Definindo quando filamento

3 de fevereiro de 2023

Compartilhe na sua rede:

1 As três etapas do processamento MEX e MIM (Do artigo: 'Fabricação aditiva de filamentos metálicos: quando pode substituir a moldagem por injeção de metal' por A Quarto e C Giardini, publicado em Progress in Additive Manufacturing, 21 de setembro de 2022, 10pp. )

Nos últimos anos, houve uma série de avanços nas tecnologias de fabricação aditiva de metal, tornando-as alternativas atraentes tanto para processos de fabricação subtrativos quanto para processos de formato líquido ou quase líquido, como metalurgia do pó e moldagem por injeção de metal. Este é particularmente o caso de componentes metálicos com níveis mais elevados de complexidade, que beneficiariam de possibilidades de redução de peso e exigiriam um volume relativamente baixo de peças. É bem sabido que o MIM é capaz de produzir formas altamente complexas e nos volumes de produção necessários, utilizando uma ampla gama de metais e ligas para atingir o desempenho e o custo desejados da peça. No entanto, o MIM é considerado relativamente caro em termos de energia e investimento em equipamentos e ferramentas de produção. Competindo com o MIM estão vários processos AM de metal, mas muitos deles, como Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB), também consomem muita energia, com tempos de produção muitas vezes longos e não são considerados adequados para peças de baixo valor. ou para grandes volumes de peças.

Um processo AM de metal que atrai a atenção dos produtores é a extrusão de materiais (MEX), o termo ISO/ASTM para o processo referido como Metal-ME no artigo revisado, devido à sua flexibilidade e potencial para produzir formas complexas com custos de investimento mais baixos em comparação com com o MIM. MEX foi recentemente adaptado para extrusão de filamentos metálicos – por exemplo, AISI 316L e 17-4 PH, com matéria-prima para os filamentos compreendendo 80% em peso de aço inoxidável com um teor de polímero de 20% em peso, o que permite fácil impressão. A MEX também compartilha uma etapa comum da cadeia produtiva com a MIM – a saber, desligação e sinterização. Diz-se que os dois processos têm a capacidade de produzir geometrias complexas, peças de alta densidade (98,7% para MEX e 99,2% para MIM) e a possibilidade de utilizar diversos metais e materiais de liga diferentes.

Para obter mais informações sobre qual dos dois processos tem o melhor potencial comercial, a Universidade de Bergamo, Dalmine, Itália, realizou um estudo que teve como objetivo desenvolver um modelo de custo para uma peça selecionada produzida pela MEX e MIM. O modelo incluiu a avaliação das tendências dos custos de produção dos processos MEX e MIM, investigando como esses processos podem ser caracterizados por comportamentos diferenciados em função do volume de produção e do número de peças obtidas em um único ciclo de produção. Os resultados deste estudo foram incluídos no artigo 'Fabricação aditiva de filamentos metálicos: quando pode substituir a moldagem por injeção de metal' publicado no Progress in Additive Manufacturing. Os autores do estudo – Mariangela Quarto e Claudio Giardini – afirmaram que, embora MIM e O MEX pode ser utilizado com sucesso para produzir uma peça específica, mas são os aspectos económicos, como o dispêndio de tempo, dinheiro e recursos (incluindo energia) relacionados com toda a cadeia de produção, que devem ser considerados. Os resultados do seu estudo permitiram, portanto, desenvolver um modelo para o estudo do custo unitário da peça, da taxa de produtividade e do tempo fictício (DT). Diz-se que o tempo fictício representa quantas horas são teoricamente necessárias para produzir uma única peça.

A cadeia de processos para os dois processos de fabricação é mostrada na Fig. 1 e envolve três etapas. A primeira etapa envolve principalmente custos relacionados ao tempo gasto no projeto do produto e/ou do molde (para MIM) e na definição do caminho ferramenta/bico (para MEX). Estes custos são considerados custos ocultos (exceto o molde utilizado no MIM, que está incluído nos custos dos consumíveis). A segunda etapa envolve a produção real da peça para a etapa da peça verde e a terceira etapa é omitida no modelo de custo, pois é utilizado o mesmo tipo de material e a mesma empresa externa está realizando a debinding e sinterização e terá, portanto, o mesmo custo.