Reduzindo prazos e custos de fundição em areia com impressão 3D híbrida

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O processo de fundição em areia sofreu mudanças dramáticas nos últimos anos graças aos benefícios e vantagens oferecidos pela impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva (AM). Fique tranquilo, os profissionais de fundição em areia e as empresas de fundição tradicionais não fecharão as portas por causa da impressão 3D. Em vez disso, a AM pode auxiliar o processo tradicional de fundição em areia, tornando-o mais rápido, mais econômico e mais ágil.

Mesmo com o uso da impressão 3D, a metodologia fundamental de fundição em areia permanece praticamente a mesma:

A única etapa neste processo tradicional que muda como resultado da impressão 3D é como a réplica ou padrão real e o equipamento principal são fabricados.

O método tradicional de fabricação de padrões utiliza tecnologias de fabricação subtrativas, como fresamento CNC de formas básicas de metal ou plástico. Esses processos manipulam um bloco de material no formato desejado, removendo seletivamente o material indesejado usando máquinas-ferramentas.

Por outro lado, o processo AM começa do nada e adiciona apenas o material necessário, camada por camada, dentro de um volume de construção ou plataforma de construção. O processo de tecnologia de aditivos fornece peças em uma ampla variedade de polímeros, incluindo termoplásticos padrão, termofixos, resinas preenchidas e fotopoliméricas e até mesmo metais.

A impressão 3D de padrões de fundição é recomendada em vez da fabricação tradicional em determinados casos de uso:

Há um grande número e variedade de tecnologias de impressão 3D, incluindo jateamento de areias/metais de ligantes, laser de leito de pó/EBM, polímero/cerâmica SLA, extrusão de filamentos e [extrusão de pellets. Fatores como geometria da peça, tamanho do padrão e requisitos de material devem ser considerados na seleção da melhor tecnologia para equipamento de molde de fundição em areia. Uma impressora 3D de grande formato atenderá aos requisitos de tamanho maior de muitos padrões de fundição em areia. Por exemplo, a impressão 3D alimentada diretamente por pellets permite o uso de uma ampla variedade de materiais com taxas de deposição até 10 vezes maiores do que a impressão 3D de filamento. Além disso, os custos do material do pellet são até 10 vezes menores do que os do filamento, o que torna a extrusão de pellets uma alternativa econômica às tecnologias subtrativas.

Embora as tecnologias de impressão 3D tragam vantagens significativas para o processo de fundição por si só, há várias vantagens para aplicações de fundição em areia ao combinar aditivos e subtrativos em uma plataforma híbrida. Por exemplo, cada um desses métodos principais – extrusão de pellets, extrusão de filamentos e ferramentas subtrativas de fuso – tem vantagens e limitações quando considerado isoladamente. No entanto, quando combinados numa solução de plataforma híbrida, todos os benefícios podem ser obtidos sem limitações.

Para ajudar a ilustrar a eficácia de uma plataforma híbrida para aplicações de fundição em areia, podemos explorar um caso de uso real. A Proveedora de Servicios y Suministros Industriales (PSSI) queria empregar a manufatura aditiva para reduzir o custo de fabricação de equipamentos padrão e, ao mesmo tempo, comprimir o tempo. A meta era reduzir o tempo e o custo em 50%, mantendo a qualidade dimensional do padrão.

Utilizando uma plataforma híbrida, neste caso, uma impressora 3D de extrusão de pellets Titan, a PSSI conseguiu eliminar a montagem de madeira e a usinagem de equipamentos típicos de padrão de madeira. Ao contrário de uma máquina CNC, a impressora 3D Titan não requer mão de obra contínua para operar o equipamento, permitindo assim a fabricação sem luzes e reduzindo o tempo em mais de 60% – de sete semanas para duas semanas e meia – enquanto reduz o custo total. Além disso, o material selecionado, PETG, não só tem melhor durabilidade que a madeira, mas também possui propriedades de bancada equivalentes para o pós-processamento final. Isso produz uma solução mais rápida e de menor custo, próxima ao formato final, diretamente da impressora. Alonso Alvarez, CEO da PSSI disse: “A impressão 3D nos ajudou a acelerar o processo de fabricação de nossos produtos devido à confiança que temos de que a impressora 3D funcione 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem a necessidade de cuidados especiais durante a impressão”.