Remoção e acabamento automatizado de suporte para metal AM — Robôs vs CNC

Este artigo abordará a transição para soluções automatizadas de remoção (e acabamento) de suporte e considerará as vantagens e desvantagens do uso de sistemas CNC versus a versatilidade e confiabilidade dos robôs.

Artigo de | RIVELIN ROBÓTICA

O uso da manufatura aditiva metálica (AM) revolucionou a indústria de manufatura, permitindo a criação de peças complexas e intrincadas de maneira mais rápida e econômica. No entanto, o pós-processamento essencial destas peças introduz restrições financeiras e de tempo ao custo global por peça, o que pode anular completamente os benefícios da AM. A remoção do suporte é a primeira etapa crítica do pós-processamento de peças metálicas AM e é desafiadora. Hoje, os suportes ainda são essenciais para a fidelidade das peças durante o processo de fabricação, mas devem ser removidos para obter o produto acabado desejado com a forma, características e tolerâncias pretendidas.

Embora a remoção manual de suporte ainda seja o status quo para muitas aplicações de AM de metal, este artigo abordará a transição para soluções automatizadas de remoção (e acabamento) de suporte e considerará as vantagens e desvantagens do uso de sistemas de Controle Numérico Computadorizado (CNC) versus a versatilidade e confiabilidade dos robôs.

Há um argumento de que o enigma da remoção de suporte em AM será eventualmente resolvido pela chamada impressão sem suporte. É claro que este seria o objetivo final, permitindo total liberdade de design com eficiência otimizada de recursos, onde as matérias-primas e a energia são utilizadas apenas para fazer a peça final e não os suportes.

Infelizmente, o sector AM ainda não chegou lá e, embora os apoios estejam a ser minimizados através da concepção, ainda são – e serão num futuro próximo – uma necessidade. Minimizar a quantidade de material e energia utilizada para suportes é a coisa certa a fazer em quase todas as situações, mas também pode comprometer a liberdade de design e ter um impacto negativo na funcionalidade desejada da peça de utilização final, o que pode, por exemplo, precisam ser projetados com cavidades preenchidas ou saliências, levando à perda de leveza. Projetos generativos também podem ser restringidos desnecessariamente para obter os ângulos necessários para suportes reduzidos.

O foco na redução do suporte também pode afetar a eficiência do processo. Por exemplo, as peças longas podem ter de ser construídas numa orientação específica e, portanto, ocupar mais espaço na placa de construção, e as construções empilhadas podem tornar-se impraticáveis ​​devido às estruturas de suporte interligadas.

Em suma, embora devamos sempre lutar por menos suportes, atualmente eles ainda são uma ferramenta necessária para as aplicações AM mais complexas.

Surpreendentemente, a remoção manual do suporte continua sendo o processo preferido da maioria dos usuários de AM atualmente. Requer técnicos altamente treinados para remover suportes com todos os tipos de ferramentas manuais tradicionais. Dremels também são úteis. É experimentado e testado, mas requer habilidade, resolução de problemas e criatividade. Ele pode ser adequado para ambientes de produção de alto mix e baixo volume.

No entanto, a remoção manual do suporte também é muito demorada, trabalhosa e confusa, com poeira tóxica exigindo EPI ou ambientes protegidos. O risco de ignição e explosão de pólvora e lesões por esforços repetitivos são problemas comuns. Além disso, não é repetível com precisão, com variabilidade de pessoa para pessoa e até mesmo de turno para turno, causando problemas de controle de qualidade e aumentos na taxa de refugo. Também será difícil escalar se a procura por peças AM começar a aumentar significativamente.

Houve algum progresso com soluções para automatizar o pós-processamento de peças metálicas AM. O mais comum tem sido a utilização de fresadoras CNC, uma tecnologia comprovada para uma variedade de aplicações de fabricação, incluindo uma abordagem híbrida para AM. Eles são inegavelmente precisos e repetíveis. No entanto, só porque algo é comum e tem um bom historial em algumas áreas, não significa necessariamente que seja sempre a melhor solução.