Fabricação aditiva – impressão de um postiço de um molde
robótica
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Carlos Manuel Silva1 e Nuno Boavida2 Diretor do Núcleo do CENFIM da Marinha Grande 2 Técnico de Formação do Núcleo do CENFIM da Marinha Grande 1
portugal 3d
1. INTRODUÇÃO O interesse e os benefícios da Impressão 3D de metal para a indústria A Impressão 3D vem despertando continuamente de uma forma progressiva ao longo dos últimos anos o interesse e trazendo benefícios dentro da indústria em diversos segmentos e, nomeadamente, no setor metalúrgico, metalomecânico e eletromecânico, podendo-se observar um crescimento (ainda tímido, mas consistente) por parte das impressoras 3D focalizadas em metais. A Impressão 3D de metal fornece soluções otimizadas e podem ser aplicadas em diversos setores, tanto na área industrial como na saúde, nomeadamente ao nível da fabricação de dispositivos médicos personalizados. A utilização desta tecnologia permite eliminar muitas das restrições conhecidas nos métodos de fabricação tradicionais como a maquinação e a fundição, por exemplo. Revelam-se, deste modo, novas possibilidades para geometrias complexas e customizações em grandes quantidades de peças, a um custo comercialmente viável, que antes era de todo impossível alcançar. Alguns autores e entusiastas desta matéria afirmam que “futuramente algumas peças e componentes mecânicos, das indústrias automóvel e aeronáutica, assim como próteses humanas, só poderão ser construídos por meio e recorrendo a este processo”. Por isso o CENFIM não poderia estar ausente deste desenvolvimento e iniciamos agora, em 2020, este novo caminho que nos levará certamente, como noutros casos de sucesso no passado (como seja a maquinação e programação CNC), a estar ao lado das empresas e dos trabalhadores permitindo-lhes o conhecimento, a formação e o acesso a esta tecnologia.
2. TECNOLOGIA A fusão de pó metálico é uma das famílias dos processos de fabrico aditivo. Dentro desta família há diversas tecnologias cujas designações variam de acordo com o processo e o fabricante do equipamento. Vamos referir esta tecnologia por fusão de pó metálico a laser, que tem a designação em inglês de Metal Powder Bed Fusion (MPBF), uma vez que utiliza um feixe laser de elevada potência para fundir o pó metálico, camada sobre camada, até se atingir a peça desejada. Esta tecnologia pode ser aplicada na indústria de moldes na produção de: • Elementos difíceis ou impossíveis de obter pelos processos convencionais de maquinação (CNC e erosão); • Postiços e outros acessórios moldantes com canais conformados; • Reposição de peças sobressalentes num espaço curto de tempo;
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Criação de sistemas de fixação de peças para maquinação; Reconstrução de peças fraturadas ou desgastadas.
O processo de fabrico aditivo por fusão de pó metálico a laser é complexo, constituído por várias etapas e utiliza diversos equipamentos, para além de uma impressora de fusão de pó metálico, necessários para se chegar à peça física final e acabada. Este artigo pretende explicar de uma forma sucinta o processo desde o seu início, realçando alguns aspetos que são importantes e utilizando, como caso de estudo, um postiço de um molde de injeção (Figura 1).
Figura 1. Postiço de um molde de injeção.
A impressora de fusão de pó metálico a laser (Figura 2) permite imprimir diversos tipos de ligas metálicas: aço maraging, aço inoxidável, níquel, cobalto, titânio, alumínio e cobre, entre outros.
Figura 2. Impressora de fusão de pó metálico a laser.
3. SEQUÊNCIA DE OPERAÇÕES A Figura 3 mostra a sequência de operações que existe durante o processo de fusão de pó metálico a laser. Vamos dividir o processo em três etapas distintas: O processamento de dados,