Aproveitando a fabricação híbrida com tecnologias de adição e subtração de metal

A manufatura subtrativa tradicional tem sido uma abordagem confiável há anos, mas os desenvolvimentos na manufatura aditiva chamaram a atenção para sua viabilidade como uma solução escalável, especialmente para personalização, geometria complexa e produção em pequenos lotes. A fabricação híbrida incorpora técnicas aditivas e subtrativas, especialmente aditiva de metal, oferecendo outra solução de fabricação flexível e precisa. Os benefícios da fabricação híbrida incluem:

• Maior qualidade de superfície
• Maior resistência
• Economia de custos em relação aos métodos tradicionais
• Abordagens personalizáveis ​​para produtos individuais
• Fixação melhorada

A vantagem do híbrido

O primeiro passo na fabricação híbrida é a fabricação aditiva da forma principal do componente, que deve incluir a geometria final, podendo incluir recursos adicionais para serem utilizados posteriormente no processo de fabricação subtrativa para fixação ou localização. Além disso, alguns recursos, como furos, podem precisar ter material adicionado para explicar a deformação durante o processo de adição de metal.



Formamos nosso produto base a partir da fusão de metais ou polímeros em manufatura aditiva. Estes são derretidos através de dois métodos populares:

• Fusão seletiva a laser ou sinterização direta de metal a laser (SLM ou DLMS)
• Fusão por feixe de elétrons (EBM)

De acordo com pesquisadores da Western Pomeranian University of Technology, tanto o SLM quanto o DLMS oferecem a maior flexibilidade com componentes metálicos. Esses métodos permitem que os fabricantes criem inúmeras geometrias complexas, mesmo em escala. Produtos complicados geralmente têm formas únicas e assimétricas com bordas curvas. Quanto mais elegância de design introduzirmos, maior será a oportunidade de montagem de imperfeições durante a fabricação.

Criando componentes melhores

Até onde a impressão 3D chegou, o processo não é perfeito. A fabricação híbrida nos permite criar produtos dimensionalmente precisos que, de outra forma, não foram feitos com tolerâncias tão rígidas. A usinagem, ou manufatura subtrativa, corrige essas arestas e deixa tudo dentro da tolerância exigida. O controle de qualidade é essencial para a instalação, funcionalidade e segurança adequadas em determinadas aplicações, especialmente veículos e aviões.



Em muitos casos, os processos aditivos e subtrativos acontecem em duas máquinas separadas. A máquina de aditivo de metal construirá a peça, então um engenheiro a removerá, inspecionará a qualidade e garantirá que qualquer deformação seja aceitável.



No entanto, algumas manufaturas híbridas ocorrem em uma única máquina. As cabeças de deposição de metal a laser (LMD) e de deposição direta de metal (DMD) são comumente adicionadas às máquinas de corte de metal. Esses aditivos são ideais para corrigir manchas ou rejuvenescer peças existentes, pois o material pode ser adicionado aos pontos problemáticos e depois usinado na forma final.

Desvantagens da fabricação híbrida

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Pós metálicos e substâncias relacionadas são os pilares da fabricação híbrida e apresentam alguns riscos de segurança, incluindo alta inflamabilidade sob certas condições. Além disso, são agentes cancerígenos que representam riscos de longo prazo para trabalhadores desprotegidos. Os fabricantes devem levar esses riscos em consideração e cumprir os rigorosos regulamentos de segurança ao adotar a tecnologia de aditivos à base de pó.



Os custos iniciais (ou transitórios) também são elevados. A manufatura aditiva de metais requer maquinário altamente especializado. Preocupações de segurança, como as preocupações de inflamabilidade e exposição mencionadas acima, também determinam que instalações especiais sejam necessárias para garantir a segurança dos trabalhadores. O desenvolvimento de instalações também é caro. Nem toda empresa pode investir pesadamente na fabricação híbrida devido a essas barreiras logísticas.

E quanto ao software?

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A fabricação híbrida começa com a fase de projeto e o software CAD/CAM desempenha um papel importante. Os engenheiros devem experimentar materiais, geometrias, dimensões e muito mais ao criar componentes confiáveis. Há também considerações de projeto para os processos aditivos e subtrativos que os engenheiros precisam de software CAD para explorar. Além disso, a simulação FEA nos permite analisar o desempenho dos projetos após a produção. Ferramentas como o Fusion 360 se destacam nessas áreas. O melhor de tudo é que a colaboração remota está incorporada a este software para facilitar a colaboração em distâncias – seja a equipe, as máquinas ou instalações completas que estão distantes.



A fabricação híbrida é uma grande promessa e o potencial de reunir equipes distribuídas. Embora possa não ser o ajuste certo para todos os projetos, a manufatura híbrida reúne o melhor da manufatura aditiva e subtrativa, criando novos desafios e oferecendo novas oportunidades.



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