Manufatura aditiva versus manufatura tradicional

Introdução

A manufatura aditiva (AM), ou impressão 3D, surgiu como uma tecnologia inovadora que está revolucionando os métodos de produção tradicionais em todos os setores. Sua capacidade de criar objetos complexos e personalizados adicionando material camada por camada está remodelando a maneira como projetamos, criamos protótipos e fabricamos produtos em setores como aeroespacial, automotivo, saúde e bens de consumo.

Neste artigo, exploraremos os recursos e as vantagens comuns dessa tecnologia transformadora, comparando-a com os métodos tradicionais de fabricação. Esperamos que você possa ter uma melhor compreensão e obter os materiais de AM perfeitos para sua empresa ou pesquisa.

O que é manufatura aditiva?

A manufatura aditiva é um conjunto de tecnologias que fabricam objetos tridimensionais por meio de um processo de construção camada por camada. Diferentemente dos métodos tradicionais de fabricação que envolvem processos subtrativos, como corte, perfuração e usinagem, a AM é um processo aditivo em que os objetos são adicionados uma camada de cada vez.

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Figura 1. Impressão 3D

As etapas típicas em um processo de AM são as seguintes:

1. Projeto: A primeira etapa da AM é criar um modelo digital em 3D do objeto usando um software de design auxiliado por computador (CAD). Esse modelo digital serve como o projeto do objeto físico.

2. Preparação: O modelo digital é preparado para impressão cortando-o em camadas finas de seção transversal. Essa etapa determina a espessura da camada e fornece instruções para a máquina de AM sobre como construir o objeto camada por camada.

3. Processo de impressão: O processo de impressão começa quando a máquina de AM inicia a construção do objeto camada por camada. A tecnologia AM específica determina o processo exato. Por exemplo, na modelagem por deposição fundida (FDM), um filamento de material termoplástico é aquecido e extrudado na plataforma de construção.

4. Pós-processamento: Após a conclusão da impressão, as etapas de pós-processamento podem ser necessárias para refinar o objeto, o que pode incluir a remoção de estruturas de suporte, limpeza, polimento e tratamento de superfície para obter as características finais desejadas.

Leitura relacionada: Pó para impressão 3D: o que é e como é usado?

Figura 2. Processo AM

Manufatura aditiva versus manufatura tradicional

À medida que a tecnologia se desenvolve, a manufatura aditiva continua a ganhar impulso e apresenta várias vantagens em relação aos métodos tradicionais de manufatura.

• Geometrias complexas: A AM permite a criação de padrões complexos, incluindo estruturas internas intrincadas e formas orgânicas, que são desafiadoras ou impossíveis de produzir com métodos tradicionais.
• Personalização: Ela permite a fácil customização e personalização de produtos, enquanto os métodos convencionais são adequados para a produção em massa. Com a AM, cada item pode ser adaptado a requisitos específicos sem incorrer em custos adicionais de ferramentas ou atrasos na produção.
• Redução de resíduos: Os processos de AM geram o mínimo de desperdício de material, pois adicionam material seletivamente, usando apenas o que é necessário para construir o objeto. Isso também reduz os custos de material e o impacto ambiental.
• Equipamento simplificado: Os processos de fabricação tradicionais geralmente envolvem várias etapas, cada uma usando máquinas diferentes. No entanto, na manufatura aditiva, um único dispositivo lida com todos os aspectos da criação. Por exemplo, a metalurgia geralmente usa uma combinação de torneamento, fresagem e perfuração para produzir uma peça de metal acabada.
• Produção sob demanda: A AM permite a produção descentralizada e sob demanda, reduzindo a necessidade de grandes estoques e possibilitando a fabricação localizada. Ela reduz as barreiras ao empreendedorismo e ao desenvolvimento de produtos. Com a ajuda das impressoras 3D, as empresas podem criar protótipos e produzir seus produtos em um único dispositivo em vez de investir em uma fábrica inteira.

Aplicações da manufatura aditiva

Com esses benefícios, a manufatura aditiva tem aplicações em vários setores, incluindo aeroespacial, automotivo, saúde, produtos de consumo, arquitetura e muito mais. Ela está transformando a manufatura com os recursos abaixo.

Tabela 1. Manufatura aditiva versus manufatura tradicional

Conclusão

Em suma, a comparação entre a manufatura aditiva e a manufatura tradicional revela um cenário dinâmico em que essas abordagens oferecem vantagens e considerações exclusivas. A AM introduz uma abordagem inovadora com suas geometrias complexas, recursos de personalização, prototipagem rápida e eficiência de material. Por outro lado, os métodos tradicionais de fabricação têm sido a base da produção em massa.

Em última análise, a escolha entre a AM e a manufatura tradicional depende de fatores como o volume de produção, a complexidade do projeto, os requisitos de material e as restrições de tempo. A chave está em compreender as nuances de cada abordagem e abraçar o poder transformador da manufatura aditiva. Para obter mais informações relacionadas a materiais de AM, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Referências:

[1] Thakur, Vishal & Singh, Roopkaran & Kumar, Ranvijay & Gehlot, Anita. (2022). Impressão 4D de materiais termoresponsivos: uma revisão do estado da arte e aplicações prospectivas. Revista Internacional de Design e Manufatura Interativa (IJIDeM). 1-20. 10.1007/s12008-022-01018-5.