A tecnologia de impressão 3D está se tornando cada vez mais viável e acessível, com empresas capazes de trazer a manufatura internamente para dar suporte aos processos do dito “chão de fábrica”. Materiais novos e resilientes estão abrindo oportunidades para produzir impressões 3D funcionais e de alta precisão que podem substituir as peças finais e oferecer oportunidades de personalização (em massa) e alto desempenho, mas isso é apenas o começo.
Impressão 3D para design automotivo e prototipagem
A prototipagem tem sido historicamente o caso de uso mais comum para a impressão 3D na indústria automotiva. Graças à velocidade muito maior na qual a prototipagem pode ser realizada usando a impressão 3D, a prototipagem rápida tornou-se praticamente sinônimo de impressão 3D, e a tecnologia revolucionou o processo de desenvolvimento de produtos.
Com a impressão 3D, os designers automotivos podem fabricar rapidamente um protótipo de uma peça ou montagem física, desde um simples elemento interior até um painel ou até mesmo um modelo em escala de um carro inteiro. A prototipagem rápida permite que as empresas transformem ideias em provas de conceito convincentes. Esses conceitos podem então ser avançados para protótipos de alta fidelidade que se aproximam do resultado final e, por fim, orientam os produtos por uma série de estágios de validação até a produção em massa.
A prototipagem costumava ser demorada e cara, pois um produto passava por muitas iterações. Com a impressão 3D, protótipos altamente convincentes, representativos e funcionais podem ser criados em um dia, a um custo muito menor do que com os métodos tradicionais de fabricação. As impressoras desktop 3D permitem que as equipes de engenharia e design tragam a tecnologia internamente para aumentar os ciclos de iteração e encurtar a distância entre a ideia e o produto final, fortalecendo seus fluxos de trabalho gerais de desenvolvimento de produtos.
Protótipos automotivos em impressão 3D
Os designers da Ford usaram as impressoras 3D da Formlabs para criar o protótipo das letras na parte de trás do Ford Puma em questão de horas.
No Rapid Technology Center da Ford em Merkenich, Alemanha, muitas tecnologias de impressão 3D são usadas para criar protótipos com tempos de entrega curtos. Em vez de enviar um trabalho para uma loja com um prazo de entrega de várias semanas, engenheiros e designers podem ter seus projetos em mãos em questão de horas.
Os designers podem produzir protótipos no mesmo dia no Rapid Technology Center, iterando vários designs em apenas algumas horas. Protótipos físicos podem oferecer vantagens em relação aos modelos digitais, diz Bruno Alves, especialista em manufatura aditiva da Ford.
Por exemplo, as impressoras 3D da Formlabs foram usadas para prototipar as letras na parte de trás do Ford Puma, permitindo que os designers vissem como as linhas e sombras apareceriam em diferentes condições de iluminação. “A impressora é tão rápida e tão eficiente para esse tipo de lettering que pudemos fornecer aos designers a opção de iterar”, diz Alves. “É uma coisa que você pode ver no CATIA ou outro software, você pode simular a iluminação, mas é diferente sentir, tocar e ver todos os reflexos quando você coloca o lettering no carro.”
Construindo peças de carros mais leves com impressão 3D
A IGESTEK é um fornecedor automóvel em Espanha especializado no desenvolvimento de soluções leves utilizando plásticos e materiais compósitos. Sua equipe utiliza a impressão 3D em todo o processo de desenvolvimento do produto, desde a fase de projeto conceitual para verificação de geometrias até a fase de projeto detalhado para a realização de protótipos funcionais. Eles também usam a impressão 3D para fabricar ferramentas rápidas , como inserções para moldes de injeção de plástico ou ferramentas de termoformagem para compósitos.
A otimização de topologia é um tópico importante na redução de peso. A IGESTEK usa o Autodesk Fusion 360 para gerar várias soluções com base em uma lista de parâmetros.
Para uma montagem suspensa, a equipe desenvolveu uma arquitetura multimaterial que combina impressão 3D de metal com base em geometrias generativas e materiais compostos mais leves para oferecer o melhor desempenho, em um pacote 40% mais leve do que as soluções atuais do mercado. Essas peças foram prototipadas no Form 3L , que é grande o suficiente para prototipar vários projetos simultaneamente para iteração e testes ainda mais rápidos.
Dando vida a modelos de carros conceituais com impressão 3D
Vital Auto é um estúdio de design industrial no Reino Unido que trabalha com grandes marcas de automóveis, como Volvo, Nissan, Lotus, McLaren, Geely, TATA e muito mais. Quando os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) não têm tempo para experimentação, eles recorrem à Vital para transformar ideias, esboços iniciais, desenhos ou especificações técnicas em uma forma física totalmente realizada.
“Usamos a impressão 3D desde o primeiro dia. Queríamos introduzi-lo em nossos processos de fabricação, não apenas para reduzir custos, mas para dar ao cliente mais diversidade com seus designs e ideias”, disse Anthony Barnicott, engenheiro de design responsável pela manufatura aditiva.
Hoje, a Barnicott administra todo um departamento de impressão 3D, incluindo 14 impressoras de modelagem por deposição fundida (FDM) de grande formato, três impressoras 3D de estereolitografia (SLA) de grande formato Formlabs Form 3L e cinco impressoras 3D de sinterização seletiva a laser Fuse 1 (SLS) . “Em termos de capacidade, todas essas impressoras funcionaram 100%, 24 horas por dia, 7 dias por semana, praticamente desde o primeiro dia. Usamos essas impressoras para todas as áreas de nossos conceitos e designs. Normalmente, usamos o Fuse 1s para nossas peças baseadas em produção e usamos nosso Form 3Ls para nossas peças baseadas em conceito”, disse Barnicott.
A impressão 3D não apenas ajuda a equipe a criar produtos melhores com mais rapidez, mas também atrai novos negócios. Eles descobriram que muitos de seus clientes os procuram porque desejam ter acesso às tecnologias mais recentes e desejam que seus componentes sejam fabricados com materiais de última geração.
“A progressão em tecnologia e impressão 3D nos últimos 10 anos é fenomenal. Quando comecei a produzir veículos de nicho e de baixo volume, alguns dos produtos que produzimos hoje seriam simplesmente inacessíveis. E não só sou capaz de produzir essas peças hoje, como também sou capaz de produzi-las de forma muito econômica, muito rapidamente”, disse Barnicott.
Carros impressos em 3D
Em meio ao hype da impressão 3D no início de 2010 , a empolgação cresceu na mídia popular em torno da impressão 3D em larga escala, montagens complexas, incluindo carros inteiros impressos em 3D. No entanto, mesmo os maiores defensores de carros impressos em 3D “totalmente” mudaram o foco para a impressão de componentes estruturais e de acabamento, como chassi, carroceria e assentos, não o motor ou outros conjuntos eletromecânicos.
Algumas empresas, incluindo a Local Motors e a EDAG , criaram carros-conceito completos onde o chassi e a carroceria foram impressos em 3D, exibindo-os ao público em eventos comerciais como a SEMA em meados da década de 2010.
YoYo carro elétrico impresso em 3D pela empresa italiana XEV
YoYo, desenvolvido pela empresa italiana XEV, pode ser o primeiro carro elétrico impresso em 3D do “mercado de massa” que agora está sendo enviado aos clientes. Além do chassi, dos assentos e do para-brisa, todas as partes visíveis do YoYo também são impressas em 3D. Graças ao amplo uso da impressão 3D, a empresa conseguiu reduzir o número de componentes de 2.000 para apenas 57, resultando em um design leve que pesa apenas 450 quilos.
A impressão 3D já provou repetidamente oferecer vantagens significativas para o fornecedor, o OEM e o consumidor quando é aproveitada de forma criativa para reduzir o tempo de lançamento no mercado e melhorar o desempenho do veículo. Em alguns casos, a tecnologia de impressão 3D está ampliando os limites e ajudando a alcançar possibilidades totalmente novas em design e produção. Em outros, a tecnologia está diminuindo os custos de produção e economizando tempo.
Fesmo distribuidor oficial Formlabs
A Fesmo, soluções em impressão 3D, comercializa impressoras 3D da Formlabs, atendento a demanda do mercado 3D, respeitando a qualidade esperada pelos projetistas 3D.
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