Veja como a jovem fabricante alemã One Click Metal usa a tecnologia de aditivos metálicos para inovar no jogo do design.
- O One Click Metal da Alemanha criou uma maneira acessível, segura e simples para pequenas e médias empresas (PMEs) acelerarem o desenvolvimento de produtos.
- A máquina compacta da empresa usa as mais recentes ferramentas de design generativo para transmutar pó de metal em ouro comercial.
- Protótipos 3D aparecem com apenas alguns cliques, usando tecnologia de aditivos de metal de última geração que anteriormente apenas grandes empresas com grandes orçamentos podiam pagar.
Moldar o metal em formas costumava significar acender uma enorme forja para superaquecer o minério bruto, enviando riachos quentes de liga semelhante à lava por uma calha para resfriar em um molde de silício. As empresas de manufatura de hoje podem obter resultados semelhantes sem a confusão e o consumo de energia usando fusão de leito de pó a laser (LPBF) – um tipo de manufatura aditiva de metal alimentada por pó de metal purificado.
Embora as impressoras 3D possam ser encontradas em todos os lugares, desde escolas até fábricas, a impressão 3D em metal não é tão comum – em parte porque a impressão em metal tem sido extremamente cara. A tecnologia melhorou constantemente por mais de uma década, mas ainda é complexa de usar em comparação com a impressão 3D convencional, além de depender de máquinas grandes e complexas.
A empresa alemã One Click Metal quer mudar tudo isso. Ela criou um sistema de impressão com aditivo de metal chamado BOLDseries que é acessível, portátil e fácil de usar, sem comprometer a qualidade da peça. A missão é oferecer a milhares de empresas de manufatura de pequenas e médias empresas (PME) que formam a espinha dorsal da economia da Europa uma maneira rápida e acessível de prototipar produtos e componentes de alto desempenho e projetar peças seriais que se beneficiam das possibilidades da impressão 3D em metal.
Tornando a Impressão de Metal Acessível
Originalmente uma unidade de P&D da gigante global de laser e ferramentas de fabricação Trumpf , a One Click Metal se transformou em uma empresa independente quando a liderança viu uma oportunidade de transmutar a experiência em laser da empresa matriz em ouro de negócios disruptivo.
As matérias-primas para a maioria das impressoras 3D vêm do mesmo material que os plásticos: polímeros moldáveis e abundantes. Mas nylons, policarbonatos e estirenos resultam em um material poroso que tem uma base química subjacente relativamente fraca. Imprimir com metal é um jogo diferente: produtos industriais pesados, como pás de turbinas e motores de veículos, precisam de materiais mais fortes. Somente o metal tem o potencial de fornecer uma microestrutura cristalina firme que pode suportar estresse, calor e pressão em escala industrial.
As unidades do tamanho de uma máquina de venda automática da One Click Metal usam um pó de metal de nível industrial que é embalado com segurança em cartuchos padronizados. Conecte um, carregue ou ajuste um arquivo de projeto 3D criado usando uma ferramenta como o Autodesk Netfabb e clique em “imprimir”.
O laser de fibra de 200 watts da unidade de impressão 3D MPRINT permite grande produtividade e precisão com aplicações metálicas complexas. Combinando duas funções em uma máquina, a máquina MPUREpro desembala um componente e remove qualquer pó não utilizado com contato direto com o pó, e sua peneira ultrassônica autônoma e integrada recicla o pó processado em um cartucho de suprimento, que pode ser usado novamente. As unidades MPRINT também são versáteis o suficiente para criar suas próprias peças. Usando o Autodesk Fusion 360 , One Click Metal foi capaz de projetar e produzir o sofisticado componente de driver que abre e fecha os cartuchos de pó.
“Devido ao espaço limitado na área de montagem e às especificações do fabricante do motor, apenas uma chave de pena pode ser usada para transmissão de energia”, diz o CEO da One Click Metal, Gerrit Brueggemann. “Ou o escatel deve ser criado empurrando ou brochando, ou a chaveta deve ser fresada no componente. O projeto e o processo aditivos são a melhor solução aqui.”
Em vez de fazer os drivers individualmente, o One Click Metal usou o Netfabb para empilhar as peças. Ao projetar a peça, foi tomado cuidado para garantir que as peças pudessem ser empilhadas sem serem muito difíceis de suportar. Por esse motivo, as peças são sempre empilhadas umas sobre as outras com rotação de 180 graus, resultando em superfícies de fácil apoio. “Isso realmente reduz o tempo e o custo de produção”, diz Brueggemann.
Um mercado em crescimento
A entrada da One Click Metal no mercado de impressão aditiva de metal pode ser perfeitamente oportuna. A Grand View Research avaliou o mercado global de impressão 3D em metal em US$ 3,52 bilhões no ano passado, com projeções de crescimento anual de 23,9% esperadas entre 2022 e 2030. De acordo com o relatório recente da empresa, “a impressão 3D em metal se beneficiou significativamente da crescente necessidade de prototipagem rápida e práticas avançadas de fabricação”.
A NASA também pulou a bordo. A agência espacial dos EUA diz que pretende imprimir em 3D mais de 80% de seus futuros motores de foguete usando sistemas de aditivos metálicos. A SpaceX de Elon Musk também anunciou investimentos em impressão 3D de metal para aumentar as capacidades de fabricação da empresa.
A construção pode ser a próxima fronteira. Em 2021, o Imperial College London instalou e abriu a primeira ponte metálica impressa em 3D do mundo em Amsterdã.
O desafio: trazer o metal para as massas
One Click Metal entrou em cena bem na hora – mas havia sérias barreiras ao longo do caminho. O modelo de negócios da One Click Metal depende de trazer o poder do metal 3D para o mercado de pequenas e médias empresas, tornando o que tem sido uma compra fora de alcance mais barato e mais fácil de implantar em ambientes menores.
Espaço, custo, complexidade e segurança têm sido grandes obstáculos para a impressão 3D de metal. A One Click Metal os ultrapassou usando ferramentas de colaboração baseadas em nuvem que reuniram os especialistas em laser da empresa-mãe e os parceiros da cadeia de suprimentos para solucionar problemas e fornecer informações de design complementares.
“Identificamos três barreiras principais para levar a impressão aditiva de metal a um mercado mais amplo”, diz Brueggemann. “O primeiro foi o próprio pó metálico. O processo de manuseio é um grande problema, especialmente para pequenas empresas que usam a máquina ao lado de suas máquinas de fabricação convencionais. Para fins de qualidade, o pó não pode ser molhado ou contaminado.”
O segundo desafio foi como projetar uma máquina de impressão de metal 3D para funcionalidade e acessibilidade. A terceira era fabricar uma máquina que não exigisse treinamento extensivo. “Sabíamos que tinha que ser fácil de usar”, diz Brueggemann. “Muitas empresas não o usariam 24 horas por dia, 7 dias por semana desde o início – elas começam com as primeiras ideias, como protótipos que resultam em produtos a longo prazo. No nível da indústria, os custos iniciais de investimento têm sido uma das principais razões a favor ou contra o custo da impressão 3D de metal.”
Para esse fim, uma das principais inovações do One Click Metal foi um cartucho padronizado para pó de metal. Isso elimina a necessidade de manuseio aberto do pó, garante a qualidade e permite a recuperação para reutilização do pó.
“Todo o processo é semelhante para todas as máquinas LPBF do mercado, mas sabíamos que não basta apenas ter uma boa máquina”, diz Brueggemann. “Todo o processo ainda é novo, então reunimos tudo com uma visão do método de um clique que o cliente deseja.”
Voando para o futuro
As máquinas são atualmente otimizadas para produções na faixa de 150 cm por 150 cm, o que deixa muito espaço para inovação. A One Click Metal usou sua máquina MPRINT para criar um drone funcional que integra vários componentes de voo em uma única forma de metal altamente complexa.
“Um de nossos funcionários é piloto de drone e teve a ideia de usar a máquina para criar um drone de metal otimizado”, diz Brueggemann, observando que a empresa então contatou a equipe de design generativo da Autodesk para obter conselhos sobre como fazê-lo . “Observamos todas as partes individuais de um drone e tentamos designs diferentes que pudessem incorporá-las em um único quadro. O Fusion 360 foi ótimo em nos apontar para abordagens que otimizavam e também ajudavam a controlar os custos.”
Colaborando na nuvem
Enquanto a empresa se prepara para mais um ano movimentado de eventos comerciais globais e compromissos de vendas, Brueggemann diz que a colaboração será a chave para o crescimento da One Click Metal.
“No processo de vendas, nós e nossos parceiros de vendas ajudamos os clientes a encontrar a solução certa para seus problemas, fornecendo cálculos de custos e consultoria de projeto aditivo”, diz Brueggemann. “Fusion 360 e Netfabb são ideais para isso. Eles têm as melhores características e o melhor preço. Além disso, está ficando cada vez melhor.
Ele acrescenta que os programas da Autodesk para instituições educacionais fornecem outra fonte de valor. “Estamos trabalhando com universidades e estudantes em vários projetos”, diz ele. “Dessa forma, todos podem trabalhar em equipe na nuvem usando a mesma plataforma de design.”
Este conteúdo foi originalmente traduzido de: https://redshift.autodesk.com/articles/one-click-metal
