Manufatura Aditiva vs. Tradicional: Como Elas Se Complementam

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

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

A Crescente Popularidade da Manufatura Aditiva

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

Melhor para Prototipagem Rápida e Design de Peças de Reposição

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

Reduz Desperdício de Material

Trabalhar com um grande bloco de titânio para produzir componentes aeroespaciais gera até 90% de desperdício. A menos que fabricantes considerem reciclar os remanescentes, eles simplesmente adicionam mais custos operacionais em termos de gestão de desperdício. A capacidade intrínseca da impressão 3D de adicionar materiais camada por camada nas formas precisas necessárias reduz o desperdício de material frequentemente criado por métodos de manufatura subtrativa que requerem remover material em excesso para criar um design.

Encurta Tempo de Fabricação

Várias peças metálicas feitas de processos de manufatura aditiva custam menos porque o tempo necessário para 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 técnicas de manufatura convencionais. Uma peça produzida por manufatura aditiva ainda pode requerer usinagem para trazer o acabamento de superfície desejado. Assim, muitos fabricantes estão considerando um modelo híbrido que utiliza ambos os processos.

Modelo Híbrido: Utilizando Manufatura Aditiva e Tradicional como Processo Complementar

Manufatura híbrida é um processo que combina usinagem CNC e manufatura aditiva, com fabricantes usando tecnologia de impressão 3D como uma ferramenta para expandir seu escopo de design enquanto se apoiam em processos CNC tradicionais para trazer o produto desejado à mesa.

Então, por que às vezes é necessário combinar usinagem aditiva e manufatura tradicional como um processo complementar? Enquanto a manufatura aditiva pode produzir formas geométricas intrincadas rápida e facilmente, ela oferece menos precisão que usinagem CNC, pois as peças produzidas por uma impressora 3D são frequentemente apenas near-net-shape. Por outro lado, é muito mais difícil criar formas complexas com métodos de manufatura tradicionais, mas esses métodos podem manter tolerâncias mais apertadas e podem mais facilmente criar o acabamento de superfície desejado do produto.

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

Manufatura híbrida utiliza o melhor de ambos os processos de manufatura e envolve aplicar 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 conforme são depositados em uma plataforma de construção através de um bico, pode ser realizado inicialmente para criar a peça. A peça pode então ser usinada CNC para atingir o acabamento de superfície e tolerância desejados.

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

• Fusão de leito de pó: Um laser ou feixe de elétrons é usado para derreter e fundir pós de material para formar uma peça 3D. Embora este processo seja semelhante ao DED, difere em como deposita material.
• Jateamento de aglutinante metálico: Especialmente comum em aplicações de alto volume, um agente aglutinante líquido é depositado sobre camadas finas de pó, essencialmente colando-as para criar um objeto camada por camada.

Todos esses processos podem ser realizados usando uma única máquina híbrida, programada e operada por um número limitado de pessoas a uma distância segura. Ao implementar manufatura 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:

• Menor despesa de capital em equipamentos
• Prazos de entrega mais rápidos
• Menos armazenamento de inventário necessário, economizando espaço no chão
• A capacidade de usinar o interior da peça enquanto é produzida, permitindo controle de qualidade superior

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