A produção de ferramental por meio de Manufatura Aditiva (impressão 3D) cobre hoje uma série de aplicações, que vão desde a produção de guias de montagem no chão de fábrica ao teste e inspeção de fixadores em Mesas de Medição de Coordenadas (CMM).
Embora as tecnologias subtrativas tradicionais continuem sendo largamente utilizadas para essa aplicação, inovações tecnológicas e uma melhor compreensão das vantagens – incluindo redução de custos – trazidas pela Manufatura Aditiva estão fazendo seu uso crescer e muitas indústrias passaram a incorporar a técnica para atender necessidades únicas de produção de ferramental.
São exemplos os setores aeroespacial, de defesa, o automotivo, o de maquinário industrial e até a área de saúde.
Dentre os fatores que estão impulsionando o uso da manufatura aditiva na produção de ferramental estão a redução de custos; produção customizada e de baixa escala; realinhamento da cadeia de suprimentos; melhorias na funcionalidade das peças e mais eficiência operacional.
Com custos mais acessíveis, a manufatura aditiva está viabilizando a produção de ferramentas customizadas, sob demanda e em baixos volumes, desenvolvidas para a necessidade de cada operador.
Além da produção em pequenas quantidades, a impressão 3D possibilita a produção de ferramentas com geometrias complexas.
A manufatura aditiva também trouxe mais eficiência para a cadeia de suprimentos de produção de ferramental.
A manufatura tradicional, por exemplo, tem vários estágios de trabalho, incluindo compra de material, fabricação, revestimento e montagem final.
Já uma ferramenta construída por manufatura aditiva pode passar do modelo CAD para um software de processamento para ser impressa em 3D em um prazo de apenas algumas horas.
As fábricas que utilizam manufatura aditiva para produzir ferramental podem reduzir sua estrutura de estoque, mantendo apenas um inventário digital, e podem produzir e enviar os modelos para serem impressos nas diversas localidades em que operam, segundo a necessidade de cada ferramenta.
Essa prática reduz consideravelmente o tempo de conclusão (lead time) e os custos de frete associados à produção centralizada do ferramental.
O design, que é uma decisão crítica a ser considerada quando o projeto de uma nova peça é iniciado, também ganha com a adoção da manufatura aditiva, pois concede mais liberdade aos projetistas.
Softwares de engenharia assistida por computador (CAE) permitem aos profissionais realizar análises de elementos finitos (FEA) e obter a otimização topológica em ferramentas, para que sejam desenvolvidas com vistas a um desempenho ótimo de funcionalidade se comparadas à manufatura tradicional.
Tal flexibilidade de design permite que ferramentas, anteriormente construídas a partir de múltiplos componentes sejam consolidadas e impressas como um único objeto.
Adicionalmente, a maior complexidade geométrica proporcionada pela manufatura aditiva não acarreta custos na mesma proporção, como acontece com tecnologias tradicionais, baseadas em substratos.
O uso de software de CAE permite ainda que designers otimizem o projeto para o uso mínimo de materiais, ao mesmo tempo que cumprem com as exigências técnicas.
A estrutura interna da ferramenta, por exemplo, pode ser modificada com diferentes padrões de preenchimento para satisfazer a rigidez, força e peso necessários, usando a menor quantidade possível de material.
Essa redução de peso alcançada com a manufatura aditiva é fundamental para ferramentas utilizadas em processos repetitivos no chão de fábrica, ao reduzir o desgaste do operador.
Impressoras 3D e tecnologias disponíveis no mercado – Dentre as soluções da Stratasys, estão as tecnologias FDM® (Fused Deposition Modeling) e PolyJetTM, sendo que a FDM se tornou o método líder ao encaixar-se a uma maior variedade de aplicações, embora haja outras que também funcionem bem, como a PolyJet.
As impressoras 3D da linha Fortus são melhores opções, por exemplo, para ferramentas maiores e produção de ferramental para ambientes mais rigorosos de manufatura.
Esses equipamentos podem imprimir termoplásticos resistentes a altas temperaturas e a químicos, como ULTEM e duráveis com fibra de carbono como o Nylon 12, ideais para o chão de fábrica devido à rigidez e tolerância ao uso e manuseio repetitivo (*).
Já para fixadores de montagem menores e medidores de verificação, a Série F123 de impressoras 3D é uma opção mais econômica para produzir ferramental que não necessita de termoplásticos de alto desempenho.
Diversas faixas de preço em cada série de impressoras permitem que empresas grandes e pequenas invistam na tecnologia de manufatura aditiva.
Se o investimento de capital não for possível, a Stratasys Direct Manufacturing (SDM) oferece alternativa para aquisição de serviços, peças sob demanda.
Além das tecnologias da Stratasys, FDM e PolyJet, a SDM também oferece sinterização direta de metais a laser (DMLS), sinterização a laser (LS), HP Multi Jet Fusion e estereolitografia (SLA).
*Cada impressora 3D da linha Fortus trabalha com tipos de materiais diferentes e tem tamanhos de bandeja distintos. Verificar a disponibilidade e características com a revenda autorizada.
