Desbloqueando Inovação: Como Pequenos Fabricantes Beneficiam-se da Manufatura Aditiva

Por: Dave Pierson

"Ouvi que manufatura aditiva é chave para impulsionar inovação em nossa indústria, mas como ela realmente entrega valor?"

"Olhamos algumas máquinas de manufatura aditiva, mas como justificar a despesa quando estamos tentando eliminar nossos gastos de capital?"

"A manufatura aditiva vale o investimento?"

Recebo perguntas como estas toda vez que organizo ou participo de conferências de manufatura aditiva para fabricantes de pequeno e médio porte (PMPs) através da Rede Nacional MEP™. Como Engenheiro Sênior de Desenvolvimento de Produto na MAGNET, parte da Parceria de Extensão de Manufatura de Ohio (MEP), meu objetivo é educar PMPs e outros Centros MEP sobre como a manufatura aditiva pode ajudar pequenos negócios a competir contra players industriais maiores.

Faço isso, em parte, por causa da participação do Ohio MEP em um prêmio NIST MEP 2017 para Pennsylvania MEP para fazer parceria com America Makes, o Instituto Manufacturing USA focado em manufatura aditiva. Este Instituto trabalha com indústria, academia, governo e agências não-governamentais para inovar e acelerar manufatura aditiva e impressão 3D para aumentar a competitividade global de manufatura dos EUA, e através de nossa parceria, o Ohio MEP está auxiliando Centros MEP e PMPs com adoção de estratégias de manufatura aditiva, incluindo orientação sobre benefícios de ROI e opções acessíveis para compra de equipamentos.

Então, qual é o grande negócio sobre manufatura aditiva?

Manufatura aditiva é o próximo passo para aqueles já familiarizados com tecnologia CAD tridimensional (3D). Em essência, CAD 3D é fundamental para utilizar manufatura aditiva. Uma vez que você dominou as competências centrais de CAD 3D, você está pronto para transicionar para manufatura aditiva.

Maneiras que Fabricantes Menores Obtêm ROI da Manufatura Aditiva

Originalmente desenvolvida pelo MIT, a manufatura aditiva adiciona camada sobre camada de materiais para "imprimir" um objeto ou peça 3D. Estas peças podem ser criadas de uma variedade de materiais, incluindo plásticos, metais, cerâmicas ou concreto.

Manufatura aditiva pode fornecer ROI significativo para PMPs ajudando-os a:

• Melhorar seus processos de ferramentas industriais
• Produzir mais peças de alto valor, baixa tiragem
• Criar produtos altamente customizados para sua indústria e seus clientes

Esta tecnologia também capacita fabricantes a conduzir prototipagem mais custo-efetiva para processos de P&D. Manufatura aditiva pode rapidamente e eficientemente destilar experiências de usuários em um mockup, para que fabricantes possam produzir e avaliar um protótipo impresso em 3D. Ciclos de feedback repetidos podem gerar mais ideias para peças de maior valor agregado.

Fabricantes aeroespaciais e médicos já estão vendo os benefícios de ROI da manufatura aditiva. Hoje, um número crescente de fabricantes menores estão usando-a para transicionar para um inventário mais digital, onde você pode suportar 40 peças que cada uma tem SKUs diferentes vs. cinco mil peças com o mesmo SKU.

Digamos que você é uma empresa que produz fundição em areia ou ferramentas especiais. Ajudo empresas como estas a aprender como usar manufatura aditiva para imprimir aquelas peças em algumas semanas, em vez de meses. Com menos tempo de espera necessário para criar peças, é mais fácil transicionar para um inventário digital.

Fabricantes com mentalidade estratégica estão recorrendo à manufatura aditiva para competir com players maiores em sua indústria. Mas a maioria dos PMPs ainda tem muitas perguntas sobre como esta tecnologia realmente entregará valor tanto no curto prazo quanto para o longo prazo.

Aqui estão algumas das perguntas mais comuns de manufatura aditiva que recebi de PMPs e outros Centros MEP.

P: Quais Aplicações Específicas Podem Beneficiar-se da Manufatura Aditiva?

Sua instalação usa moldagem por injeção? Manufatura aditiva permite que canais de resfriamento sejam projetados e construídos para contornar o molde, melhorando assim o desempenho de resfriamento. Este processo estende a vida do molde e reduz desperdício.

Esta tecnologia também é mais eficiente para aliviamento de peso (lightweighting), com mais opções de materiais disponíveis, como plásticos leves e compósitos. O processo também usa menos material, enquanto melhora o desempenho da peça.

Se você está atualmente usando fundição de metal, pode usar manufatura aditiva para imprimir moldes e núcleos de areia a partir de um design CAD sem a necessidade de um modelo ou caixa de núcleo. Diferente de ferramentas de fundição industriais típicas, a manufatura aditiva pode reduzir significativamente o tempo e despesa para produzir moldes e núcleos.

P: A Manufatura Aditiva Pode Economizar Tempo de Espera e Custos de Produção?

Manufatura aditiva fornece a capacidade de imprimir peças personalizadas just-in-time. Reduz tempo e custos de desenvolvimento de ferramentas, com menos material e menos desperdício. Usos potenciais incluem segurar, guiar, alinhar, localizar e fixar, bem como simples calibradores "passa/não passa" para verificar ajuste e qualidade de componentes.

A natureza precisa da manufatura aditiva significa que ela aumenta dramaticamente a economia de tempo para produção de fixadores para inspeções de primeiro artigo. Como resultado, ferramentas de máquina, dispositivos, fixadores ou calibradores podem então ser produzidos mais rapidamente e com menos defeitos.

Esta tecnologia também melhora a capacidade de coordenar inspeções de máquina de medição por coordenadas (CMM). Oreck usou manufatura aditiva para fazer centenas de fixadores de inspeção para seus CMMs. Em média, a empresa estima que economiza $200 e seis dias e meio versus ter os fixadores usinados. Ao utilizar manufatura aditiva, Oreck removeu a fabricação de fixadores e programação de CMM do caminho crítico.

P: A Manufatura Aditiva Pode Ajudar a Reparar Peças de Alto Valor de Forma Mais Custo-Efetiva?

Você tem peças de metal de alto valor que são caras para substituir? Deposição de energia direcionada (DED) é uma aplicação específica de manufatura aditiva que pode reparar pás de turbina e outras peças e equipamentos de alta gama depositando rapidamente material em peças existentes para estender sua vida.

Esta tecnologia também pode ser combinada com equipamentos CNC existentes. A máquina DED constrói a peça e então o equipamento CNC fresa a peça até o tamanho e suavidade corretos.

Aproveitando Seus Recursos de Manufatura Aditiva

Existem numerosas oportunidades práticas para PMPs aprenderem mais sobre manufatura aditiva e como esta tecnologia pode ajudar fabricantes menores a competir na paisagem industrial 3D-driven de hoje.

Sugiro começar com eventos de aprendizado fornecidos pelo Grupo de Usuários de Manufatura Aditiva (AMUG) e a Conferência RAPID + TCT produzida em parceria com SME. SME ajuda fabricantes a inovar, crescer e prosperar promovendo tecnologia de manufatura, desenvolvendo força de trabalho qualificada e conectando a indústria de manufatura.

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) também oferece múltiplos recursos educacionais em seu banco de dados de manufatura aditiva, como workshops para aplicações baseadas em metal e polímero.

Adicionalmente, a MAGNET está atualmente trabalhando com MIT para desenvolver um currículo para cerca de 60 pessoal de Centros MEP para treinamento online de manufatura aditiva. Após a aula de treinamento, os Centros MEP serão avaliados quanto à sua familiaridade com aplicações de manufatura aditiva.

O objetivo final deste programa é ajudar todos os Centros MEP a desenvolver uma interface bem-sucedida entre PMPs e seus clientes tirando melhor proveito dos recursos de manufatura aditiva disponíveis.

Juntos, estamos construindo uma relação de competência e capacidades entre a Rede Nacional MEP, PMPs e seus clientes. O resultado pretendido é que PMPs poderão usar manufatura aditiva para se manter competitivos não apenas em um ano, mas também em cinco e 10 anos a partir de agora.

Para ver o artigo original: https://www.nist.gov/blogs/manufacturing-innovation-blog/how-smaller-manufacturers-can-take-advantage-additive?utm_medium=email&utm_source=marketingcloud&utm_campaign=