Sinergia entre Manufatura Aditiva e Subtrativa para Elevar a Qualidade do Produto

Até 2026, o mercado de manufatura aditiva deve disparar a uma taxa de crescimento anual composta de 14,4%, totalizando US$ 23,33 bilhões. À medida que as indústrias continuam a dedicar mais fundos a este campo em crescimento e a tecnologia evolui, é fácil ver a promessa da manufatura aditiva.

A manufatura aditiva oferece uma maneira custo-efetiva de criar peças pequenas, aquelas com designs intrincados ou geometrias complexas, ou peças que não podem ser construídas usando injeção. Prazos de entrega são mínimos e muitas peças podem ser produzidas mais rapidamente que com outros métodos. Ainda assim, a expansão do mercado não significa necessariamente que métodos subtrativos como usinagem CNC se tornarão menos populares.

A indústria de fabricação, que já enfrenta grande disrupção tecnológica, provavelmente testemunhará sobreposição crescente — e possivelmente até interoperabilidade — entre métodos aditivos e subtrativos no processo de produção. Os produtos do futuro não serão todos impressos em 3D, assim como não serão todos feitos tradicionalmente; eles serão produzidos através de métodos de melhor ajuste que podem incluir uma combinação de processos aditivos e subtrativos.

Obtendo o melhor dos dois mundos

À medida que a tecnologia evolui, é provável que o mercado testemunhe um número crescente de aplicações que unem ambos os métodos aditivos e subtrativos.

Os engenheiros da Curtiss Motorcycle Company, por exemplo, tinham um pedido difícil. Eles queriam fazer uma motocicleta elétrica que fosse ousada, poderosa e diferente de tudo que qualquer piloto já tinha visto. Eles tinham a visão, mas parceiros de fabricação anteriores não conseguiam produzir um protótipo a tempo que atendesse tanto aos requisitos de design quanto de qualidade.

Em vez de tentar atender a todas as demandas da Curtiss com um único processo de fabricação, a equipe da Fast Radius recomendou usinagem CNC multi-eixos para peças maiores da moto e manufatura aditiva para componentes menores e geometricamente mais complexos. Esta abordagem híbrida aumentou a eficiência operacional, produziu peças mais fortes e resultou em um produto final melhor. Em apenas 12 dias, o "Zeus 8" nasceu.

Veja como os benefícios de ambas as capacidades — e as limitações de cada uma — podem ser equilibrados para encontrar a solução perfeita para produção de peças.

Manufatura aditiva, reexaminada

Embora a manufatura aditiva tenha gerado muito burburinho — e muito investimento de capital — nas últimas décadas, ela compreende apenas uma fatia do mercado total de fabricação. Além disso, métodos aditivos vêm com algumas limitações-chave que engenheiros devem considerar.

Por exemplo, embora haja cada vez mais materiais disponíveis para manufatura aditiva, não há nem de longe tantos materiais disponíveis para processos tradicionais como injeção e usinagem CNC. A tecnologia está melhorando, mas alguns métodos de impressão 3D não produzem a resistência, resistência ao calor ou acabamento superficial liso necessários para peças críticas.

E como a tecnologia aditiva é relativamente nova, menos materiais passaram pelos longos e rigorosos processos de certificação necessários para fazer peças para indústrias altamente regulamentadas. Além disso, a economia da aditiva nem sempre faz sentido para produção de alto volume.

Preenchendo as lacunas com manufatura subtrativa

A manufatura subtrativa — como usinagem CNC — pode compensar algumas das limitações impostas pela manufatura aditiva.

Mesmo com máquinas de nível industrial, a impressão 3D às vezes pode produzir peças com resistência e qualidade não uniformes. A usinagem CNC, por outro lado, produz peças consistentemente fortes que podem suportar requisitos rigorosos de engenharia. O processo é amplamente usado na indústria aeroespacial porque permite construções incrivelmente precisas necessárias para cumprir as rigorosas regulamentações da Administração Federal de Aviação (FAA).

Além disso, quando se trata de fabricação com metais, a manufatura subtrativa é geralmente mais eficiente. Enquanto materiais aditivos de metal ainda são limitados e caros, as matérias-primas necessárias para métodos subtrativos são amplamente disponíveis e compreendidas. Não há escassez de metais para CNC que possam criar produtos com tolerâncias apertadas e bons acabamentos superficiais.

Tudo isso não quer dizer que a manufatura subtrativa sozinha será suficiente para atender às crescentes e complexas demandas de mercados disruptivos. Esses métodos de fabricação vêm com suas próprias limitações. Primeiro, os custos iniciais de usinagem CNC podem ser tão altos quanto os associados à impressão 3D, se não maiores. Além disso, do ponto de vista de design, a usinagem CNC frequentemente vem com mais limitações que a aditiva. A manufatura subtrativa também é menos eficiente em material e ecológica que a manufatura aditiva porque inerentemente cria desperdício.

Combinando capacidades para o sucesso definitivo

Os prós e contras de ambos os métodos de manufatura aditiva e subtrativa os tornam complementos ideais um do outro em muitas aplicações. À medida que a tecnologia e as demandas dos consumidores evoluem, fabricantes serão encarregados da tarefa de desenvolver novos métodos que integrem ambas as técnicas aditivas e subtrativas.

Seja construindo a motocicleta do futuro ou tentando criar um produto de nicho de alta qualidade, é importante manter a mente aberta quando se trata de processo. Métodos tradicionais de fabricação têm muito a oferecer a engenheiros e gerentes de produto que buscam construir a próxima grande coisa. Uma combinação sofisticada de manufatura subtrativa e aditiva pode ajudar fabricantes a proteger seus produtos mais inovadores para o futuro.

Na Fast Radius, somos apaixonados por ajudar empresas a criar os produtos do futuro hoje, seja prototipando uma peça única através de modelagem por deposição fundida (FDM) ou unindo métodos aditivos e subtrativos para executar produções de alto volume de peças uniformes. Podemos ajudá-lo a criar de maneiras que você não achava que eram possíveis. Entre em contato conosco hoje.

Pronto para aprofundar? Explore o centro de recursos da Fast Radius para mais informações sobre materiais, máquinas e o estado da fabricação hoje.

Pronto para fabricar suas peças com a Fast Radius?

Solicite seu orçamento