Fabrico Aditivo vs Subtrativo: Escolhendo o Melhor Processo para Suas Necessidades de Produção

Desde a revolução industrial, a tecnologia de fabrico nunca parou de se desenvolver. As empresas estão sempre à procura de métodos de produção mais rápidos, mais baratos ou melhores. Nas últimas décadas, alguns dos processos mais confiáveis para fabricar peças personalizadas pertenciam a dois aspetos: fabrico aditivo ou fabrico subtrativo. Materiais podem incluir plásticos, termoplásticos, ferro, aço, carbono, etc. Embora ambos os processos de fabrico aditivo e subtrativo sejam usados para fazer objetos a partir de materiais, eles não são os mesmos. Então, qual é a diferença entre fabrico aditivo e fabrico subtrativo?

O que é Fabrico Aditivo?

Fabrico aditivo abrange processos que envolvem a construção de objetos adicionando materiais. Quando uma empresa constrói um objeto adicionando materiais a ele, é considerado fabrico aditivo. O material é gradualmente adicionado à base ou substrato, para que novos objetos com diferentes tamanhos e formas das matérias-primas possam ser produzidos.

A maioria dos processos de fabrico aditivo envolve impressão 3D. Na verdade, o termo "fabrico aditivo" tornou-se sinónimo de impressão 3D. Uma impressora 3D é uma máquina que deposita materiais na cama de impressão. Portanto, eles constroem objetos adicionando materiais. O princípio de funcionamento de uma impressora 3D típica é libertar o material extrudado do bico. Constrói a camada base, e depois constrói a próxima camada mais alta. A impressora 3D continuará a construir cada camada individual até o objeto estar completo.

Benefícios

A maior vantagem do fabrico aditivo é a sua versatilidade no design. Fabrico aditivo pode produzir modelos altamente complexos, e até designs com partes internas ocas, que outros processos de fabrico não podem fazer. Na verdade, designs que quase podem ser criados em CAD também podem ser replicados através de fabrico aditivo.

Para um pequeno número de modelos de protótipo, o fabrico aditivo é geralmente mais prático. Isto é porque máquinas de fabrico aditivo como impressoras 3D FDM requerem muito pouca configuração. Com design 3D, pode iniciar uma impressora 3D em poucos minutos. Como o processo é quase completamente automatizado, não há necessidade de gastar tempo a fazer trocas de ferramentas. Esta flexibilidade torna o fabrico aditivo a tecnologia de escolha para produção "sob demanda".

Como o fabrico aditivo não remove nenhum desperdício de materiais existentes, o processo inerentemente gera muito menos desperdício comparado ao fabrico subtrativo. Para empresas, isto pode reduzir custos de eliminação ou reciclagem de desperdício.

Desvantagens

Embora o fabrico aditivo seja versátil no design, é estritamente limitado em termos de materiais. A maioria das tecnologias de impressão 3D é limitada ao uso de plástico ou materiais compósitos de plástico. Além disso, o método de construção camada por camada leva a fraquezas estruturais onde as camadas aderem umas às outras. Isto significa que objetos criados usando fabrico aditivo podem não ser fortes o suficiente para suportar peso ou resistir a condições extremas. Isto essencialmente limita o fabrico aditivo usado para criar protótipos não funcionais.

Embora impressoras 3D existentes possam usar metal para impressão, ainda são raras na indústria. Geralmente, usar impressão 3D para criar peças metálicas personalizadas é mais caro que usar usinagem CNC para criar peças metálicas personalizadas.

Mesmo para processos de impressão 3D relativamente rápidos (como SLS e SLA), o processo de construir objetos camada por camada é muito lento. Isto torna o fabrico aditivo impraticável para responder a procura de alto volume. A impressora 3D também tem uma plataforma de construção de tamanho limitado. Se o trabalho requer peças ou modelos grandes, eles devem ser impressos como componentes menores e colados juntos. Isto introduz trabalho extra, sem mencionar mais pontos de falha.

O que é Fabrico Subtrativo?

Fabrico subtrativo inclui processos que envolvem a construção de objetos removendo material. Essencialmente o oposto do fabrico aditivo. A empresa não adiciona materiais, mas realiza fabrico subtrativo removendo materiais. Geralmente começa com um grande pedaço de matéria-prima. A empresa então remove o material em excesso dele para criar novos objetos com dimensões menores e formas diferentes.

O termo fabrico subtrativo refere-se ao processo de produzir objetos usando máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) para remover continuamente materiais do bloco original para atingir a forma e tamanho desejados. O processo começa quando o engenheiro de design submete o modelo CAD à oficina mecânica, preferencialmente usando um sistema de cotação online. Software avançado analisa e projeta e seleciona ferramentas, caminhos de ferramenta e melhores peças. Máquinas-ferramenta CNC podem usar uma variedade de materiais, incluindo metal, madeira, vidro, cerâmica, plásticos e materiais compósitos.

Vantagens

Fabrico subtrativo tem várias vantagens-chave:

• Acabamento superficial
• Alta precisão e precisão geométrica
• Excelente repetibilidade
• Aplicações de alta tensão
• Comparado com fabrico aditivo, o custo de processamento de certas peças é menor. Fabrico subtrativo preserva a integridade original do material. Isto significa que produtos fabricados por subtração são mais duráveis, o que torna a tecnologia particularmente popular nas indústrias de fabrico automóvel e aeronáutico.
• Compatível com múltiplos materiais
• Velocidade e alta produtividade
• Fabrico subtrativo envolve máquinas com capacidades de rotação linear e multi-eixos. Fresadoras CNC padrão de 3 eixos e 5 eixos e tornos podem usinar peças de diferentes direções para alcançar designs complexos.
• A qualidade de modelos e peças criados por fabrico subtrativo é geralmente melhor que a de fabrico aditivo. Como este processo não produz linhas de camada visíveis, apenas trabalho mínimo é necessário no processo de pós-processamento.

Desvantagens

É impossível cortar ou esculpir designs excessivamente complexos ou objetos ocos com usinagem CNC. Também leva muito tempo para configurar a máquina CNC. Mesmo pequenas mudanças de design podem exigir remontagem, que deve ser feita manualmente. Portanto, usinagem CNC é o que o fabricante reserva para produção em massa.

Considerações Finais

Em termos de tecnologia de fabrico, fabrico aditivo através de impressão 3D ainda é uma tecnologia emergente. Embora o seu ponto de venda seja que pode criar um excelente ponto de venda para quase todos os designs 3D, a tecnologia não é boa o suficiente para eliminar métodos de fabrico mais tradicionais. Fabrico subtrativo existe há décadas, mas ainda é amplamente considerado como padrão em várias indústrias.

Fabrico subtrativo ainda é o método que as empresas usam quando precisam produzir grandes quantidades de peças rapidamente e de forma confiável. Esta tecnologia é particularmente adequada para fabricar peças altamente duráveis de metal. À medida que mais empresas exploram novas tecnologias como corte a laser e usinagem por descarga elétrica (EDM), o fabrico subtrativo não parece estar em perigo de desaparecer.