No contexto da indústria 4.0, a manufatura aditiva surge como uma solução inovadora capaz de potencializar a transformação.
Ou seja, ela colabora com a integração da automação, dados e conectividade dos processos de produção.
Para entender um pouco mais dessa relação, continue a leitura. Neste texto, reunimos tudo que você precisa sobre a manufatura aditiva.
Vamos lá?
O que é manufatura aditiva?
A manufatura aditiva é um processo de produção que se baseia na adição de camadas sucessivas de material, resultando na criação de uma peça final.
Para isso, é desenvolvida uma representação geométrica 3D do modelo, utilizando um sistema CAD (computer-aided design).
De acordo com um artigo, esse processo aditivo possibilita a fabricação de componentes físicos utilizando uma variedade de materiais, formas e princípios distintos.
Mas, a matéria-prima costuma ser filamentos de polímeros (plástico) ou metais.
Embora esteja associado à impressão 3D, os dois termos não são sinônimos. Ou seja, a impressão 3D é apenas uma das ferramentas que seguem os princípios da manufatura aditiva.
Por ser um processo de construção totalmente automatizado, ele promove uma produção mais rápida, se comparado aos demais meios de fabricação.
Além disso, garante vantagens como:
- Liberdade geométrica: permite criar peças complexas e integrar funções em um único projeto;
- Sustentabilidade: reduz a necessidade de vários componentes, desperdício de material e promove o uso eficiente de energia;
- Diminui a necessidade de ferramentas: tem um processo contínuo sem necessidade de trocar ferramentas ou dispositivos de fixação;
- Produção rápida: agiliza a criação de protótipos e peças finais com menor custo para pequenos lotes;
- Versatilidade de materiais: possibilita a mistura de materiais ou a variação de suas propriedades ao longo da peça.
Ainda, é importante destacar o papel da manufatura aditiva na personalização.
De acordo com a Revista Poliedro, esse processo mecanizado possibilita uma maior customização, tanto em produção em massa quanto em pequenos lotes, oferecendo flexibilidade para atender a diversas demandas dos consumidores.
Na indústria têxtil, por exemplo, ela confere agilidade na confecção de roupas e materiais, por meio do molde 3.D. Isso ajuda a eliminar desperdícios ao garantir alto desempenho e assertividade da produção.
Como aplicar na indústria têxtil?
Assim como nos demais setores, a manufatura aditiva na indústria têxtil segue algumas etapas. Segundo o artigo já mencionado, são elas:
- Modelagem 3D: criação de um modelo geométrico 3D da peça (em sistemas CAD);
- Conversão para formato adequado: transformação do modelo 3D em um formato específico para manufatura aditiva (como STL ou AMF);
- Planejamento do processo: definição do fatiamento, estruturas de suporte e estratégias de deposição de material;
- Fabricação da peça: execução da impressão no equipamento de manufatura aditiva;
- Pós-processamento: limpeza e acabamento, que podem incluir processos tradicionais de usinagem.
Mas, para executá-las, é preciso entender suas tecnologias e respectivos princípios. Segundo a ISO/ASTM 52900:2015, citada pelo artigo, elas são divididas em 7 categorias. Veja a seguir!
1. Fotopolimerização em cuba
Aqui, um polímero líquido fotossensível é seletivamente curado em uma cuba por meio de polimerização ativada por luz UV.
O processo também diz respeito àqueles com materiais que não estão necessariamente em cuba.
As principais tecnologias aqui são:
- Estereolitografia (stereolithography – SL);
- Produção contínua com interface líquida (continuous liquid interface production – CLIP);
- InvisionTEC, entre outros.
2. Extrusão de material
Nesse princípio da Manufatura Aditiva o material é extrudado por meio de um bico ou orifício, sendo seletivamente depositado.
Para isso, são usadas:
- Modelagem por fusão e deposição (fused deposition modeling – FDM);
- MakerBot;
- RepRap;
- Fab@Home, e outros.
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3. Jateamento de material
Para realizar o jateamento de material, o mesmo recebe pequenas gotas de forma seletiva.
Essa técnica pode ser aplicada por meio de:
- PolyJet;
- Impressão por múltiplos jatos (MultiJet printing – MJP);
- Tecnologia da Solidscape, e mais.
4. Jateamento de aglutinante
Já nesse caso, um agente aglutinante líquido é depositado para unir materiais em pó. O princípio é o mesmo que o anterior, apenas alterando o componente aplicado.
As tecnologias para esse processo são:
- Impressão colorida por jato (ColorJet Printing – CJP);
- VoxelJet;
- ExOne, etc.
5. Fusão de leito de pó
Nesse, a Manufatura Aditiva é realizada através da fusão da energia térmica em regiões de um leito de pó, que foram selecionadas.
São aplicadas:
- Sinterização seletiva a laser (selective laser sintering – SLS);
- Sinterização direta de metal a laser (direct metal laser sintering – DMLS);
- Fusão seletiva a laser (selective laser melting – SLM);
- LaserCUSING;
- Fusão por feixe de elétrons (electron beam melting – EBM), e mais.
6. Adição de lâminas
Esse processo refere-se a união (colagem) de lâminas recortadas do material para formar um objeto específico.
Para isso, deve-se utilizar:
- Manufatura laminar de objetos (laminated object manufacturing – LOM);
- Tecnologia da Solido;
- Deposição seletiva de laminados (selective deposition lamination – SDL), e outros.
7. Deposição com energia direcionada
Por fim, a técnica permite a fusão de materiais, por meio da energia térmica, à medida que eles são depositados.
Para esse processo, é preciso usar:
- Forma final obtida com laser (laser engineered net shaping – LENS);
- Deposição direta de metal (direct metal deposition – DMD);
- Revestimento a laser tridimensional (3D laser cladding), e mais.
Manufatura aditiva e indústria 4.0: qual a relação?
Como já deu para perceber, a manufatura aditiva está diretamente ligada à indústria 4.0. Não há como falar de uma, sem abordar a outra.
Aliás, a manufatura aditiva é uma das tecnologias que ajudam a aplicar operações mais padronizadas, automatizadas e inteligentes, premissas da Quarta Revolução Industrial.
Ambas focam na inovação e digitalização dos processos industriais. Elas se conectam por vários pontos, mas os principais são:
- Digitalização e conectividade: para criar modelos 3D, a manufatura aditiva se apoia em dados digitais, que podem estar integrados aos sistemas de gestão e monitoramento, promovendo ajustes em tempo real;
- Automação e Inteligência Artificial (IA): com a ajuda da IA e automação, características da indústria 4.0, a manufatura aditiva passa a ter a otimização de etapas de impressão e recursos;
- Agilidade e flexibilidade na produção: é possível ajustar e criar protótipos rapidamente, sem a necessidade de ferramentas ou grandes mudanças no processo. Isso gera flexibilidade para responder às mudanças do mercado.
São exatamente esses fatores que colaboram para a otimização da indústria 4.0. A manufatura aditiva é peça-chave na transformação das indústrias rumo ao conceito, impulsionando a inovação e a competitividade.
Ou seja, se trabalhada em conjunto com as demais tecnologias 4.0, a manufatura aditiva colabora com o aumento da produtividade e com o subsídio para tomada de decisões mais assertivas.
O ambiente dinâmico da indústria 4.0 exige eficiência e a redução de custos e desperdícios.
E isso é possível com a ajuda desse modelo de produção, que otimiza processos, encurta prazos e possibilita a criação de designs complexos.
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Aposte na inovação!
Em conclusão, a manufatura aditiva oferece vantagens competitivas significativas para a indústria têxtil que busca se destacar entre as mais de 24,3 mil unidades produtivas formais no país, de acordo com a Abit.
Para isso, é fundamental investir em máquinas têxteis que estejam alinhadas aos princípios da Indústria 4.0, oferecendo recursos essenciais como digitalização, automação e conectividade.
Esses equipamentos possibilitam a integração dos dados e processos, garantindo maior produtividade e competitividade no setor têxtil.
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