Ferramentaria Moderna

3D – Receita técnica para impressão sem “rasuras”

Plastico Moderno
7 de janeiro de 2019
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    Plástico Moderno, Peça complexa produzida pelo Instituto Renato Archer

    Peça complexa produzida pelo Instituto Renato Archer

    Especialistas traçam as coordenadas buscando garantir um roteiro bem-sucedido para as rotas de produção por camada

    A escolha adequada das matérias-primas e de rotas tecnológicas de produção aliada a fundamentos técnico-científicos que garantam o controle de fatores críticos de qualidade representa a base para o bom desempenho de peças obtidas por meia da impressão 3D. O domínio dessas variáveis de processo e de boas práticas de gestão é apontado por especialistas e empresários como crucial para a alavancagem da manufatura aditiva no Brasil. Dentre essas, destacam-se, por exemplo, o foco em competividade e sustentabilidade, priorizando uma produção mais limpa e de menor impacto ambiental.

    Plástico Moderno, Lopes: processo nasce no mundo virtual, em sistemas de CAD

    Lopes: processo nasce no mundo virtual, em sistemas de CAD

    O ponto de partida para conduzir, com sucesso, as operações nesse sentido é migrar do mundo físico para o virtual, ou seja, converter a inovação que se pretende transformar em produto, primeiramente em representação computacional via CAD. É o que aconselha o pesquisador Jorge Vicente Lopes da Silva, coordenador do Núcleo de Tecnologias 3D do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, do Ministério de Ciência e Tecnologia.

    Não basta, segundo ele, ter uma excelente ideia descrita em papel; é preciso modelar matematicamente o projeto em conformidade com a linguagem usada pela manufatura aditiva. Por outro lado, como existe uma diversidade de softwares nesse campo, o melhor caminho é optar pela solução mais alinhada às necessidades do projeto e que ofereça o melhor custo-benefício.

    Conceitualmente, a manufatura aditiva consiste em um processo que deposita material na forma de camadas impressas obtendo-se a conformação de um produto. Com isso, criam-se geometrias não factíveis por processo convencional, tal como usinagem entre outros, porém complementares, muitas vezes, explica Lopes, doutor em Engenharia Química, bacharel e mestre em Engenharia Elétrica.

    Em palestra recente realizada em São Paulo, sobre a evolução global das tecnologias de impressão 3D, particularmente Fusão Seletiva a Laser e Deposição de Metais a Laser, o professor Edson Costa Santos comparou, de forma quantitativa e qualitativa, a presença de peças e máquinas à base de metais e de polímeros no mercado. Em números absolutos, segundo ele, os materiais poliméricos ocupam cerca de 90% e os metais ficam com 10%. Porém, sob a ótica do valor agregado – peças em uso em segmentos de ponta como aeronáutico – a relação praticamente se inverte. Ou seja, há um predomínio qualitativo dos metais, concluiu Santos, ex-pesquisador do Instituto Ânima e atualmente senior manager na Zeiss, em Oberkochen (Alemanha), fornecedora de equipamentos de medição e máquinas voltadas para manufatura aditiva.

    Plástico Moderno, Sofia: controle de porosidade evita aparecimento de trincas

    Sofia: controle de porosidade evita aparecimento de trincas

    A seleção do processo de deposição para fabricação por tecnologias de manufatura aditiva depende das características do componente, em particular sua dimensão e rigor dimensional exigido, informa Ana Sofia C. M. D’Oliveira, coordenadora de P&D na Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-graduação da UFPR. Em geral, diz ela, “peças pequenas com maior detalhamento e em consequência maior rigor dimensional, como é o caso de próteses dentárias, utilizam técnicas que oferecem a possibilidade de processar multicamadas de menor espessura, o que é conseguido com processos de alta densidade de energia, como a deposição por laser ou feixe de elétrons. Tipicamente, estes componentes são fabricados por técnicas de mesa de fusão”, afirma.

    Para peças de maiores dimensões, nas quais a se dá prioridade ao requisito produtividade em comparação com os demais, são utilizadas camadas de maior espessura. Nestes casos se recorre a processos de deposição por arco elétrico para a produção das multicamadas, acrescenta Sofia, doutora em metalurgia e materiais e coordenadora, igualmente, do Laboratório de Engenharia de Superfícies, do Departamento de Engenharia Mecânica da UFPR.

    A fabricação de peças em camadas tem como fundamento metalúrgico a utilização de materiais diversos em forma de pó, esclarece o engenheiro metalurgista João Batista Ferreira Neto, diretor do Centro de Tecnologia em Metalurgia e Materiais do IPT. No processo de impressão 3D de metais, acrescenta ele, “o fundamento é o da fusão do pó metálico em cada camada, com uma interposição de cada camada fundida com a camada anterior de forma que as propriedades requeridas sejam alcançadas, evitando porosidades, tensões residuais etc.”.



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