Toyota Industries lidera inovação em impressão 3D:da prototipagem à produção em massa

No Centro Administrativo de P&D da Toyota Industries Corp., no Japão, os engenheiros escolhem deliberadamente o método de fabricação mais adequado para cada aplicação, em vez de adotar novas máquinas simplesmente porque elas existem. Esta prática reflete a cultura da empresa de concorrência interna saudável e a crença de que o pessoal da linha de frente deve selecionar o equipamento que utiliza.

A Toyota Industries começou como fabricante de teares, mas hoje lida com diversos projetos de P&D e produz componentes críticos, como compressores, motores, conversores CC-CC, baterias integradas e inversores de carregamento para sua linha automotiva.

Conversamos com o gerente do grupo, Hiroyuki Oiwa, que lidera a estratégia de fabricação aditiva (AM) desde 2019, sobre como a empresa evoluiu sua abordagem de impressão 3D.

Oiwa explica que o Grupo Toyota não é uma entidade monolítica; cada subsidiária opera de forma independente e, quando são necessárias peças sobrepostas, a concorrência interna determina o design final adotado para os veículos Toyota.

No setor automotivo, a Toyota Industries fabrica motores, compressores para ar condicionado, conversores DC-DC, baterias integradas e inversores de carga que convertem a tensão do veículo para 100 V, permitindo tomadas domésticas para uso móvel. A empresa também fornece veículos industriais, como empilhadeiras e máquinas têxteis.



Produtos comercializados pela Toyota Industries no setor automotivo (foto cortesia da Toyota Industries Corp.)



Produtos comercializados pela Toyota Industries no setor de máquinas industriais (foto cortesia da Toyota Industries Corp.)

Quando a Oiwa ingressou no Centro de Administração de P&D em 2019, a única tecnologia de impressão 3D em uso era uma impressora jato de tinta para protótipos coloridos em grande escala. Embora a qualidade da impressão fosse alta, o jato de tinta era inadequado para peças de uso final, o que levou a uma mudança em direção a soluções AM mais versáteis.

A Oiwa e o líder de fabricação pesquisaram chefes de departamento que usavam de forma independente impressoras de modelagem por deposição fundida (FDM), formando o “Grupo de ligação de impressoras 3D” para coordenar a adoção em toda a empresa, além da prototipagem.

A pesquisa global sobre impressoras 3D de produção em massa identificou a estereolitografia (SLA) e a sinterização seletiva a laser (SLS) como as tecnologias mais promissoras.

A Toyota comprou um Formlabs Form3 e uma segunda impressora SLA, permitindo que as equipes testassem ambos e selecionassem a melhor opção.

Diferentes departamentos escolheram impressoras e materiais para trabalhos específicos, partilhando as lições aprendidas. A preferência coletiva assentou no Formulário3.

A Oiwa atribui a escolha à versatilidade do material:enquanto a resina industrial da outra impressora foi descontinuada logo após o lançamento, a Form3 suportava uma ampla gama de resinas, atendendo a diversas necessidades de aplicação.

Quando a Form4, uma impressora SLA de próxima geração com velocidade recorde, entrou no mercado, a Toyota a adotou em parceria com a Harada Vehicle Design, atendendo às solicitações da linha de frente.

A mesma filosofia orientou a adoção das impressoras Fuse Series SLS. Embora inicialmente hesitante devido a preocupações com resíduos de pó e acabamento superficial, Oiwa foi persuadida após uma apresentação de Shinya Takei da Owl Craft, que demonstrou peças de uso final bem-sucedidas e a solução automatizada de pós-processamento Fuse Blast.

Depois que a série Fuse entrou em produção, as solicitações se multiplicaram entre departamentos, incluindo equipes ambientais, de relações públicas e de design.

Um caso destacado é um componente de avaliação do motor com geometria intrincada de enrolamento de bobina. O SLA poderia fabricar o formato, mas o SLS forneceu a resistência mecânica necessária e eliminou estruturas de suporte, permitindo maior precisão.

A ausência de material de suporte e os detalhes obtidos com o SLS geraram pedidos repetidos e muitos elogios dos usuários.

Para comemorar o centenário da Toyota, uma luminária leve e resistente ao calor, inspirada em um tear automático, foi impressa para o saguão da nova sede usando pó de náilon PA12.



A precisão e os detalhes fornecidos pela Série Fuse, combinados com a popularidade do PA12, também produziram um conjunto de alavancas para empilhadeiras de primeira geração que impressionou os engenheiros com sua delicadeza.

Mix de solicitações atual:aproximadamente 30% de gabaritos e 60% de protótipos, dos quais 40% servem para avaliação funcional e 20% para teste de ajuste e forma.

A ambição final da Oiwa é escalar a produção aditiva para volumes de produção em massa.



A sala de impressão 3D possui teto alto, purificadores de ar e equipamento dedicado de remoção de pó, como o Fuse Sift, para garantir um fluxo de trabalho seguro e eficiente.

Os planos de médio prazo incluem a aquisição de máquinas de fusão em leito de pó de grande formato, como a Jet Fusion, mas a estratégia é dominar unidades menores da série Fuse primeiro, antes de dimensioná-las.

Embora a AM tenha avançado consideravelmente, a Oiwa reconhece que a produção em massa continua a ser o último obstáculo antes da adoção generalizada nas unidades de produção japonesas. No entanto, ele está comprometido com o progresso anual.

Oiwa também atua como instrutor da equipe japonesa AM na Competição WorldSkills 2026 em Xangai, destacando sua liderança na área.

A cultura de competição interna da Toyota e o princípio de dar autonomia ao pessoal da linha de frente para escolher o equipamento acelerou a implementação de AM da empresa, exemplificada pela implantação bem-sucedida de impressoras Formlabs no Centro de Administração de P&D.

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