirect, oferecemos uma variedade de serviços de impressão 3D, incluindo modelagem por deposição fundida (FDM), impressão 3D PolyJet e sinterização seletiva a laser, que são capazes de atender a diversas aplicações automotivas. Graças a uma ampla gama de materiais, as nossas tecnologias de impressão 3D de ponta podem ser utilizadas para produzir protótipos funcionais, demonstrações de design, peças personalizadas e muito mais.

Nossa equipe de especialistas trabalha em estreita colaboração com os clientes para garantir que as peças não sejam apenas impressas em 3D e entregues no prazo, mas também otimizadas para produção aditiva. Por fim, nossa gama de serviços de acabamento profissional oferece produtos e peças impressos em 3D com acabamento de alta qualidade.