Nas últimas duas semanas, acompanhei algumas reportagens e artigos sobre como a manufatura aditiva está impulsionando a evolução da fundição, especialmente na melhoria dos processos. Essa perspectiva me chamou a atenção, e por isso será o tema principal do artigo de hoje da newsletter!
A fundição é um dos processos industriais mais antigos, essencial para a produção em larga escala de peças metálicas utilizadas nos setores automotivo, aeroespacial, de energia e outros setores. No entanto, grande parte da tecnologia empregada ainda é a mesma de anos atrás, resultando em desafios como altos custos de moldes, desperdício significativo de material e longos prazos de produção.
Com a crescente adoção da manufatura aditiva (MA), a fundição está sendo bastante impactada, melhorando seus processos e eficiência. Segundo um estudo publicado pelo 3D Printing Industry, há expectativa de até 40% das fundições adotarem a manufatura aditiva até 2030. Essa integração permite redução de custos, maior flexibilidade no design de moldes e otimização do tempo de produção.
Neste artigo, vamos explorar como a manufatura aditiva está transformando o setor de fundição, os desafios técnicos envolvidos e alguns cases de sucesso.
A revolução da fundição com a Manufatura Aditiva
A manufatura aditiva está sendo aplicada na fundição de três formas principais:
- Fabricação de moldes e padrões para fundição, a partir da criação rápida de moldes complexos sem necessidade de ferramentas físicas.
A manufatura aditiva permite a produção de moldes e núcleos de areia, aumentando a agilidade no processo de fabricação de peças por fundição. Tecnologias como Binder Jetting possibilitam a fabricação direta de moldes de areia, reduzindo prazos de semanas para dias.
Um case que mostre este potencial é o da BMW Group. Eles estão revolucionando a fundição de metais leves com o uso da tecnologia de Binder Jetting da empresa ExOne. Em sua fábrica de Landshut, a empresa adotou um sistema automatizado de manufatura aditiva que opera 24/7, utilizando quatro impressoras ExOne para apoiar no processo de fabricação de motores.
Essa inovação não apenas otimiza o processo de fundição, mas também torna a produção mais sustentável e eficiente, alinhando-se às metas ambientais do BMW Group. Além disso, demonstra o potencial da manufatura aditiva para transformar a indústria de fundição.
2. Fundição híbrida: uma combinação de manufatura aditiva para criar seções complexas em substratos metálicos fundidos.
O conceito de fundição híbrida consiste na produção de um substrato metálico fundido seguido da aplicação de manufatura aditiva para criar detalhes complexos. Essa abordagem reduz desperdícios, melhora a resistência mecânica e permite a produção de estruturas internas avançadas.
Algumas das técnicas utilizadas:
- Directed Energy Deposition (DED) para criar reforços estruturais diretamente sobre peças fundidas.
- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) para produzir seções críticas com precisão.
- Binder Jetting para a criação de moldes de areia altamente detalhados.
3. Produção direta de peças metálicas: em alguns casos, peças tradicionalmente fundidas podem ser fabricadas diretamente através de manufatura aditiva metal, eliminando etapas intermediárias.
Embora a fundição continue sendo fundamental para a produção de peças metálicas em larga escala, alguns componentes antes fundidos estão sendo impressos diretamente em metal. Isso ocorre especialmente em setores onde personalização e redução de peso são essenciais, como aeroespacial e defesa.
Um case que mostre este potencial é da Frech, conhecida por fabricar algumas das máquinas e ferramentas de fundição sob pressão da mais alta qualidade disponíveis no mercado. A empresa implementou um processo manufatura aditiva em sua oficina de ferramentas para gerenciamento otimizado de temperatura durante o processo de fundição sob pressão.
Insertos de ferramentas com canais de resfriamento conformais foram fabricados usando o processo de fusão a laser seletivo, que no caso de ferramentas de fundição sob pressão, contribui para tempos de resfriamento mais curtos e, portanto, para a redução de todo o processo de fabricação.
Ao usar estruturas de treliça interna, o peso de um componente pode ser reduzido e sua estabilidade aumentada.
Desafios técnicos e soluções
Apesar das vantagens, a integração da manufatura aditiva na fundição ainda enfrenta desafios técnicos, como:
- Precisão e controle de qualidade: moldes fabricados por manufatura aditiva devem garantir superfícies com qualidade e tolerâncias rígidas, para que as peças saiam no dimensional e especificações adequadas.
- Materiais e propriedades mecânicas: a transição entre materiais fundidos e impressos exige controle avançado de resfriamento e tensão residual.
- Custo de implementação: embora reduza custos a longo prazo, a adoção da manufatura aditiva requer investimentos iniciais elevados.
Como algumas soluções que podem ajudar as empresas de fundição, pode-se pensar em:
- Modelos híbridos de fundição + manufatura aditiva para otimizar a precisão da fabricação.
- Simulação digital para prever deformações e otimizar projetos antes da produção.
- Pós-processamento aprimorado para eliminar irregularidades em peças impressas.
Conclusão
A manufatura aditiva está desempenhando um papel central na modernização da fundição. Com uma previsão de que 40% do setor adotará impressão 3D até 2030, empresas que investirem nessa integração terão vantagens competitivas significativas.
Cases de sucesso de diversas empresas em todo o mundo demonstram que essa transição já está acontecendo. Nos próximos anos, veremos a expansão da manufatura aditiva na fundição, redefinindo os padrões de eficiência, personalização e sustentabilidade.
Você já viu a manufatura aditiva sendo aplicada na fundição? Tem experiências nessa área? Compartilhe nos comentários!
Grande abraço!
Luan Saldanha.
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