Quatro Casos de Uso Essenciais de Manufatura Aditiva para Produção Moderna

Este é um artigo original da Fast Radius.

Quando pensam em manufatura aditiva (AM), a primeira coisa que frequentemente vem à mente é prototipagem. Quando você precisa iterar em um design rapidamente sem as restrições de corridas de manufatura tradicional, a AM funciona bem porque não há ferramentas duras envolvidas, tornando a iteração rápida possível.

Mas não são apenas empresas na fase de prototipagem de desenvolvimento de produto que têm a ganhar com a manufatura aditiva. Existem quatro outros casos de uso específicos onde o caso para a manufatura aditiva é particularmente fácil de fazer devido à sua capacidade de superar métodos de manufatura tradicionais em velocidade, eficiência, qualidade e economia de custos.

Produção em Baixo Volume

Com manufatura tradicional, você precisa produzir peças de uso final em grandes volumes para reduzir o custo unitário. Quando você está fazendo peças na faixa de dezenas ou centenas de milhares, muitas vezes faz sentido usar processos legados. No entanto, o que acontece se você planeja ter uma corrida de produção nas centenas ou baixos milhares? A manufatura tradicional pode não ser viável devido às altas despesas de capital.

Considere a injeção de molde, por exemplo. Custos típicos de ferramentas podem ser de $20 a 110 mil antes mesmo de entrar em produção. Mas com AM, não há despesa de capital necessária para ferramentas, permitindo que você escale a produção de peças para atender exatamente à demanda do mercado. Peças podem ser produzidas em números muito menores, sem quantidades mínimas de pedido, permitindo que você reduza custos de manufatura e estoque.

Peças Consolidadas

Além de vantagens econômicas, a AM tem benefícios significativos de design para certos tipos de peças que há muito são consideradas "infabricáveis" — por exemplo, fabricar peças complexas como unidades consolidadas únicas. Peças com geometrias muito complexas, como estruturas de treliça (lattice), ou até mesmo conjuntos móveis são possíveis com AM. Você pode fazer uma peça para se ajustar exatamente ao seu uso, projetando para função comparado ao "jeito antigo" de projetar para aderir a restrições de manufatura.

Esta capacidade de criar designs simplificados e mais eficientes tem muitas vantagens:

• Menos dinheiro gasto em montagem, e risco reduzido de custos ocultos e atrasos de projeto que podem acompanhar peças complexas, resultando em custos gerais de projeção menores.
• Menos material usado — AM pode frequentemente atingir até 70% de redução em materiais.
• Menor risco — menor risco de um fornecedor ficar sem uma peça e risco reduzido de falha de peça.

Por exemplo, um fabricante trabalhou com a Fast Radius e Carbon® no design de sua cadeira SILQ, vencedora do prestigioso Innovation Award no NeoCon 2018. As tampas dos braços tradicionalmente eram fabricadas como três peças separadas e montadas depois. Mas o fabricante e a Fast Radius permitiram a impressão da tampa do braço como uma unidade contígua projetada com estrutura de treliça para reduzir substancialmente o uso de material.

Peças que Requerem Personalização

Esta empresa também aproveitou outro benefício da manufatura aditiva no design da tampa do braço da cadeira SILQ: a capacidade de personalizar elementos de design rapidamente e em escala muito pequena. Clientes corporativos podem personalizar as tampas dos braços nas cadeiras que pedem alterando a textura, adicionando um logotipo ou incluindo números de série variáveis.

Sem os custos e restrições de tempo de ferramentas iniciais, designs podem ser adaptados a aplicações específicas de peças ou necessidades do consumidor, até a unidade única. Isso o torna altamente útil para personalizar tanto funcionalidade quanto tratamento estético, incluindo branding. Como mais de três quartos dos consumidores estão dispostos a pagar 10% a mais por móveis personalizados, esta capacidade de personalizar peças até a unidade única dá às empresas uma vantagem adicional no mercado.

Pequenas Peças

Componentes menores — cerca do tamanho de uma bola de softbol ou menores — são particularmente eficientes de fabricar em volumes muito baixos com AM. E conforme você escala a produção em peças muito pequenas, pode ver curvas de break-even sobre moldagem por injeção tradicional na casa dos milhares ou às vezes dezenas de milhares. Na verdade, para peças plásticas pequenas do tamanho de uma bola de pingue-pongue ou menos, muitas vezes faz pouco sentido econômico usar manufatura tradicional inteiramente.

Uma empresa baseada em Chicago que produz próteses de membros superiores, contratou a Fast Radius para refinar a segunda geração de seu produto principal. Este dispositivo médico usa reconhecimento de padrões elétricos para permitir que pessoas que perderam seus membros superiores controlem totalmente o movimento em seus braços protéticos.

Duas das peças integrais ao sistema são o botão de calibração e tampas de lata, ambas muito pequenas, com detalhes intrincados, incluindo um acabamento textural específico que o botão requer para interação precisa do usuário. Usar manufatura aditiva para fazer estas peças significa que o design está sob controle explícito, e a vazão ainda é impressionante — 135 botões (11x11x5,5 mm) em 35 minutos, e 848 tampas de lata (1,75×5,2×3,2 mm) em 23 minutos.

Se algum dos cenários acima faz sentido para suas necessidades de manufatura, é hora de considerar a manufatura aditiva. Vamos conversar sobre como refinar seus processos de manufatura e melhorar a qualidade de suas peças e resultado final.

Leia o artigo original.

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