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Apr 05, 2023

Manufatura Aditiva: máquinas e sistemas para componentes metálicos, plásticos e cerâmicos impressos em 3D

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No Formnext 2022, o AIM3D fornecerá informações sobre dois grandes destaques. Por um lado, o novo processo Voxelfill para melhorar de forma sustentável as propriedades de resistência de um componente 3D baseado em camadas e, por outro lado, o lançamento no mercado do Exam 510.

Todo processo de impressão 3D compete com estratégias clássicas de fabricação, como fundição ou fresagem, em termos de propriedades mecânicas, fatores de tempo e custo-benefício. Também está em competição com tecnologias alternativas de impressão 3D. O desafio tecnológico: atualmente, os processos de construção 3D baseados em camadas de polímeros geralmente exibem propriedades estruturais não homogêneas. Com o processo Voxelfill com patente pendente, o AIM3D está desbravando novos caminhos que superam problemas de força não homogênea ao atingir densidades seletivas e definidas no componente.

Com a abordagem Voxelfill, os componentes não são mais criados exclusivamente em camadas (ou seja, 2,5D), mas utilizam o preenchimento de camadas cruzadas usando os chamados voxels como áreas de volume. Para fazer isso, o contorno do componente é primeiro criado normalmente como a estrutura básica usando uma ou mais bandas do material extrudado. Um padrão de treliça é criado dentro do componente, que define os limites dos elementos de volume a serem preenchidos, semelhantes a cavidades. Essa estrutura dos voxels a serem preenchidos se assemelha ao favo de uma colmeia.

A estratégia Voxelfill agora compreende duas etapas do processo:

1. Geração de uma estrutura treliçada: o sistema CEM repete esta estrutura até uma altura definida dos elementos de volume, então neste ponto as cavidades previamente criadas (voxels) são preenchidas por injeção de material termoplástico com a extrusora.

2. Fase de preenchimento dos voxels: agora é implantado o segundo componente ainda mais importante dessa estratégia de impressão 3D: quando as áreas de volume são preenchidas, isso não inclui o preenchimento de todos os voxels em um plano. Isso resultaria novamente em uma fraqueza na direção Z diretamente no plano de "junção". Ao deslocar os elementos de volume até a metade do voxel, uma espécie de "ligação semelhante a um tijolo" é criada no componente, resultando no deslocamento da linha de rendimento. Isso resulta em um enorme aumento na resistência e também melhora a elasticidade dos componentes na direção Z. Além disso, os elementos de volume introduzidos reduzem muito o tempo de impressão para componentes totalmente preenchidos e, assim, aumentam significativamente a relação custo-benefício do processo CEM.

O Formnext 2022 também marcará o lançamento da nova impressora de granulado Exam 510 da AIM3D. A empresa com sede em Rostock desenvolveu este grande sistema CEM até a fase beta em um período de apenas 1,5 anos. Os usuários da fase beta incluem ZF Friedrichshafen, Schaeffler e a Clausthal University of Technology. O novo Exam 510 oferece uma área de construção maior, maior precisão e velocidades de construção aceleradas.

A impressora Exam 510 é uma impressora multimaterial para manufatura aditiva que pode imprimir consecutivamente até três materiais. A área de construção aumentada de 510 x 510 x 400 mm3 agora abre uma infinidade de aplicações. A área de construção pode ser aquecida até 200 °C para reduzir as tensões no componente e processar materiais de alto desempenho. O aumento significativo da taxa de construção ou velocidade de impressão depende, é claro, do material usado e pode chegar a 250 cm3/h (ao usar um bocal de 0,4 mm). Esta classe de extrusora permite taxas de extrusão até dez vezes maiores do que as extrusoras de filamento disponíveis comercialmente. O apelo especial do Exame 510 é revelado pelos materiais que podem ser implantados. AIM3D equipou o sistema com uma câmara de processo aquecível especialmente projetada para o uso de plásticos de alta temperatura. Isso torna possível processar também plásticos de alta temperatura, como PEEK, PEI, PSU, PPS, com ou sem enchimento de fibra.

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