5 Formas Principais Como o Fabrico Aditivo Está a Revolucionar a Aeroespacial e Defesa

O fabrico aditivo pode ser usado em inúmeras indústrias e aplicações, variando desde fazer protótipos de pequena escala a produzir motores de foguetão refinados. Se ainda está em cima do muro sobre incorporar tecnologias de fabrico aditivo nas suas operações de fabrico, considere os seus muitos benefícios e aplicações pioneiras nas indústrias aeroespacial e de defesa.

Links Rápidos:

• O que é Fabrico Aditivo?
• Benefícios do Fabrico Aditivo
• Usos Aeroespaciais para Fabrico Aditivo
• Usos Militares e de Defesa para Impressão 3D
• Interessado em Saber Mais Sobre os Benefícios do Fabrico Aditivo?

O que é Fabrico Aditivo?

Fabrico aditivo, também conhecido como impressão 3D, é o processo de criar um objeto tridimensional a partir de um modelo digital 3D ou CAD. Como o nome implica, o fabrico aditivo funciona adicionando materiais camada por camada para construir um objeto. Estes materiais podem incluir pós metálicos, plástico ou cerâmica. O fabrico aditivo pode aumentar, e em alguns casos, substituir totalmente métodos tradicionais de criar objetos como maquinação, corte, torneamento, moldagem, fresagem e outros processos de fabrico "subtrativos".

Durante o processo de fabrico aditivo, um objeto é desenhado usando software CAD (Computer-Aided Design) ou digitalizando o objeto que será impresso. O software pode traduzir a digitalização num quadro preciso para a máquina de impressão 3D seguir camada por camada.

Benefícios do Fabrico Aditivo

Existem uma infinidade de vantagens inerentes à utilização de fabrico aditivo, incluindo:

Custos de Desenvolvimento Reduzidos

A tecnologia de fabrico avançado tem o estereótipo de ser algo cara, devido ao seu custo inicial; no entanto, os custos de desenvolvimento reduzidos a longo prazo geram benefícios de poupança. Uma das principais vantagens da impressão 3D é o custo reduzido de mão de obra. Além do pós-processamento, a maioria das impressoras é auto-suficiente e mal precisa de assistência de um operador. Portanto, os custos de mão de obra associados ao processo de fabrico aditivo são essencialmente inexistentes em comparação com processos de fabrico tradicionais que podem requerer operadores altamente qualificados.

Além disso, o fabrico aditivo em baixos volumes é competitivo em custo comparado ao fabrico tradicional. É muitas vezes significativamente mais barato imprimir um protótipo em 3D do que produzi-lo usando outros métodos de fabrico, como moldagem por injeção (pense em tempo e custo de matriz), fresagem e maquinação.

Redução de Desperdício de Produto

Ao desenhar rascunhos num programa informático e depois enviá-los para impressão, o tempo para criar e produzir novos designs é drasticamente encurtado com menos desperdício; este processo digital-para-digital remove os passos intermédios adicionais de prototipagem tradicional que podem resultar em desperdício de material. Dependendo do material usado, esta redução pode também resultar em redução significativa de custo, ex. se o material requerido for titânio.

Além disso, a impressão 3D acelerou o tempo de resposta — com a capacidade de criar iterações rápidas, a impressão 3D identifica problemas de engenharia e design que poderiam ter levado semanas, senão meses, a descobrir no fabrico tradicional. Como o fabrico aditivo permite a criação de designs complexos que normalmente são demasiado difíceis ou caros de fabricar, o desenvolvimento de processos pode ser concluído mais rápido que processos de fabrico tradicionais. Isto significa que mais tempo e dinheiro podem ser utilizados de outras formas. No geral, o fabrico aditivo oferece um processo de design mais eficaz e eficiente com menos desperdício e gastos reduzidos.

Prototipagem Verdadeiramente Avançada

Com fabrico aditivo, pode desenhar e produzir um protótipo numa impressora 3D em horas — não semanas! Em vez de desenhar para fabrico, agora pode fabricar para utilidade e uso. Além disso, peças podem ser produzidas para satisfazer especificações complexas específicas do cliente; isto é um game-changer para prototipagem.

O fabrico aditivo significa que agora pode produzir rapidamente maquetes de um novo produto e produzir uma peça para satisfazer um nicho de mercado específico, o que pode levar à produção de produtos de margem de lucro alta. O processo de fabrico global torna-se ainda mais simplificado com a incorporação do fabrico aditivo do início ao fim.

Usos Aeroespaciais para Fabrico Aditivo

Considerando os benefícios do fabrico aditivo, faz sentido que tal tecnologia seja aplicada a usos na indústria aeroespacial. Tais tendências incluem:

Construção de Corpos de Foguetão

A Relativity Space é uma empresa americana de fabrico aeroespacial sediada em Los Angeles, Califórnia, que se foca no desenvolvimento de tecnologias de fabrico, veículos de lançamento e motores de foguetão para serviços de lançamento orbital comercial. A sua instalação de fabrico Stargate alberga as maiores impressoras 3D de metal do mundo e usa deposição de energia direcionada e ligas patenteadas para fazer os corpos dos seus foguetões.

A impressão 3D permite-lhes desenhar rapidamente componentes integrados que reduzem a contagem de peças em 100 vezes comparado a veículos de lançamento tradicionais. Isto também poupa peso e melhora a fiabilidade, ambos extremamente importantes para a economia de lançamento no espaço.

Construção de Motores de Foguetão

A Rocket Lab é um fabricante aeroespacial público americano e fornecedor de serviços de lançamento de pequenos satélites. O seu motor de foguetão Rutherford foi testado pela primeira vez no final de 2016, e desde então, mais de 200 destes modelos revolucionários foram produzidos.

As câmaras de combustão deste motor em particular, injetores, bombas e válvulas principais de propelente são todos impressos em 3D usando fusão por feixe de eletrões. O motor resultante é simples, fiável e leve — apenas 35 kg ou 77 lb — tornando-os ideais para lançamentos de baixo custo no espaço. E além da atmosfera terrestre, os seus novos propulsores Curie e HyperCurie são construídos usando os mesmos princípios.

Avançando Uniformes de Astronautas

O fabrico aditivo não é usado apenas para o foguetão físico; esta tecnologia pode ser utilizada na produção de uniformes de astronautas avançados e refinados também. Quando a SpaceX enviou humanos para o espaço, os uniformes da sua tripulação foram parcialmente feitos com fabrico aditivo.

Embora a corporação tenha mantido detalhes de grande parte da tecnologia subjacente privados, um porta-voz notou que "o capacete é fabricado à medida usando tecnologia de impressão 3D e inclui válvulas integradas, mecanismos para retração e bloqueio da viseira e microfones dentro da estrutura do capacete."

Usos Militares e de Defesa para Impressão 3D

Avanços estão a ser feitos na indústria de defesa com fabrico aditivo também, incluindo:

Projeto Casco Sem Juntas

Em abril, o Exército dos Estados Unidos assinou um contrato para o seu "Projeto Casco Sem Juntas", que tem um objetivo ambicioso de desenvolver uma impressora 3D de metal tão grande que possa criar o exterior de um camião militar numa única peça gigante. A missão é desenvolver uma ferramenta de grande escala capaz de produzir cascos de veículos de combate únicos, sem juntas, num tamanho líquido próximo de 30' por 20' por 12'.

Missões de Desminagem

O Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA alavancou com sucesso o fabrico aditivo para ajudar a sua missão de desminagem ao imprimir em 3D uma tampa de cabeça para um motor de foguetão que é usado para detonar uma Carga de Linha de Desminagem M58 (MICLIC).

O MICLIC é uma carga explosiva de linha projetada por foguetão que limpa um caminho através de campos minados e outros obstáculos no campo de batalha. Utilizar fabrico aditivo para produzir a tampa de cabeça permitiu aos Fuzileiros superar os inconvenientes caros e demorados das técnicas de fabrico tradicionais e fornecer um método mais eficiente para produzir a peça. A tampa de cabeça foi impressa em 3D em aço inoxidável antes de ser testada em Yuma Proving Ground no Arizona. Durante o evento de teste, a tampa de cabeça impressa em 3D foi ajustada a um motor de foguetão que foi usado para detonar com sucesso uma carga de linha de desminagem.

Interessado em Saber Mais Sobre os Benefícios do Fabrico Aditivo?

O fabrico aditivo é um game-changer para fabricantes de todos os tamanhos. Pode permitir-lhes criar produtos mais rápido e mais barato — e com menos desperdício de produção e melhor precisão. Quando olha para o quadro maior, o FA também está a mudar as vidas dos americanos comuns, desde avanços médicos a transportes mais seguros e estradas.

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