Toyota Industries Lidera Inovação em Impressão 3D: Da Prototipagem à Produção em Massa

No Centro de Administração de P&D da Toyota Industries Corp. no Japão, engenheiros deliberadamente escolhem o método de manufatura mais adequado para cada aplicação, em vez de adotar novas máquinas simplesmente porque existem. Essa prática reflete a cultura da empresa de competição interna saudável e a crença de que funcionários da linha de frente devem selecionar o equipamento que usam.

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 DC-DC, baterias de bordo e inversores de carregamento para sua linha automotiva.

Conversamos com o Gerente de Grupo Hiroyuki Oiwa, que lidera a estratégia de manufatura 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 independentemente e, quando peças sobrepostas são necessárias, competição interna determina o design final adotado para veículos Toyota.

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

Produtos manuseados pela Toyota Industries no setor automotivo (Foto cortesia da Toyota Industries Corp.)

Produtos manuseados pela Toyota Industries no setor de maquinário industrial (Foto cortesia da Toyota Industries Corp.)

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

Oiwa e o líder de manufatura pesquisaram chefes de departamento que usavam independentemente impressoras de modelagem por deposição fundida (FDM), formando o "Grupo de Ligação de Impressoras 3D" para coordenar adoção em toda a empresa além de prototipagem.

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

A Toyota adquiriu uma Formlabs Form 3 e uma segunda impressora SLA, permitindo que equipes testassem ambas e selecionassem a melhor adequação.

Diferentes departamentos escolheram impressoras e materiais para trabalhos específicos, compartilhando lições aprendidas. A preferência coletiva estabeleceu-se na Form 3.

Oiwa atribui a escolha à versatilidade de materiais: enquanto a resina industrial da outra impressora foi descontinuada pouco após o lançamento, a Form 3 suportava uma ampla gama de resinas, atendendo necessidades diversas de aplicação.

Quando a Form 4, uma impressora SLA de próxima geração com velocidade recorde, entrou no mercado, a Toyota a adotou em parceria com Harada Vehicle Design, atendendo solicitações da linha de frente.

A mesma filosofia guiou a adoção das impressoras SLS Série Fuse. Embora inicialmente hesitante devido a resíduo de pó e preocupações com acabamento superficial, Oiwa foi persuadido após apresentação de Shinya Takei da Owl Craft, que demonstrou peças de uso final bem-sucedidas e a solução de pós-processamento automatizado Fuse Blast.

Uma vez que a Série Fuse entrou em produção, solicitações multiplicaram entre departamentos, incluindo equipes ambientais, RP e design.

Um caso destacado é um componente de avaliação de motor com geometria intrincada de bobinagem. SLA poderia fabricar a forma, mas SLS forneceu a resistência mecânica necessária e eliminou estruturas de suporte, permitindo maior precisão.

A ausência de material de suporte e o detalhe fino alcançável com SLS renderam pedidos repetidos e altos elogios dos usuários.

Para celebrar o centenário da Toyota, um luminário leve, resistente a calor, inspirado em uma lança de tear automático foi impresso para o lobby da nova sede usando pó PA12 nylon.

A precisão e detalhe entregues pela Série Fuse, combinados com a popularidade do PA12, também produziram um conjunto de alavanca de empilhadeira de primeira geração que impressionou engenheiros com sua delicadeza.

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

A ambição final de Oiwa é escalar manufatura 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 Fuse Sift, para garantir fluxo de trabalho seguro e eficiente.

Planos de médio prazo incluem aquisição de máquinas de fusão de leito de pó de grande formato como Jet Fusion, mas a estratégia é dominar unidades menores da Série Fuse primeiro antes de escalar.

Embora AM tenha avançado consideravelmente, Oiwa reconhece que produção em massa permanece o obstáculo final antes de adoção generalizada em locais de manufatura japoneses. No entanto, ele está comprometido com progresso anual.

Oiwa também atua como instrutor da equipe japonesa AM na Competição WorldSkills 2026 em Xangai, ressaltando sua liderança no campo.

A cultura de competição interna da Toyota e o princípio de dar autonomia à equipe de linha de frente para escolher equipamentos acelerou o rollout AM da empresa, exemplificado pela implantação bem-sucedida de impressoras Formlabs no Centro de Administração de P&D.

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