A impressão 3D e a usinagem são frequentemente vistas como "concorrentes", mas também podem ser "parceiras". As peças de impressão 3D geralmente precisam ser usinadas para produzir tolerâncias mais altas e um melhor acabamento superficial. Enquanto isso, peças que antes eram fresadas de um bloco sólido de metal podem ser impressas em 3D mais rapidamente e em formas mais complexas. Um número crescente de máquinas de fabricação híbridas combina impressão 3D e máquinas CNC em um único pacote para automatizar e acelerar a produção de peças. Então, como eles estão se saindo? Qual é o futuro da fabricação híbrida?
Os fabricantes de equipamentos de fabricação híbrida dizem que a tecnologia híbrida supera as deficiências de ambas as tecnologias, permitindo que os fabricantes produzam peças mais precisas e de maior qualidade, mais rapidamente e a um custo menor. É menos dispendioso do que a usinagem sozinha, mais eficiente e mais preciso do que a impressão 3D sozinha, sem a necessidade de mover peças manualmente ou programar dois equipamentos diferentes.
△ Combinação de deposição de energia direta e fresagem CNC
O que é uma impressora Híbrida CNC-3D?
A manufatura híbrida é uma abordagem relativamente nova que combina técnicas de manufatura aditiva e subtrativa em uma única máquina. Essas máquinas usam impressão 3D para produzir formas quase líquidas de peças de metal ou plástico. A peça é então fresada com as tolerâncias exigidas por outra unidade ou cabeça de ferramenta na máquina. Com a manufatura híbrida, os fabricantes (e seus clientes) podem obter as geometrias complexas produzidas pela manufatura aditiva e a qualidade superficial do fresamento. Além de construir peças do zero, essas máquinas são ideais para adicionar novos recursos a peças existentes, realizar reparos de peças e revestir peças antes das operações pós-usinagem.
As máquinas de fabricação híbrida variam de acordo com o fabricante, mas geralmente se enquadram em duas categorias: Manufatura Híbrida Sequencial e Manufatura Híbrida Alternativa
△ Usinagem CNC após impressão 3D para um acabamento de superfície suave
● As máquinas de fabricação híbrida sequencial primeiro concluem o processo AM completo, que produz peças impressas em 3D quase líquidas antes de entrar no processo subtrativo.
● As máquinas de fabricação híbridas alternadas trocam entre unidades AM e de fresagem durante todo o processo de fabricação. Algumas máquinas híbridas alternativas podem até mesmo imprimir AM o restante durante a usinagem da peça.
A fabricação híbrida é uma solução viável para produzir protótipos e peças funcionais de uso final, além de reparar componentes existentes. A fabricação híbrida é especialmente atraente para empresas menores que precisam de manufatura aditiva e recursos de usinagem. Estas máquinas permitem-lhes produzir duas peças (ou mistas) sem ter de investir em duas máquinas. Ele também pode atender aos exigentes requisitos de certas indústrias, como complexidade de peças e produtividade nos setores automotivo e aeroespacial.
Prós e Contras de Máquinas de Manufatura Híbridas
A fabricação híbrida tem muitas vantagens sobre AM puro ou métodos subtrativos:
●Uma de suas vantagens mais importantes é a capacidade de aumentar a produtividade. Como os processos de AM e usinagem são executados em uma máquina, não há necessidade de trocar peças e recalibrar o equipamento. As células de usinagem também podem substituir parcial ou totalmente o pós-processamento AM manual, o que também acelera a produção.
●A fabricação híbrida pode atingir maior precisão e tolerâncias mais rígidas do que a maioria das impressoras 3D individuais. A manufatura aditiva pode criar geometrias e estruturas de peças mais complexas do que usinagens, como integração de peças, canais internos e preenchimento de treliça. Produzir uma peça inteira em uma máquina também reduz a possibilidade de defeitos ou erros de usinagem.
●Máquinas híbridas permitem o uso de vários materiais em uma única peça, resultando em melhorias significativas no desempenho mecânico e economia de custos. As peças mais fracas podem ser revestidas com metais mais fortes, materiais de alto desempenho adicionados para melhorar o movimento da peça ou a transferência de calor, ou os custos de material podem ser economizados usando materiais caros apenas onde são necessários.
●A fabricação híbrida pode reduzir o investimento inicial e os custos operacionais. É mais barato comprar uma máquina híbrida do que comprar uma máquina CNC e uma impressora 3D industrial ao mesmo tempo. Uma única máquina híbrida consome menos energia e requer menos espaço físico do que unidades AM e CNC separadas.
△Peças com funções como canais internos de refrigeração
Um estudo recente descobriu que a fabricação híbrida elimina o desperdício de técnicas subtrativas, reduzindo o consumo de material em até 97%. Com máquinas DED/CNC também é possível adicionar material apenas em locais selecionados. Esses usuários consertam componentes danificados e aceleram a produção adicionando metal às peças, como as usadas nas indústrias naval e de petróleo e gás. Ao mesmo tempo, a unidade CNC pode usinar estruturas internas finas entre execuções de deposição de material.
Apesar de suas enormes vantagens, a fabricação híbrida não atende a todas as necessidades de fabricação e apresenta algumas desvantagens:
●Embora essas máquinas possam reduzir o investimento inicial, elas não são baratas e podem exceder o orçamento de uma pequena empresa.
●A operação de uma máquina híbrida pode ser complexa, exigindo que o operador tenha um conhecimento sofisticado de impressão 3D e usinagem CNC para determinar o melhor método para fabricar uma determinada peça.