O que é manufatura aditiva?

Descrição

A manufatura aditiva é uma abordagem moderna para a produção. Ela constrói objetos camada por camada usando projetos auxiliados por computador. Esse processo não é novo, mas tem crescido em uso nos últimos vinte anos. Muitas empresas usam esse método para peças nos setores aeroespacial, automotivo, de saúde e de produtos de consumo. Esse método permite a produção rápida de peças personalizadas com menos desperdício.

Neste artigo, discutiremos como a manufatura aditiva funciona, seus benefícios e como ela difere de outros métodos.

Por que é chamada de manufatura aditiva?

O nome vem da forma como as peças são montadas, uma camada de cada vez. Em vez de cortar ou perfurar um bloco de material, o processo adiciona pequenas peças de material até que a peça final esteja completa. Em muitos métodos de produção padrão, o material é removido de uma peça maior. Na manufatura aditiva, o material é adicionado somente onde é necessário.

Essa abordagem ajuda a reduzir o desperdício e resulta em peças com formas complexas. O método é útil quando é necessária uma geometria incomum ou estruturas internas. Por exemplo, estruturas leves com suportes internos de treliça agora são possíveis graças a essa técnica.

Manufatura aditiva e impressão tridimensional

A impressão tridimensional é um termo popular para a manufatura aditiva. Ambos os termos se referem à mesma ideia: construir um objeto camada por camada. Nos últimos anos, a impressão tridimensional deixou de ser usada como hobby e passou a ser usada em ambientes profissionais. Um caso comum é a criação de implantes médicos personalizados. Os engenheiros imprimem peças que se ajustam perfeitamente à anatomia do paciente. A mesma ideia é usada na produção automotiva. Protótipos de componentes de carros são construídos rapidamente e testados antes da produção em massa. O lado amigável dessa tecnologia é visto no uso doméstico, onde pequenas peças e artes são impressas com impressoras tridimensionais simples.

Manufatura aditiva versus manufatura convencional

Os métodos tradicionais de fabricação geralmente se baseiam em processos subtrativos. Nesses processos, as peças são esculpidas ou fresadas a partir de um bloco maior. Essa abordagem tradicional pode desperdiçar muita matéria-prima. A manufatura aditiva constrói o objeto final adicionando material somente onde for necessário. A precisão e a eficiência do material são grandes vantagens.

Os métodos convencionais precisam de várias etapas e ferramentas. Por outro lado, a manufatura aditiva usa uma máquina para completar um item camada por camada. O tempo entre o projeto e a peça acabada pode ser curto.

Atualmente, muitas pequenas empresas usam a manufatura aditiva. Elas podem projetar e imprimir uma peça em sua oficina e testá-la imediatamente.

Na prática, ambos os métodos têm seu lugar. Para produtos de alto volume com formato uniforme, os métodos convencionais podem ser econômicos. Para peças personalizadas ou complexas, a manufatura aditiva ganha.

Materiais de manufatura aditiva

Uma grande variedade de materiais é usada na manufatura aditiva.

Os plásticos são comuns. Eles são leves e fáceis de trabalhar. Na construção de protótipos, os plásticos são muito úteis. Os metais também se tornaram populares.

Nos setores aeroespacial e automotivo, metais como titânio e aço são usados com frequência. Um exemplo típico é o setor de aviação, no qual são impressas peças metálicas leves e resistentes.

As cerâmicas são outro grupo de materiais usados atualmente em ambientes especializados. Elas são usadas quando é necessária alta resistência ao calor. Até mesmo os biomateriais encontram seu caminho na manufatura aditiva. Alguns pesquisadores da área médica usam biomateriais para imprimir estruturas de tecido.

Cada material tem seu próprio conjunto de propriedades. Por exemplo, os metais geralmente exigem altas temperaturas para se fundirem. Os plásticos geralmente derretem em temperaturas mais baixas. Essas diferenças exigem máquinas especiais e controle cuidadoso durante o processo.

Leia mais: Manufatura aditiva versus manufatura tradicional

Tipos de processos de manufatura aditiva

Há vários tipos diferentes de processos de manufatura aditiva, cada um com seus próprios pontos fortes e aplicações. Esses processos incluem:

• Modelagem por deposição fundida (FDM): Esse é um dos métodos mais populares, envolvendo a extrusão de um filamento termoplástico por meio de um bocal aquecido. É comumente usado em prototipagem e na produção de peças de baixo custo.
• Sinterização seletiva a laser (SLS): Nesse processo, um laser é usado para sinterizar materiais em pó, geralmente plásticos ou metais, para criar uma estrutura sólida. O SLS é ideal para criar peças complexas e duráveis.
• Estereolitografia (SLA): A SLA usa um laser para curar a resina líquida, solidificando-a camada por camada. Esse processo é conhecido por sua alta precisão e é frequentemente usado nos setores odontológico e de joias.
• Sinterização direta de metal a laser (DMLS): Esse método usa um laser de alta potência para fundir pós metálicos em peças sólidas. É comumente usado nos setores em que são necessárias peças metálicas de alta resistência.
• Binder Jetting: Nesse processo, um aglutinante líquido é depositado seletivamente sobre o material em pó, que é então aquecido para formar uma peça sólida. É usado para metais, areia e cerâmica.

Conclusão

A manufatura aditiva reformulou a forma como as peças são construídas. O nome vem da abordagem de construção camada por camada usada no processo. Atualmente, muitos setores usam essa tecnologia para economizar tempo e custos. Os materiais usados variam de plásticos simples a metais e cerâmicas de alta qualidade. Cada processo, seja modelagem por deposição fundida, sinterização seletiva a laser ou outros, atende a necessidades específicas. O campo continua a crescer.

Perguntas frequentes

F: O que é manufatura aditiva?
P: É um processo que constrói objetos camada por camada com base em projetos de computador.

F: A manufatura aditiva pode usar metal?
P: Sim, metais como titânio e aço são frequentemente impressos com esses processos.

F: Como as peças de manufatura aditiva diferem das tradicionais?
P: Elas usam a colocação exata do material, reduzindo o desperdício e permitindo formas complexas.