Machine Made: Como a Impressão de Metal Está a Mudar o Cenário
Criar partes e produtos metálicos com impressão 3D não é algo do futuro. De facto, é uma tendência atual e crescente sem fim à vista.
A rápida taxa de crescimento e desenvolvimento deste novo setor exigem uma vigilância próxima do mercado e contínua atualização.
Já existem muitos players neste mercado com diversas tecnologias e preços, aplicáveis a diferentes setores.
"As partes devem ser menos sólidas porque o preço é apenas relacionado coma quantidade de material e a complexidade não pertence a essa equação"
Aqui entra o mercado do fabrico aditivo para partes metálicas, sobretudo dominado pelas tecnologias powder based fusion (PBF) e direct energy deposition (DED). Ambas têm mais de 70% de market share, e só a PBF tem mais de 50%.
A PBF é uma tecnologia que utiliza laser para sintetizar e derretar uma base metálica, enquanto DED derrete também o metal com laser mas é depositada em forma de pó ou arame. A tecnologia PBF pode ter melhor qualdiade e precisão que a DED mas menor velocidade de impressão.
O tamanho da construção ainda é limitado a cerca de 500x280x360mm para máquinas maiores e mais dispendiosas, mas uma variedade de metais podem ser introduzidos.
De ligas de alumínio, titânio ou aço inoxidável a metais precisos, a flexibilidade é enorme quando comparado com os processos de fabrico tradicionais. As partes metálicas impressas têm maior força e dureza que os materiais originais, mas a resistência à fadiga ainda é um handicap.
Durante o processo de fabrico aditivo, a rugosidade superficial de cada camada é elevada e antes do processo termal, as peças têm entre 0& e 0.5% de porosidade interna, o que pode explicar a baixa resistência à fadiga comparado ao material base.
O mercado para peças e estruturas de aço está sempre a procurar mais otimização e eficiência, reduzindo os custos operacionais.
O peso é um grande travão em algumas indústrias como aeroespacial, automotivo e aviação, mas com o fabrico aditivo, partes metálicas podem ser altamente personalizáveis e otimizadas porque as peças são construídas para cima e não por remoção de material, como os métodos tradicionais.
Esta nova abordagem à produção obriga a mente de engenharia a romper com formas pré-determinadas como retângulos, cubos ou cilindros e a pensar em novos formatos de desenho oco, estruturas de treliça e tubos. Recorde-se: "menos sólido". O desenho topológico (onde o material está, onde ele é preciso e onde irá desempenhar) é a futura abordagem do engenheiro a estes problemas com o fabrico aditivo.
A tecnologia de impressão 3D aplicada a peças e partes metálicas é uma enorme contribuição para algumas indústrias, associada à sua otimização e eficiência. Mas os preços das máquinas de impressão e das matérias em bruto são ainda elevados - entre 250k€ e 500k€. Contudo, em peças complexas, a redução de custos pode ser superior a 90% com o uso do fabrico aditivo.
O mindset dos Engenheiros deve adaptar-se aos benefícios e flexibilidade da impressão 3D. Leveza é a palavra-chave agora e é só uma questão de tempo até a mesma tecnologia e conceito se adaptarema partes e estruturas maiores.
Pronto para a mudança?
Credits:
https://www.3dhubs.com
https://markforged.com
https://www.3dsystems.com
https://gizmodo.com/the-first-3d-printed-steel-bridge-looks-like-it-broke-o-1824252512
Thomas Duda, 3D Metal Printing Technology