Additive.MILLING: Um estudo sobre a ligação entre métodos aditivos e subtractivos, de fabricação de componentes metálicos
1. Síntese
Em declarações ao COMPETE 2020, António Malaquias, da GLN Moldes sintetiza a estratégia levada a cabo pela empresa e a importância do apoio dos fundos comunitários no âmbito do projeto supra que visa conciliar tecnologias aditiva e subtrativa num processo step-by-step que permita produzir moldes de elevada complexidade com baixa rugosidade, sem a necessidade de aquisição do equipamento híbrido.
“A GLN, em parceria com a Universidade de Coimbra e com o Instituto Politécnico de Leiria, com o apoio do COMPETE 2020, desenvolve um estudo da complementarização entre métodos aditivos e métodos subtractivos, na fabricação de componentes metálicos para moldes.
A indústria portuguesa de moldes e ferramentas especiais tem, em número crescente, desafios para a fabricação de componentes metálicos intrincados, para o que recorre, cada vez mais, à chamada tecnologia de fabricação aditiva (impressão 3D de componentes metálicos).
Estas tecnologias, no entanto, geram alguns problemas superficiais, que têm que ser resolvidos pela utilização, complementar, de métodos de maquinação convencionais (subtractivos). A rugosidade superficial, por exemplo, resultante do método aditivo, tem que ser eliminada posteriormente, utilizando a fresagem, a erosão e o polimento.
Neste estudo pretende-se entender as potencialidades de implementação de um sistema híbrido, aditivo+subtractivo, que permita a utilização de um sistema de impressão 3D de pós de aço (SLM-Selective Laser Melting), em conjunto com um sistema de fresagem dedicado. Esta solução híbrida permitiria resolver o problema do acabamento superficial, bem como resolver o problema de maquinação de sulcos estreitos e profundos, que muitas das geometrias contêm (exemplo: nervuras de reforço das peças plásticas).
Os pressupostos do estudo prevêm que é possível implementar um sistema que permita fabricar um componente metálico intrincado, com um método híbrido, aditivo+subtractivo, por diversas camadas sucessivas, em que se alternam os dois métodos de fabricação. Isto permitiria resolver o problema da eliminação da rugosidade superficial, bem como resolver o problema da maquinação de sulcos profundos (dado que é possível utilizar ferramentas de fresagem mais curtas, por consequência mais resistentes à flexão).
Para resolver os problemas desta sequência de operações de fabrico, foi necessário implementar diversos estudos. Ao nível dos pós metálicos, a utilizar pelo método aditivo, foi necessário garantir características de resistência mecânica, na ligação das diversas camadas, bem como garantir características de resistência à corrosão. Ao nível da programação da sequência de operações, necessária à eficaz gestão das fases de permuta entre métodos de fabrico, foi necessário estudar métodos de optimização de percursos de ferramenta e métodos de encadeamento automático de operações. Ao nível de eficiência térmica, no arrefecimento dos componentes metálicos obtidos, estudaram-se topologias diversas de canais conformados de refrigeração. Ao nível de sistemas de fixação, foram estudados sistemas de acoplagem rápida, que permitissem alternar entre as tecnologias de fabrico de forma rápida e precisa. Finalmente, foi desenvolvido e fabricado um molde modular, em que as geometrias estudadas, representativas de alguns dos problemas tipo da indústria de moldes, fossem testadas para os diferentes métodos de fabrico.
Para a implementação deste tipo de estudos, o apoio financeiro de COMPETE 2020 é de uma importância vital, dado que permite que entidades académicas e empresas industriais portuguesas possam estudar, e implementar, soluções tecnológicas importantes para a competitividade internacional da indústria nacional. Estas sinergias permitem, assim, acrescentar valor à resposta da nossa indústria, aumentando, desse modo, a produtividade e a riqueza, nacionais. Todos ganhamos e o país agradece.
2. Apoio do COMPETE 2020
O projeto Additive.MILLING é cofinanciado pelo COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico, na vertente em co-promoção, com um investimento elegível de 627 mil euros, correspondendo a um incentivo FEDER de 414 mil euros.
3. Links
GLNMOLDS, S.A.
Website Universidade de Coimbra
Website Instituto Politécnico de Leiria