A Manufatura Aditiva é considerada um dos pilares da Indústria 4.0 e isso não é de se estranhar já que ela transforma o modo de fabricação dos produtos.
Mas o que quer dizer o termo manufatura? Essa palavra é utilizada para denominar o sistema de produção que transforma a matéria-prima ou uma parte dela em um bem-acabado e que, para isso, faz uso do trabalho humano, ferramentas, máquinas e até processos químicos.
Sendo assim, é possível afirmar que a manufatura aditiva trata-se de um dos métodos existentes de manufatura que produz artigos, mas isso é feito de forma imediata através de um modelo digital e sem que necessite de moldes.
Ela possui associação com uma tecnologia que revolucionou os centros manufatureiros ao apresentar processos muito mais econômicos e eficientes, a impressão 3D. Que tal entender o que é a manufatura aditiva e como ela funciona?
Tabela de Conteúdo
- O que é Manufatura aditiva?
- Como é funciona a Manufatura Aditiva?
- Manufatura aditiva x manufatura subtrativa
- Vantagens e desvantagens da manufatura aditiva
- Conclusão sobre a Manufatura Aditiva
O que é Manufatura aditiva?
A manufatura é o processo de produção de um bem e existem alguns tipos, mas o que mais tem chamado a atenção e que serve como um dos pilares da Indústria 4.0 é a Manufatura Aditiva.
Ela é um sistema de produção que faz uso da tecnologia para fazer o desenho como AutoCAD e scanners 3D.
Graças a esse novo sistema de fabricação os objetos são criados através da adição de camadas de material que, por sua vez, podem ser metal e plástico.
Na manufatura tradicional, o processo de fabricação do bem faz com que, durante sua criação, seja removido material.
Entretanto, a manufatura aditiva não faz isso e por esse motivo ela tem sido uma ótima opção para eliminar os erros, reduzir os custos e ter uma produção mais ágil e precisa.
Esse procedimento tem sido muito utilizado nos setores que atuam com personalização e precisão.
Por exemplo, os setores de saúde e de peças têm feito uso desse tipo de manufatura, pois conseguem fabricar implantes e até instrumentos cirúrgicos de forma a atender as necessidades de quem vai utilizar o produto.
Manufatura aditiva Vs Impressão 3D
Como esse tipo de manufatura faz uso da adição de material para a confecção do item ela é comumente relacionada com a impressão 3D.
Entretanto, a impressão feita em 3 dimensões e a manufatura aditiva não são a mesma coisa.
Na manufatura aditiva são confeccionados componentes duráveis e complexos dentro do contexto industrial e para isso faz uso de metal.
Já a impressão 3D é um tipo de tecnologia aditiva mais específica que cria objetos em ambiente doméstico e em quantidade limitada.
Como é funciona a Manufatura Aditiva?
Quem conhece a impressão 2D não acha estranho o processo de elaboração de um item com a manufatura aditiva, pois são bem semelhantes.
A principal diferença entre elas é que na manufatura por adição é utilizado um tipo de gel, pó ou filamento de plástico ou metal ao invés de tinta.
Assim, o material que foi escolhido para a confecção do item é adicionado por camadas. O intuito é fazer com que a matéria-prima tenha o máximo de aproveitamento possível.
Para que os projetos sejam criados na manufatura aditiva é preciso utilizar alguns programas que fazem modelagem 3D. Alguns ótimos exemplos são o Sketchup, SolidWorks, TinkerCad e AutoCAD.
Dependendo do que for elaborado no programa de desenho escolhido existe a possibilidade de criar um objeto na impressora 3D.
Passo a passo do funcionamento da manufatura aditiva
O primeiro passo para iniciar o processo de manufatura por adição é criando um modelo tridimensional do que se deseja produzir. Para isso, utiliza-se ferramentas tecnológicas como o CAD, por exemplo.
Outra opção é comprar um modelo tridimensional que sites especializados disponibilizam.
Com um modelo tridimensional é feita a geração do arquivo de formato STL. Esse arquivo é enviado para o software que a impressora 3D possui para que, a partir dele, as layers de impressão, ou camadas, sejam criadas.
Após todo o processo de slicing ou fatiamento, ser finalizado, o arquivo que foi gerado é enviado até a impressora 3D para que a manufatura de cada uma das camadas seja manufaturada.
Para isso, a própria tecnologia da impressão 3D é utilizada e cada camada será sobreposta. A partir daí, o modelo tridimensional final é gerado.
Setores que utilizam a manufatura aditiva
Diversos setores da economia no mundo fazem uso da Manufatura Aditiva.
Toda essa aceitação se deve a diversos fatores que essa metodologia apresenta como a facilidade de produzir peças com mais detalhes e o baixo custo que apresenta. Por tudo isso, ela tem sido aplicada nos seguintes setores:
Indústria aeronáutica
Na Alemanha, por exemplo, impressoras 3D têm sido utilizadas em instalações da indústria aeronáutica. Nesse caso, são produzidas peças em metal que são utilizadas por todos os modelos de avião da Airbus.
De acordo com os gestores, a leveza dos objetos impressos em 3D, o custo de produção mais barato e o fato de serem fortes é o que atraiu a empresa.
Setor Automobilístico
A manufatura aditiva também está presente no setor automobilístico e, nesse caso, promove uma série de benefícios.
As peças de alta qualidade que são confeccionadas para esse setor possuem uma efetividade maior. Isso acontece porque são realizados vários testes previamente em protótipos 3D.
Existem empresas que conseguiram produzir toda a estrutura de um veículo utilizando esta tecnologia. Um ótimo exemplo disso é a Local Motors que confeccionou o Strati, um carro, e sua produção durou apenas 44 horas.
Setor da saúde
Como já mencionamos anteriormente, a manufatura aditiva também está presente no setor da saúde e um ótimo exemplo de sua aplicação nesse setor é a criação de próteses com baixo custo. Isso é totalmente possível com modelos 3D impressos.
Assim, braços biônicos podem ser confeccionados dessa forma, o que é ótimo, pois permite que eles se adaptem melhor a necessidade que o paciente possui.
Além do mais, o custo para sua confecção é bem mais baixo que as próteses disponíveis no mercado.
Ao observar o setor da odontologia é possível encontrar próteses que foram criadas pelo processo da manufatura aditiva.
Devido às características desse tipo de manufatura as próteses apresentam uma resistência muito maior e são confeccionadas em um tempo menor.
Um dos fatores para que isso seja possível é que não é necessário fazer um molde para que um laboratório faça a confecção da prótese. Com uma impressora 3D o próprio dentista consegue criar a prótese no seu consultório.
Há uma expectativa de que a impressão 3D imprima células epiteliais futuramente.
Caso isso se torne realidade será um grande avanço, pois vai possibilitar que tecidos queimados sejam substituídos por tecidos novos formados por essas células.
Outra expectativa existente no setor da saúde é que órgãos humanos também sejam impressos com essa tecnologia.
Já imaginou a quantidade de vidas salvas e o bem-estar proporcionado a milhões de pessoas em todo o mundo?
Educação
Escolas e universidades estão conseguindo aprimorar o ensino através da manufatura aditiva. Mas como isso é possível?
Nesse caso, os professores fazem uso de objetos impressos para fazer a representação daquilo que os alunos estão estudando.
Manufatura aditiva x manufatura subtrativa
Manufatura aditiva x manufatura subtrativa, você sabe qual a diferença entre esses tipos de manufatura?
Entender a diferença entre manufatura aditiva e manufatura subtrativa é necessário para evitar equívocos.
Manufatura subtrativa
O processo de manufatura subtrativa é o que todos já conhecemos, o tradicional.
Nele, um bloco da matéria-prima é totalmente ou parcialmente partido para que o material que será utilizado na confecção de um item seja removido.
Alguns ótimos exemplos desse tipo de manufatura são a eletroerosão por penetração, retificação, fresamento, torneamento, eletroerosão a fio entre outros.
Esse tipo de processo faz com que muita matéria-prima acabe sendo desperdiçada e seu custo de produção é alto.
Por esse motivo, alguns setores da indústria estão adotando um novo processo de transformação da matéria-prima, a manufatura por adição ou aditiva.
Manufatura por adição
A manufatura por adição ou aditiva é o oposto da manufatura subtrativa e é um dos pilares da indústria 4.0.
Nesse processo, o modelo é construído do zero, camada por camada, mas para isso é preciso que se tenha um modelo tridimensional.
De acordo com American Society for Testing and Materials (ASTM), manufatura aditiva trata-se de um processo que une materiais com o objetivo de criar objetos possuindo um modelo tridimensional.
Segundo a ASTM, alguns sinônimos que podem ser utilizados para a manufatura aditiva são:
- Processo aditivo;
- Fabricação aditiva;
- Técnicas aditivas;
- Manufatura por camada;
- Manufatura aditiva por camadas;
- Fabricação de forma livre ou Freeform.
Vantagens e desvantagens da manufatura aditiva
Não é à toa que a manufatura aditiva é considerada um dos pilares da indústria 4.0, afinal, esse processo promove uma série de vantagens que são muito importantes para os setores.
Entretanto, ela também apresenta algumas desvantagens.
Para poder decidir se esse processo realmente é bom é preciso conhecer todas as vantagens e desvantagens que ele apresenta. Isso você confere a seguir:
Principais vantagens da manufatura por adição
Todos já sabemos que a manufatura aditiva é uma técnica inovadora e que promove uma série de vantagens.
As principais que podem ser observadas são:
Flexibilidade, adaptabilidade e agilidade – O sistema de manufatura aditiva somente necessita de um software, computador e um equipamento que permita a criação por meio desse tipo de manufatura.
Somente isso é necessário para poder ter uma linha de produção com baixa complexidade.
Precisão na produção e no desenho – Como esse processo faz uso da modelagem 3D os erros que são comuns na manufatura tradicional são reduzidos.
Custos com logística e manufatura são reduzidos – Pó de metal e de plástico são alguns dos materiais que são utilizados para a construção e montagem de um produto.
Isso permite que a etapa de produção tenha um impacto econômico muito menor. Além do mais, não é necessário fazer o transporte da fábrica até o centro logístico, o que reduz mais um custo.
Criação de produtos personalizados – A empresa tem a capacidade de criar um produto que atenda às exigências específicas que o cliente possui. Isso faz com que a imagem da marca se torne muito melhor diante do consumidor.
Tudo isso é possível com a manufatura por adição, pois esse processo permite que um desenho seja elaborado previamente. A partir desse desenho o produto pode ser modelado conforme as necessidades do cliente.
Principais desvantagens da manufatura por adição
As empresas recebem mais e mais pedidos todos os dias e fazer esse gerenciamento é muito importante.
A fabricação por adição permite que um produto seja produzido de acordo com a necessidade ou demanda que é chamado de Sistema Just In Time ou JIT. Com esse sistema é possível ter uma margem de manobra menor.
Apesar de fornecer as condições necessárias para que as necessidades dos clientes sejam atendidas, esse processo apresenta algumas desvantagens como as que estão listadas a seguir:
Materiais que podem ser usados são limitados – A manufatura por adição é uma tecnologia muito interessante, entretanto, somente é possível fazer a fabricação em série utilizando como materiais o plástico e o metal.
Porosidade na superfície – Existem diversas técnicas que são utilizadas no processo de manufatura por adição o que é bom.
Em compensação, as principais delas geram peças que apresentam porosidade em sua estrutura e isso não é fácil de detectar a olho nu.
Por esse motivo, essas peças podem apresentar falhas, o que não é nada bom.
O custo inicial é elevado – A manufatura aditiva é um processo moderno e que faz uso de uma tecnologia inovadora.
Por esse motivo, o custo inicial pode ser mais elevado para as empresas que desejam fazer a implementação desse processo de produção.
Afinal, elas terão que investir em máquinas próprias que realizam a modelagem do produto e isso nem sempre é algo barato.
Conclusão sobre a Manufatura Aditiva
A Manufatura Aditiva é um dos pilares da nova indústria 4.0 e, portanto, uma realidade para os negócios do século XXI.
Ficar atento ao seu processo e implementar inovações permite se diferenciar dos concorrentes e aprimorar a qualidade dos produtos.