Daimler e OMIC Avaliam a Tecnologia de DED com Fio para Ferramentas de Moldagem
A inovação em técnicas de moldagem injetora está se expandindo rapidamente, e uma colaboração recente entre a Daimler e o Oregon Manufacturing Innovation Center (OMIC) mostra um exemplo notável disso. Utilizando um processo de Deposição de Energia Direcionada (DED) com fio, este projeto destaca como a fabricação aditiva pode reduzir significativamente o tempo de produção de ferramentas de moldagem complexas, desafiando tradicionalmente a abordagem convencional que leva várias semanas.
O Que É a Deposição de Energia Direcionada (DED)?
A DED é uma técnica de fabricação aditiva que permite a adição de material em camadas para criar formas complexas. Ao contrário de métodos como a fusão a laser em leito de pó, a DED frequentemente utiliza materiais em forma de fio ou pó que são fundidos e depositados em uma camada controlada. Essa adaptação permite não apenas a criação de geometrias únicas, mas também a prática de integrar características adicionais, como canais de resfriamento conformais, diretamente na estrutura da ferramenta.
Josh Koch, da OMIC, ressaltou a simplicidade do processo, que apenas requer a disponibilidade do fio, tornando a produção muito ágil. O projeto em colaboração com a Daimler envolveu a impressão 3D de um conjunto completo de núcleo e cavidade para um molde de injeção destinado a componentes de caminhões, aumentando a responsividade na obtenção de ferramentas de moldagem.
Resultados Atingidos com a Impressão 3D
A impressão 3D do núcleo e da cavidade levou apenas três dias para ser concluída, uma melhoria drástica em relação ao tempo típico de várias semanas. Essa eficiência foi obtida a partir da máquina de fabricação aditiva da Gefertec, que opera na instalação do OMIC em Scappoose, Oregon. Este desempenho notável não só acelerou o tempo de produção, mas também reduziu consideravelmente os custos associados ao processo tradicional de fabricação de moldes.
Os engenheiros da Daimler estavam particularmente interessados em explorar as capacidades da DED para moldagem não apenas pela rapidez, mas pela possibilidade de incluir cooling channels complexos que não podem ser facilmente feitos com técnicas tradicionais. Em vez de perfurações simples, os canais de resfriamento foram impressos em conformidade com o formato do molde, otimizando o resfriamento e melhorando a eficiência do processo de injeção.
A Relevância do OMIC no Cenário Atual
O OMIC desempenha um papel crucial na validação e exploração de novas tecnologias de fabricação. A organização, financiada em grande parte pelo estado de Oregon, serve como um ponto de convergência entre universidades e empresas, permitindo que as indústrias avaliem e implementem novas tecnologias sem comprometer grandes investimentos iniciais. Com 38 empresas e três universidades afiliadas, o OMIC oferece acesso a um dos mais vastos surtidos de capacidades de fabricação aditiva concentradas em uma única localidade na região do Pacífico Noroeste.
Em 2023, o centro de inovação aditiva do OMIC foi inaugurado, contendo várias máquinas que permitem experimentar diferentes processos de fabricação aditiva, como jateamento de ligantes e fusão a laser. A estrutura propõe uma forma para as empresas testarem e desenvolverem suas aplicações antes de investirem pesado em infraestrutura própria.
A Implicação para a Indústria Automotiva
A colaboração entre a Daimler e o OMIC representa não apenas um avanço tecnológico, mas também sugere um caminho viável para a indústria automotiva na busca de soluções mais rápidas e eficientes para a produção de ferramentas. Com as exigências em constante mudança do mercado, a capacidade de adaptar e inovar rapidamente se torna uma vantagem competitiva.
Além disso, as potencialidades da tecnologia DED vão muito além do que foi aplicado neste projeto. A próxima fase, segundo Koch, pode envolver o uso da liberdade que a DED oferece para imprimir com múltiplos materiais em uma única construção, o que poderia resultar em moldes que combinam materiais de diferentes propriedades – permitindo eficiência e custo-benefício. Imagine moldes que não apenas utilizam cobre para condução térmica, mas que combinam diferentes ligas de metal para encapsular as qualidades necessárias de forma eficaz e ortogonal.
Desafios e Oportunidades Futuras
Embora o progresso feito seja significativo, existem desafios que precisam ser abordados à medida que a utilização de tecnologias como a DED avança. A necessidade de eliminar problemas como o mofo nos canais de resfriamento é uma preocupação crítica. Alternativas, como o uso de metais termicamente condutores, oferecem caminhos potenciais para melhorar as operações dos moldes sem a tradicional complexidade de um sistema de resfriamento líquido.
Um possível futuro para os moldes imprimíveis implica uma arquitetura que elimine a necessidade de canais, utilizando materiais termicamente condutores ao invés de fluidos. Isso não só simplificaria a produção, mas também melhoraria a durabilidade dos moldes mediante a mitigação de preocupações de manutenção e operação.
Conclusão
A colaboração entre a Daimler e o OMIC, demonstrando a eficácia do processo DED para a fabricação de ferramentas de moldagem, poderá prever um novo rumo para o setor de manufatura, integrando metodologias mais inovadoras que respondem a dinâmicas de mercado em constante mudança. A capacidade de produzir eficientemente, com menos etapas envolvidas e um tempo de resposta mais ágil, pode fazer toda a diferença na competitividade da indústria moderna. Com o desenvolvimento de soluções cada vez mais eficazes e a crescente variedade de tecnologias de impressão 3D, o futuro da moldagem injetora está mais promissor do que nunca.
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