Grob apresenta solução de manufatura aditiva baseada em processo de Impressão em Metal Líquido
A manufatura aditiva se torna cada vez mais importante, principalmente para a fabricação de protótipos, mas também para a produção de componentes em séries de pequenos e médios volumes, e também para componentes altamente personalizáveis ou com geometria complexa.
A Powder bed fusion (PBF), também conhecida como fusão em leito de pó, usando lasers é atualmente o processo mais comum no setor metalmecânico. Porém, o processo de acordo com a Grob, que acaba de desenvolver uma solução de manufatura aditiva, tem muitos aspectos críticos, como o alto custo das matérias-primas em conjunto com o esforço envolvido no manuseio do pó, as baixas taxas de acúmulo de muitos sistemas e os longos tempos de processo simultâneos, bem cimo o alto grau de trabalho necessário para as etapas de pós-processamento. Como em todos os processos de manufatura aditiva, as superfícies funcionais requerem processamento adicional pós-PBF, anulando a vantagem de boa resolução do componente no processo real. “As muitas desvantagens trabalham contra o uso real economicamente viável”, diz empresa.
Tendo esses aspectos em conta e para atender às exigências do mercado de produtos customizados e em formato praticamente pronto (near-net-shape), a Grob desenvolveu solução baseada em a Impressão em Metal Líquido (Liquid Metal Printing – LMP), para um processo de manufatura aditiva orientado para o futuro, que seja economicamente viável e ao mesmo tempo flexível, eliminando desvantagens da manufatura aditiva tradicional no setor metalmecânico.
A solução da Grob, batizada de GMP300, oferece tecnologia de sistema confiável eficiente e econômica, com máxima flexilidade de produção para produção individual e em pequenas séries. GMP significa Grob Metal Printing e 300 indica o tamanho da área de trabalho, 300 x 300 indica o tamanho da área de trabalho, 300 x 300 x 300 mm², na máquina. A GMP300 está equipada com cinemática de 3 eixos e velocidade máxima de eixo de 30m/min. A atmosfera inerte protege o componente da oxidação, garantindo voa qualidade do material.
Vantagens do Metal Líquido
Em contraste com o conhecido processo de fusão em leito de pó, a matéria-prima para o processo LMP desenvolvido pela Grob é o arame. Isso reduz os custos do material. Além disso, o uso de fio não representa risco à saúde ou explosão, tornando o equipamento de proteção individual mais simples. Além disso, prescinde de etapas de trabalho adicionais, como remoção de pó de componentes e peneiramento e processamento do pó. O processo LMP é um processo de microfundição e não um processo de soldagem, com pouca ou nenhuma deformação térmica. Isso permite o processamento de ligas não soldáveis.
Outra vantagem é que processo LMP gera uma microestrutura homogênea com limites de escoamento iguais ao às vezes maiores que os valores da matéria-prima. Além disso, o processo oferece flexibilidade e produtividade altas. A flexibilidade é alcançada pela capacidade de trocar materiais rapidamente, sem esforço excessivo de limpeza, pelo diâmetro de gota altamente variável e pela capacidade de trocar tanto o cabeçote de impressão quanto o bico durante o processo de acúmulo. A alta produtividade do processo LMP é conquistada principalmente através das altas taxas de acúmulo alcançáveis, do trabalho reduzido de pós-processamento e do fato de que os custos dos componentes escalam apenas um pouco acima do nível de enchimento da base de construção.
Orientada para o futuro
A tecnologia LMP ainda não está difundida no mercado. A Grob considera esse aspecto como uma adição importante aos processos de manufatura aditiva metalúrgica existentes. Seu processo prevalece com uma taxa de acúmulo mais alta do que os sistemas PBF comparáveis e com melhor resolução de componentes em comparação com os processos atuais de DED (Direct Energy Deposition).
Durante o desenvolvimento do GMP300, a Grob já havia se movimentado para garantir uma implementação robusta e pronta para a indústria. “Sem manuseio de pó, a integração do sistema em uma linha de produção existente pode ser realizada sem maiores precauções de segurança”, afirma Johannes Glasschröder, doutor em engenharia e líder da equipe de Manufatura Aditiva. “Além disso, vislumbramos um grande efeito de sinergia para o pós-processamento necessário de superfícies funcionais com nosso portfólio existente na área de usinagem.”
Matéria da revista IPESI – Metal e Mecânica de Julho 2022 Pg- 8 e 9