Saiba o que é e a importância do Design for Additive Manufacturing (DfAM) nos seus projetos de manufatura aditiva!
No desenvolvimento de um novo projeto, uma das etapas que engenheiros e projetistas precisam definir é sob qual óptica o projeto irá focar. Por exemplo, pode-se definir que será necessário focar na montagem (para que o produto seja fácil e rápido de montar) ou na manutenção (para que colaboradores realizem este processo no menor tempo possível e com componentes que sejam fácil de encontrar no mercado).
Este é o contexto do termo DfX (Design for Excellence ou Design for “X”), onde o “X” é o foco para onde aquele projeto irá ser desenvolvido, direcionando para um conjunto de diretrizes específicas.
Provavelmente você conhece os termos DfA (Design for Assembly), DfC (Design for Cost), DfM (Design for Manufacturing). Com o desenvolvimento da Manufatura Aditiva (Impressão 3D), surgiu um novo termo: o DfAM (Design for Additive Manufacturing (Projeto para Manufatura Aditiva)).
Por ser algo consideravelmente recente, poucos ouviram falar sobre esta importante etapa nos projetos de impressão 3D (não é apenas “Apertar o botão Imprimir”).
A imagem abaixo mostra muito bem este cenário!
Certo, mas então como fazer o projeto voltado à manufatura aditiva? Quais diretrizes de projeto preciso seguir? Isto irá depender de alguns pontos que vamos comentar a seguir.
1) Qual tecnologia e equipamento será usado?
Há algumas diferença no projeto do seu componente se você usar a tecnologia FDM ou SLS. Por exemplo, na FDM é necessário a construção de estruturas de suporte, para partes da sua peça que possuam ângulos menores que 45° (em geral). Já para SLS, é possível que sejam necessárias a projeção de orifícios para a retirada do material interno às peças ocas.
Além disso, você precisa entender e atender as restrições do equipamento que vai imprimir suas peças. Qual menor camada que posso imprimir? Qual recomendação para tamanho de furo, % preenchimento das peças, rebaixos para escrita, etc?
Cada tecnologia e equipamento tem suas restrições e por isto é importante que você conheça as suas diretrizes de impressão.
2) Qual seu objetivo em realizar a fabricação do seu projeto com Manufatura Aditiva?
Hoje existem diversos processos de manufatura já consolidados e por isso é importante entendermos os motivos de fabricar um determinado projeto por Manufatura Aditiva. Redução de peso e material, peças com superfícies orgânicas e complexas, redução de custos?
Além disso, deve-se avaliar se realmente é necessário um projeto voltado à manufatura aditiva ou não. O professor Olaf Diegel, da Universidade de Auckland (Nova Zelândia), é um dos especialistas em DfAM no mundo e indica que a DfAM seja usada para agregar valor a peça (e não “usar por usar”). Na palestra realizada no CBMAdi ele trouxe 2 dicas para quem está começando:
1) Excesso de material é um inimigo: livre-se de material que não esteja exercendo alguma função de engenharia.
2) Projete para minimizar o material de suporte (quando sua tecnologia exigir material de suporte): já pensou em usar a estrutura do material de suporte para ser uma parte da sua peça? Otimize!
Para mostrar os ganhos que você pode ter com o DfAM, professor Olaf apresentou uma tabela com 3 modelos de peças. A primeira seria uma peça sólida (provavelmente para ser fabricada por usinagem) e a última é uma peça desenvolvida pensando no processo e tecnologia de manufatura aditiva. Avaliado os resultados, pode-se perceber que a redução de material, tempo de impressão e custo final é bastante considerável.
Um outro exemplo de DfAM no desenvolvimento de peças é no caso do Manifold Hidráulico do Airbus A380. Foi proposto a construção deste dispositivo através de Manufatura Aditiva para redução do peso. O resultado? 55% de redução do peso e manutenção das propriedades mecânicas do dispositivo.
O modelo da esquerda foi fabricado por usinagem convencional e o da direita por manufatura aditiva.
3) Como posso otimizar o meu processo de impressão?
Por fim, um outro ponto importante a se pensar no Design for Additive Manufacturing é: como posso maximizar meu processo de impressão, para aumentar minha produtividade?
O exemplo a seguir ilustra muito bem esta questão. Dependendo do tipo de projeto, você pode (e deve) pensar fora da caixa (literalmente!). Será que eu posso transformar meu componente para usar todo potencial de impressão que possuo?
Foi isto que aconteceu com o modelo do exemplo! A “caixa” que era construída por apenas uma peça, foi redesenhada para ser construída por 5 componentes. O resultado disto foi a produção de 67% a mais do produto final em uma única impressão (de 12 caixas, consegue agora produzir 20 caixas).
O que achou? Faz sentido pensar no projeto voltado a Manufatura Aditiva?
Quais outras etapas ou informações que acha interessante levar em consideração?
Confira também o post “Otimização Topológica e a Manufatura Aditiva“!
Grande abraço!
Luan Saldanha.
