Recentemente, um marco significativo foi alcançado na manufatura aditiva brasileira: a produção da peça metálica mais pesada já impressa no país utilizando a tecnologia de Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA), pesando impressionantes 255 kg.
Figura 1 – Peça fabricada por tecnologia MADA (Belgo e Laprosolda).
Este feito não apenas demonstra o avanço tecnológico no Brasil (na pesquisa, desenvolvimento e inovação), mas também ressalta o potencial transformador da MADA para diversos setores industriais.
Neste artigo, exploraremos em profundidade essa tecnologia bastante promissora, suas aplicações, detalhes técnicos e o papel crucial de instituições e pesquisadores brasileiros, como o prof. Louriel Vilarinho e o grupo Laprosolda, nesse cenário.
O que é Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA)?
A Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA), conhecida internacionalmente como Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), é um processo de fabricação aditiva de metais que utiliza um arco elétrico como fonte de calor para fundir um arame metálico, depositando-o camada por camada para construir uma peça tridimensional [1].
Pertencente à família dos processos de Deposição Direta de Energia (DED – Direct Energy Deposition), a MADA se destaca por sua alta taxa de deposição, o que a torna particularmente adequada para a produção de componentes metálicos de grande porte, como o que foi feito recentemente pela Belgo e Laprosolda, com 255 kg fabricados.
Como funciona?
O processo MADA integra a tecnologia de soldagem a arco com a manufatura aditiva. Um robô ou sistema automatizado controla o movimento de uma tocha de soldagem, que derrete o arame metálico.
O material fundido é depositado em um substrato, solidificando-se rapidamente para formar uma camada. Esse processo é repetido, camada por camada, até que a peça final seja construída.
A precisão e o controle do arco elétrico, da alimentação do arame e do movimento do robô são fundamentais para garantir a qualidade e a integridade metalúrgica da peça.
https://youtu.be/2sPr60T6SJc?si=_IQma0BefkK7wsSO
Vantagens da MADA
Algumas das vantagens que podemos citar desse tipo de processo são:
- Alta taxa de deposição: comparada a outras tecnologias de manufatura aditiva de metais, a MADA oferece taxas de deposição significativamente mais altas, permitindo a fabricação de peças maiores em menos tempo;
- Custo-benefício: utiliza arames de soldagem, que são materiais mais acessíveis do que os pós metálicos usados em outras tecnologias de impressão 3D de metal;
- Flexibilidade de materiais: compatível com uma ampla gama de ligas metálicas, incluindo aços, ligas de níquel, titânio e alumínio;
- Produção de peças de grandes dimensões: ideal para a fabricação de componentes de grande escala, onde outras tecnologias de MA seriam inviáveis ou muito caras.
- Reparo: pode ser utilizada para reparar peças danificadas ou adicionar material a componentes existentes, prolongando sua vida útil e reduzindo o desperdício.
O papel pioneiro do grupo Laprosolda e do prof. Louriel Vilarinho
No cenário brasileiro da MADA, o Laboratório de Processos de Soldagem e Manufatura Aditiva (Laprosolda) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), sob a coordenação do prof. Louriel Vilarinho, tem se destacado como um centro de excelência e inovação.
O Professor Vilarinho, com uma carreira dedicada às tecnologias de fabricação, é um dos profissionais centrais no desenvolvimento e aplicação da MADA no Brasil [2], junto com sua equipe.
O Laprosolda possui uma equipe dedicada à manufatura aditiva e já imprimiu centenas de peças metálicas que estão efetivamente em uso em setores como óleo e gás, siderurgia, energia e defesa.
Essa quantidade de peças impressas por MADA é um diferencial no país, demonstrando a importância e liderança do grupo para a Manufatura Aditiva no Brasil.
Peças de grande porte e o marco de 255 kg
A peça de 255 kg, mencionada no início deste artigo, representa um novo recorde de peso, demonstrando a capacidade do Laprosolda em produzir componentes de grande volume e massa para a indústria.
Essa peça, desenvolvida em parceria com a Belgo Arames, viabilizou o uso de consumíveis de alto desempenho para o processo MADA [3].
E como isso pode impactar a indústria brasileira?
Aplicações e impacto na Indústria
A MADA oferece um vasto leque de aplicações industriais, com potencial para transformar a forma como peças metálicas são projetadas e fabricadas:
- Óleo e Gás: fabricação de componentes complexos para plataformas, tubulações e equipamentos submarinos, com redução de prazos e custos;
- Siderurgia: produção de peças de reposição sob demanda, otimizando a manutenção e reduzindo o tempo de inatividade;
- Energia: desenvolvimento de componentes para turbinas, geradores e outras infraestruturas energéticas, com geometrias otimizadas para maior eficiência;
- Defesa: fabricação de peças personalizadas e de alto desempenho para equipamentos militares, com agilidade e segurança;
- Indústria automotiva e aeroespacial: embora outras tecnologias de MA sejam mais comuns para peças menores e de alta precisão nesses setores, a MADA pode ser utilizada para prototipagem rápida de grandes componentes ou para reparos estruturais.
O impacto da MADA na indústria vai além da simples fabricação de peças. Ela permite a otimização do design, a redução do desperdício de material, a diminuição do tempo de ciclo de produção e a personalização em massa. Isso se traduz em maior competitividade, sustentabilidade e inovação para as empresas que adotam essa tecnologia.
Conclusão
A Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) é uma tecnologia disruptiva que está redefinindo os limites da fabricação de metais no Brasil e no mundo. O trabalho pioneiro de instituições como o Laprosolda é fundamental para impulsionar essa revolução, superando desafios técnicos e abrindo novas possibilidades para a indústria.
O recorde da peça de 255 kg é um testemunho do potencial da MADA para a produção de componentes de grande porte, com alta taxa de deposição e flexibilidade de materiais. À medida que a pesquisa e o desenvolvimento continuam, a MADA se consolidará como uma ferramenta indispensável para a inovação, a competitividade e a sustentabilidade na manufatura brasileira.
Um grande abraço,
Luan Saldanha.
Referências
[1] TWI. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Disponível em: https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/arc-based-additive-manufacturing-137
[2] Louriel Oliveira Vilarinho | FEMEC. Disponível em: https://www.femec.ufu.br/pessoas/docentes/louriel-oliveira-vilarinho
[3] Belgo Arames e Laprosolda produzem a peça metálica mais pesada já impressa em tecnologia MADA no Brasil. Aquecimento Industrial. Disponível em: https://www.aquecimentoindustrial.com.br/belgo-arames-e-laprosolda-produzem-a-peca-metalica-mais-pesada-ja-impressa-em-tecnologia-mada-no-brasil/
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