Autor: Marc Gardon, Gerente de Aplicações MA da EMEA, Renishaw Iberica
A redução do custo por peça é um fator crítico para impulsionar a adoção da manufatura aditiva (MA). O fator dominante no custo por peça para a maioria dos componentes de MA de metal hoje é o tempo gasto na construção da peça na máquina. Aqui, Marc Gardon, gerente de aplicações MA EMEA da Renishaw Iberica, explica como os ganhos de produtividade estão desbloqueando novas aplicações de MA.
Muitas empresas nas indústrias médica e odontológica estão usando a tecnologia MA para produzir instrumentos cirúrgicos, implantes e também próteses dentárias específicas para cada paciente e geometrias ortopédicas. O caso de negócios está amplamente estabelecido nesses setores. Além disso, a MA já é uma tecnologia de fabricação bem utilizada em uma ampla gama de setores, incluindo aeroespacial, defesa, fabricação de ferramentas, automobilismo e energia. No entanto, a MA tem um enorme potencial de crescimento em várias indústrias de manufatura e, para que isso seja realizado, é fundamental reduzir o custo por peça.
Para ampliar as possíveis aplicações da MA de metal, os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) concentraram esforços pesados de pesquisa e desenvolvimento (P&D) para aumentar a produtividade do sistema. Por exemplo, o desenvolvimento de máquinas multilaser para fusão a laser em leito de pó (LPBF) ajudou a quadruplicar a produtividade usando a mesma pegada de máquina dos sistemas existentes.
Existem várias opções para OEMs que buscam aumentar a produtividade da máquina, sendo as duas mais óbvias aumentar o tamanho da máquina e aumentar a potência do laser. No entanto, ambas as abordagens aumentariam o custo para o cliente. Para melhorar o custo por peça sem aumentar as barreiras de entrada, os fabricantes estão procurando maneiras de otimizar o processo de MA.
Maximizando o tempo de atividade da máquina em LPBF
Em um processo LPBF, a máquina espalha uma fina camada de pó de metal e, em seguida, um laser de alta potência derrete e funde seletivamente o pó onde a estrutura é necessária, antes de adicionar uma nova camada. O processo é repetido até que uma peça de metal sólida esteja completa. Uma parte do processo LPBF que os engenheiros da Renishaw identificaram para melhorar a produtividade geral é a redução do tempo do recobridor – tradicionalmente, o laser para de disparar quando o recobridor espalha a próxima camada de pó.
A tecnologia TEMPUS™, uma inovação da Renishaw, incorpora um novo algoritmo de varredura para a série RenAM 500 de sistemas MA da empresa, que permite que o laser dispare enquanto o recobridor está em movimento, permitindo uma economia de até nove segundos por camada. Ao longo da construção, a economia de tempo aumenta significativamente. Normalmente, uma maior economia de tempo é alcançada ao construir peças com recursos finos e verticais, mas todas as geometrias de peças podem experimentar alguns benefícios de produtividade.
Ganhos de produtividade em ação
A MADIT, com sede na Espanha, especialista no uso de manufatura aditiva de metal para produção industrial, testou a nova tecnologia TEMPUS e obteve resultados positivos, reduzindo os tempos de construção das peças entre 25 e 50 por cento sem comprometer a qualidade. A economia de tempo significa que a MADIT aumentou a produção de um para dois turnos por dia, aumentando o rendimento.
A MADIT testou a tecnologia TEMPUS em seus sistemas Renishaw de laser único e multilaser, produzindo uma placa com 24 tubos de 1 mm de diâmetro, usada na refrigeração de sistemas automotivos. No sistema de laser único, o tempo de construção foi reduzido de 36 horas para 26 horas. No sistema multilaser, o tempo de construção foi reduzido de 17 para oito horas, uma economia de tempo de mais de 50%.
Ampliando as aplicações
Com as melhorias de produtividade reduzindo a barreira de entrada para a MA de metal, as empresas agora podem expandir o uso da MA para novas aplicações com mais facilidade e aprimorar os processos existentes. Aqueles que já usam MA podem experimentar melhores margens, abrindo a oportunidade de investir em mais equipamentos e crescer.
Espera-se que os aumentos de produtividade reduzam o custo por peça para acelerar a adoção da MA como um processo de fabricação de alto volume. Com os ganhos de produtividade facilitando a construção de um caso de negócios e atendendo à demanda por aplicações de alto volume, espera-se que a MA seja capaz de atingir todo o seu potencial em uma ampla gama de aplicações de fabricação. Por exemplo, embora a MA seja atualmente usada em aplicações automotivas especializadas, como Fórmula 1 ou supercarros, ela pode se tornar mais difundida na fabricação automotiva em geral.
A tecnologia TEMPUS está incorporada aos novos modelos RenAM 500 Ultra da Renishaw, que estão disponíveis com configuração de laser quádruplo ou único. Os clientes existentes da série RenAM 500 podem acessar a tecnologia TEMPUS como uma atualização paga. Para obter mais informações sobre como maximizar a produtividade na MA, visite www.renishaw.com/additive
