Como a manufatura aditiva e a manufatura tradicional são processos complementares

A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, é o processo de criação de um produto usando scanners de objetos 3D ou software de design auxiliado por computador (CAD) para depositar camada sobre camada de material em formas geométricas precisas, ao contrário dos processos tradicionais de fabricação subtrativa que envolvem removendo camadas de um bloco de material para construir um projeto. Por exemplo, cortar uma barra de metal em pedaços é um exemplo muito simples de um processo de fabricação tradicional. No entanto, com a grande popularidade da impressão 3D e a disponibilidade de metais mais adequados, os fabricantes estão ansiosos para aplicar ambos os processos na linha de produção. O objetivo é combinar a manufatura aditiva e a manufatura tradicional como um processo complementar para oferecer um acabamento perfeito ao produto.

Abaixo, discutimos os benefícios da manufatura aditiva e como a manufatura aditiva e a manufatura tradicional podem ser usadas juntas para criar produtos de alta qualidade.

A crescente popularidade da manufatura aditiva

Muitos maquinistas, fabricantes e fabricantes têm utilizado a manufatura aditiva cada vez mais nos últimos anos, pois oferece muitos benefícios, como menos desperdício de material. Aqui, detalhamos mais detalhadamente algumas dessas vantagens.

Melhor para protótipo rápido e design de peças sobressalentes

A evolução gradual da impressão 3D permitiu que grandes fabricantes como Boeing, GE e Siemens criassem projetos de protótipos complexos com facilidade. A Siemens está usando a tecnologia de manufatura aditiva para criar peças de reposição para seus diferentes produtos, reduzindo o tempo de reparo para 90% em alguns casos. Além disso, a Siemens imprime apenas conforme necessário, reduzindo assim os custos relacionados à superprodução e outras logísticas.

Reduz o desperdício de material

Trabalhar com um grande bloco de titânio para produzir componentes aeroespaciais gera até 90% de resíduos. A menos que os fabricantes considerem reciclar os restos, eles simplesmente adicionam mais custos operacionais em termos de gerenciamento de resíduos. A capacidade intrínseca da impressão 3D de adicionar materiais camada por camada nas formas precisas necessárias reduz o desperdício de material geralmente criado por métodos de fabricação subtrativos que exigem a remoção do excesso de material para criar um design.

Reduz o tempo de fabricação

Várias peças metálicas feitas a partir de processos de manufatura aditiva custam menos porque o tempo necessário para a fabricação é drasticamente reduzido. Formas complexas podem ser facilmente produzidas sem ter que usar ferramentas, matrizes ou moldes. Como a peça é impressa fora de uma máquina, projetar estruturas complexas, como treliças ou favos de mel, leva menos tempo.

Apesar de ter muitas vantagens tecnológicas, a manufatura aditiva não pode substituir completamente as técnicas convencionais de manufatura. Uma peça produzida por manufatura aditiva ainda pode exigir usinagem para obter o acabamento superficial desejado. Assim, muitos fabricantes estão considerando um modelo híbrido que utiliza ambos os processos.

Modelo Híbrido:Utilizando Manufatura Aditiva e Manufatura Tradicional como Processo Complementar

A fabricação híbrida é um processo que combina usinagem CNC e manufatura aditiva, com os fabricantes usando a tecnologia de impressão 3D como ferramenta para expandir seu escopo de design, apoiando-se em processos CNC tradicionais para trazer o produto desejado à mesa.

Então, por que às vezes é necessário combinar a usinagem aditiva e a fabricação tradicional como um processo complementar? Embora a manufatura aditiva possa produzir formas geométricas complexas de maneira rápida e fácil, ela oferece menos precisão do que a usinagem CNC, pois as peças produzidas por uma impressora 3D geralmente têm apenas a forma de rede. Por outro lado, é muito mais difícil criar formas complexas com métodos tradicionais de fabricação, mas esses métodos podem ter tolerâncias mais apertadas e podem criar mais facilmente o acabamento superficial desejado do produto.

A tabela abaixo resume os prós e contras de ambos os métodos.

	Usinagem CNC	Manufatura Aditiva
Prós	Repetível Precisão Bom acabamento de superfície Alta produtividade	Menos desperdício de material Liberdade geométrica Opções de materiais
Contras	Alto desperdício de material	Tempo de ciclo longo Acabamento de superfície ruim

A fabricação híbrida utiliza o melhor dos dois processos de fabricação e envolve a aplicação de processos aditivos e subtrativos em sequência. Por exemplo, um método de manufatura aditiva, como Deposição de Energia Direcionada (DED), que usa um laser ou feixe de elétrons para derreter materiais à medida que são depositados em uma plataforma de construção por meio de um bocal, pode ser realizado inicialmente para criar a peça. A peça pode então ser usinada em CNC para obter o acabamento e a tolerância de superfície desejados.

Outros métodos populares de manufatura aditiva que podem ser combinados com processos tradicionais de manufatura incluem:

• Fusão em leito de pó: Um laser ou feixe de elétrons é usado para derreter e fundir pós de material para formar uma peça 3D. Embora esse processo seja semelhante ao DED, ele difere na forma como deposita o material.
• Jato de ligante de metal: Especialmente comum em aplicações de alto volume, um agente de ligação líquido é depositado em camadas finas de pó, essencialmente colando para criar um objeto camada por camada.

Todos esses processos podem ser realizados em uma única máquina híbrida, programada e operada por um número limitado de pessoas a uma distância segura. Ao implementar a fabricação híbrida usando uma única máquina, o produto ou peça pode ser impresso e usinado em uma única configuração, reduzindo a chance de erro.

Outros benefícios de usar uma máquina híbrida incluem o seguinte:

• Menos gastos de capital em equipamentos
• Tempos de entrega mais rápidos
• Armazenamento de inventário menos necessário, economizando espaço
• A capacidade de usinar o interior da peça à medida que ela é produzida, permitindo um controle de qualidade superior

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