Materiais e tecnologias para a fabricação aditiva: as chaves do sucesso?

Ainda que os materiais elegíveis para a fabricação aditiva e os processos evoluam rapidamente, é importante controlar os diferentes parâmetros para garantir uma qualidade perfeita do produto acabado, controlando os custos.

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Caso da fusão em leito de pó

A tecnologia de fusão em leito de pó é um processo valorizado em vários setores industriais pela sua capacidade de produzir objetos de forma complexa numa vasta gama de materiais, desde polímeros a metais como aços inoxidáveis, ligas de titânio ou ligas à base de níquel.

Fabricação aditiva de metais

Para a fabricação aditiva de metais, o primeiro critério-chave é a qualidade da matéria-prima a utilizar: o pó metálico.
Na sua maioria produzidos por atomização gasosa, os pós metálicos caracterizam-se por diferentes parâmetros que influenciam a qualidade da peça final e as suas propriedades mecânicas:

a composição química, em particular os níveis de oxidação para os materiais mais sensíveis, como o titânio;
a granulometria;
as partículas finas, satélites ou porosidades.

Embora muitos fornecedores de pó mantenham especificações técnicas exigentes, a qualidade do pó pode ser afetada à medida que este é produzido e reciclado.

A alta qualidade do gás de proteção no interior da leitora de produção é obviamente importante para evitar qualquer oxidação indesejada. Dependendo das ligas, o cuidado tomado na reciclagem (se necessário, despoeiramento e armazenamento sob atmosfera inerte conforme recomendado na norma ISO/ASTM 52907 e utilização de sistema de recirculação também sob atmosfera inerte) permite também otimizar a utilização de pó.

Não é raro que as instalações de produção desenvolvam o seu próprio serviço de análises físico-químicas para uma avaliação da qualidade do pó metálico desde a receção até à utilização.

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Fabricação aditiva de polímeros

Para a fabricação aditiva de polímeros, embora o material seja mais tolerante à oxidação, deve ser fornecida uma proteção gasosa eficaz durante e após a aplicação, durante a fase de arrefecimento da plataforma dentro ou fora da máquina.
O posicionamento da peça na plataforma e, portanto, dos suportes é também importante. Estes suportes não só garantem a integridade estrutural da peça, como também garantem a dissipação da energia térmica na peça durante a produção.
Parâmetros como a escolha da espessura das camadas depositadas que pode permitir aumentar significativamente a produtividade, a chamada estratégia de "lasering" para alcançar um nível mais baixo de tensões.

Caso da WAAM - Wire Arc Additive Manufacturing

A fusão em leito de pó sobressai na produção de precisão de peças metálicas. No entanto, determinadas indústrias, como a da energia, requerem a produção e construção de peças de grandes dimensões. A Wire Arc Additive Manufacturing está bem posicionada neste domínio.

São as variáveis de soldadura robotizada aplicadas que são de particular importância para garantir a qualidade final: velocidade de alimentação, parâmetros elétricos, caudal de gás de proteção e gestão de trajetórias.

Embora a WAAM possa também parecer mais simples em termos de segurança do operador (sem pó para manusear), deve ser prestada particular atenção ao ambiente do soldador, instalando um sistema adequado de extração de fumos e fornecendo ferramentas adequadas.

Formação e Auditoria de Segurança de Instalações

A Air Liquide acompanha-o para resolver os seus problemas de qualidade

Parte do apoio prestado pelos nossos especialistas inclui a proposta de auditorias à homogeneidade da proteção gasosa dentro das máquinas de fusão em leito de pó. Os objetivos gerais deste acompanhamento são o estabelecimento de recomendações que tornem possível alcançar vantagens com maior e melhor produtividade.

A Air Liquide também contribui para o ecossistema de inovação em torno da fabricação aditiva, em especial no âmbito do Additive Factory Hub (Paris-Saclay). A Air Liquide e vários outros fabricantes estão a reunir os seus engenheiros para melhorar os seus conhecimentos sobre os métodos e para garantir que os estudos científicos realizados em conjunto respondem diretamente aos problemas técnicos encontrados pelos fabricantes da área.
Em conclusão, os centros tecnológicos e de formação são também uma boa alavanca para o acompanhar e desenvolver os seus novos projetos e modelos. Determinados construtores também propõem formações online de qualidade para o ajudar a fomentar as principais competências das suas equipas.

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