Fabricação Aditiva e Rápida

Nos últimos anos, temos visto um aumento na demanda por FABRICAÇÃO RÁPIDA ou PROTOTIPAGEM RÁPIDA. Este processo também pode ser chamado de FABRICAÇÃO DE DESKTOP ou FABRICAÇÃO DE FORMA LIVRE. Basicamente, um modelo físico sólido de uma peça é feito diretamente de um desenho CAD tridimensional. Usamos o termo FABRICAÇÃO ADICIONAL para essas várias técnicas onde construímos peças em camadas. Usando hardware e software controlados por computador integrados, realizamos manufatura aditiva. Nossas técnicas de prototipagem e fabricação rápidas são ESTEREOLITOGRAFIA, POLYJET, MODELAGEM DE DEPOSIÇÃO FUNDIDA, SINTERAÇÃO LASER SELETIVA, FUSÃO DE FEIXE DE ELÉTRONS, IMPRESSÃO TRIDIMENSIONAL, FABRICAÇÃO DIRETA, FERRAMENTA RÁPIDA. Recomendamos que você clique aqui paraBAIXE nossas ilustrações esquemáticas de manufatura aditiva e processos de manufatura rápida pela AGS-TECH Inc. 
Isso ajudará você a entender melhor as informações que fornecemos abaixo. 

 

A prototipagem rápida nos fornece: 1.) O projeto conceitual do produto é visto de diferentes ângulos em um monitor usando um sistema 3D/CAD. 2.) Protótipos de materiais não metálicos e metálicos são fabricados e estudados nos aspectos funcional, técnico e estético. 3.) Prototipagem de baixo custo em um tempo muito curto é realizada. A fabricação aditiva pode ser comparada à construção de um pão, empilhando e colando fatias individuais umas sobre as outras. Em outras palavras, o produto é fabricado fatia por fatia, ou camada por camada depositada uma sobre a outra. A maioria das peças pode ser produzida em poucas horas. A técnica é boa se as peças forem necessárias muito rapidamente ou se as quantidades necessárias forem baixas e fazer um molde e ferramentas for muito caro e demorado. No entanto, o custo de uma peça é caro devido às matérias-primas caras.  

 

• ESTEREOLITOGRAFIA: Esta técnica também abreviada como STL, baseia-se na cura e endurecimento de um fotopolímero líquido em uma forma específica, focando um feixe de laser sobre ele. O laser polimeriza o fotopolímero e o cura. Ao escanear o feixe de laser UV de acordo com a forma programada ao longo da superfície da mistura de fotopolímeros, a peça é produzida de baixo para cima em fatias individuais em cascata umas sobre as outras. A varredura do ponto do laser é repetida várias vezes para atingir as geometrias programadas no sistema. Depois que a peça é totalmente fabricada, ela é removida da plataforma, enxugada e limpa por ultra-som e com banho de álcool. Em seguida, ele é exposto à irradiação UV por algumas horas para garantir que o polímero esteja totalmente curado e endurecido. Para resumir o processo, uma plataforma que é mergulhada em uma mistura de fotopolímero e um feixe de laser UV são controlados e movidos através de um sistema de servocontrole de acordo com o formato da peça desejada e a peça é obtida por fotopolimerização do polímero camada por camada. Claro que as dimensões máximas da peça produzida são determinadas pelo equipamento de estereolitografia. 

 

• POLYJET : Semelhante à impressão a jato de tinta, em polyjet temos oito cabeças de impressão que depositam fotopolímero na bandeja de construção. A luz ultravioleta colocada ao lado dos jatos cura e endurece imediatamente cada camada. Dois materiais são usados em polyjet. O primeiro material é para fabricar o modelo real. O segundo material, uma resina tipo gel, é usada para suporte. Ambos os materiais são depositados camada por camada e simultaneamente curados.  Após a conclusão do modelo, o material de suporte é removido com uma solução aquosa. As resinas utilizadas são semelhantes à estereolitografia (STL). O polyjet apresenta as seguintes vantagens em relação à estereolitografia: 1.) Não há necessidade de limpeza das peças. 2.) Não há necessidade de cura pós-processo 3.) Espessuras de camada menores são possíveis e assim obtemos melhor resolução e podemos fabricar peças mais finas.
 
• MODELAGEM DE DEPOSIÇÃO FUSADA: Também abreviada como FDM, neste método uma cabeça de extrusora controlada por robô se move em duas direções principais sobre uma mesa. O cabo é abaixado e levantado conforme necessário. A partir do orifício de uma matriz aquecida na cabeça, um filamento termoplástico é extrudado e uma camada inicial é depositada sobre uma base de espuma. Isso é realizado pela cabeça da extrusora que segue um caminho pré-determinado. Após a camada inicial, a mesa é abaixada e as camadas subsequentes são depositadas umas sobre as outras. Às vezes, ao fabricar uma peça complicada, são necessárias estruturas de suporte para que a deposição possa continuar em determinadas direções. Nestes casos, um material de suporte é extrudado com um espaçamento de filamento menos denso em uma camada, de modo que seja mais fraco que o material do modelo. Essas estruturas de suporte podem ser dissolvidas ou quebradas posteriormente após a conclusão da peça. As dimensões da matriz da extrusora determinam a espessura das camadas extrudadas. O processo FDM produz peças com superfícies escalonadas em planos externos oblíquos. Se esta rugosidade for inaceitável, o polimento a vapor químico ou uma ferramenta aquecida podem ser usados para alisá-los. Até mesmo uma cera de polimento está disponível como material de revestimento para eliminar essas etapas e alcançar tolerâncias geométricas razoáveis.    

 

• SINTERING SELETIVO A LASER: Também denominado SLS, o processo é baseado na sinterização de um polímero, pó cerâmico ou metálico seletivamente em um objeto. A parte inferior da câmara de processamento tem dois cilindros: um cilindro de construção parcial e um cilindro de alimentação de pó. O primeiro é abaixado incrementalmente até onde a peça sinterizada está sendo formada e o último é elevado incrementalmente para fornecer pó ao cilindro de construção parcial através de um mecanismo de rolete. Primeiro, uma fina camada de pó é depositada no cilindro de construção parcial, em seguida, um feixe de laser é focado nessa camada, traçando e fundindo/sinterizando uma seção transversal específica, que então se solidifica em um sólido. O pó é áreas que não são atingidas pelo feixe de laser permanecem soltos, mas ainda suporta a parte sólida. Em seguida, outra camada de pó é depositada e o processo é repetido várias vezes para obter a peça. No final, as partículas de pó soltas são sacudidas. Tudo isso é realizado por um computador de controle de processo usando instruções geradas pelo programa CAD 3D da peça que está sendo fabricada. Vários materiais como polímeros (como ABS, PVC, poliéster), ceras, metais e cerâmicas com ligantes poliméricos apropriados podem ser depositados.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : Semelhante à sinterização seletiva a laser, mas usando feixe de elétrons para fundir titânio ou pós de cromo-cobalto para fazer protótipos no vácuo. Alguns desenvolvimentos foram feitos para realizar este processo em aços inoxidáveis, alumínio e ligas de cobre. Se a resistência à fadiga das peças produzidas precisar ser aumentada, usamos a prensagem isostática a quente após a fabricação da peça como um processo secundário.   

 

• IMPRESSÃO TRIDIMENSIONAL: Também designada por 3DP, nesta técnica uma cabeça de impressão deposita um aglutinante inorgânico sobre uma camada de pó não metálico ou metálico. Um pistão que transporta o leito de pó é abaixado incrementalmente e em cada etapa o aglutinante é depositado  layer por camada e fundido pelo aglutinante. Os materiais em pó utilizados são misturas de polímeros e fibras, areia de fundição, metais. Usando diferentes cabeças de fichário simultaneamente e fichários de cores diferentes, podemos obter várias cores. O processo é semelhante à impressão a jato de tinta, mas em vez de obter uma folha colorida, obtemos um objeto tridimensional colorido. As peças produzidas podem ser porosas e, portanto, podem exigir sinterização e infiltração de metal para aumentar sua densidade e resistência. A sinterização queimará o aglutinante e fundirá os pós metálicos. Metais como aço inoxidável, alumínio, titânio podem ser usados para fazer as peças e como materiais de infiltração geralmente usamos cobre e bronze. A beleza desta técnica é que mesmo montagens complicadas e móveis podem ser fabricadas muito rapidamente. Por exemplo, um conjunto de engrenagem, uma chave inglesa como ferramenta pode ser feita e terá peças móveis e giratórias prontas para serem usadas. Diferentes componentes do conjunto podem ser fabricados com cores diferentes e tudo de uma vez.  Baixe nosso folheto em:Noções básicas de impressão 3D de metal

 

• FABRICAÇÃO DIRETA e FERRAMENTA RÁPIDA: Além de avaliação de projeto, solução de problemas, usamos prototipagem rápida para fabricação direta de produtos ou aplicação direta em produtos. Em outras palavras, a prototipagem rápida pode ser incorporada aos processos convencionais para torná-los melhores e mais competitivos. Por exemplo, a prototipagem rápida pode produzir padrões e moldes. Padrões de um polímero de fusão e queima criados por operações de prototipagem rápida podem ser montados para fundição de precisão e investidos. Outro exemplo a ser mencionado é o uso de 3DP para produzir conchas de fundição de cerâmica e usá-lo para operações de fundição de conchas. Mesmo moldes de injeção e inserções de molde podem ser produzidos por prototipagem rápida e pode-se economizar muitas semanas ou meses de tempo de fabricação do molde. Analisando apenas um arquivo CAD da peça desejada, podemos produzir a geometria da ferramenta usando um software. Aqui estão alguns dos nossos métodos populares de ferramentas rápidas:
RTV (Room-Temperature Vulcanizing) MOLDAGEM / FUNDIÇÃO DE URETANO : Usando prototipagem rápida pode ser usado para fazer o padrão da peça desejada. Em seguida, esse padrão é revestido com um agente de separação e a borracha RTV líquida é derramada sobre o padrão para produzir as metades do molde. Em seguida, essas metades do molde são usadas para moldar por injeção uretanos líquidos. A vida útil do molde é curta, apenas como 0 ou 30 ciclos, mas suficiente para produção em pequenos lotes.  
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) MOLDAGEM POR INJEÇÃO : Utilizando técnicas de prototipagem rápida como a estereolitografia, produzimos moldes de injeção. Esses moldes são conchas com uma extremidade aberta para permitir o preenchimento com materiais como epóxi, epóxi preenchido com alumínio ou metais. Novamente, a vida útil do molde é limitada a dezenas ou no máximo centenas de peças. 
PROCESSO DE FERRAMENTA DE METAL SPRAYED: Usamos prototipagem rápida e fazemos um padrão. Pulverizamos uma liga de zinco-alumínio na superfície do padrão e a revestimos. O padrão com o revestimento de metal é então colocado dentro de um frasco e envasado com epóxi ou epóxi preenchido com alumínio. Finalmente, ele é removido e, produzindo duas metades de molde, obtemos um molde completo para moldagem por injeção. Esses moldes têm vida útil mais longa, em alguns casos, dependendo do material e das temperaturas, podem produzir peças aos milhares. 
PROCESSO KEELTOOL: Esta técnica pode produzir moldes com 100.000 a 10 milhões de ciclos de vida. Utilizando prototipagem rápida produzimos um molde RTV. Em seguida, o molde é preenchido com uma mistura que consiste em pó de aço para ferramentas A6, carboneto de tungstênio, aglutinante de polímero e deixa-se curar. Este molde é então aquecido para que o polímero seja queimado e os pós metálicos se fundam.  O próximo passo é a infiltração de cobre para produzir o molde final. Se necessário, operações secundárias, como usinagem e polimento, podem ser realizadas no molde para melhores precisões dimensionais.