Saiba como usar uma impressora 3D FDM para produzir peças de metal à um baixo custo por meio da micro fundição, ou fundição por cera perdida.
Introdução | Fabricando de peças de metal
Usando a impressão 3D para produzir peças de metal | FDM fundível
História de Sucesso com Impressão 3D para Micro fundição | Conclusão
Introdução
Matrizes feitas por uma impressora 3D FDM, quando usadas em conjunto com o processo de micro fundição, podem produzir grandes peças de metal a um custo muito baixo, com especificações que não seriam possíveis usando técnicas tradicionais de fabricação.
Este artigo explica os benefícios do uso de matrizes feitas com impressora 3D FDM e fornece uma diretriz para a tomada de decisões sobre quando usar esse processo em relação a usinagem CNC como método alternativo, por exemplo.
Fabricando peças de metal
Para fundição de peças de metal em baixo volume, a usinagem CNC também é uma solução viável. Porém, as vantagens de cada método de fabricação são resumidas e comparadas abaixo. Mais detalhes sobre cada método podem ser encontrados mais abaixo neste artigo. É importante notar que tudo depende da geometria do design, e a tabela nem sempre se aplica. Nós apresentamos como uma diretriz geral para a tomada de decisão.
Agora vamos comparar os custos de cada uma das tecnologias mostradas acima na próxima tabela. 3 peças diferentes foram comparadas, cada uma com geometrias variadas. Todas essas peças são exemplos feitos de aço inoxidável, com aproximadamente 150 mm x 130 mm x 55 mm.
Usando a impressão 3D para produzir peças de metal
Micro fundição
No processo de micro fundição geralmente é usado cera padrão para produzir moldes para fundição, pois possui uma queima muito limpa sem resíduos. A imagem abaixo mostra esse processo passo-a-passo.
Para fundição em baixa escala, as matrizes são tradicionalmente usinadas a partir de um bloco de cera por CNC. Alternativamente, para séries maiores, um molde é usinado e as demais peças são criadas com cera usando o molde. A ferramentaria é muito cara com a produção dos moldes e muitas vezes demora muito tempo (2 a 6 semanas).
Agora a impressão 3D é usada frequentemente em conjunto com uma variedade de aplicações de micro fundição por cera perdida para produzir peças a partir de materiais fundidos. Impressões 3D para fundição são comuns nas indústrias odontológica e de joalheria,e geralmente são produzidas por meio do processo de impressão SLA.
Esta é uma tecnologia de fotopolimerização, que é capaz de produzir peças com uma superfície suave e detalhes com alta resolução. A principal limitação em torno do SLA é o tamanho do volume de criação da impressora 3D, ou o alto custo envolvido para padrões maiores. Para peças metálicas maiores, a impressão 3D FDM oferece uma solução mais rápida e econômica.
Para designs pequenos e detalhados, a fundição a partir de SLA é perfeita. A imagem acima mostra uma peça moldável (à esquerda) impressa em 3D através do processo de SLA e o anel final (Fonte: Formlabs).
*Para peças metálicas maiores, as impressoras 3D FDM oferecem uma solução rápida e econômica para fundição.
Impressão 3D FDM para fundição
Para peças maiores, a criação de peças por SLA não se torna a melhor opção devido o alto custo da resina, e ao volume de construção da maioria das máquinas SLA ser menor. As impressoras 3D FDM oferecem uma solução de baixo custo, permitindo que as peças sejam impressas rapidamente. A impressão 3D FDM é uma tecnologia de extrusão de material. Após a impressão, a superfície das peças é suavizada através de polimento, resultando em peças com superfícies muito suaves (uma exigência para fundição de investimento de alta qualidade).
Existem várias vantagens em usar o FDM para produzir peças de fundição de baixo custo. Essas vantagens incluem:
- Baixo custo: O FDM é o método de menor custo de impressão 3D, e elimina a necessidade de ferramentas caras.
- Grande tamanho de construção: As impressoras FDM geralmente têm um tamanho de construção muito maior (até 330 x 240 x 300 mm – Ultimaker S5) quando comparadas às impressoras SLA. Como os custos de material também são baixos, o FDM é particularmente mais competitivo à medida que o tamanho das peças aumenta.
História de sucesso com impressão 3D para micro fundição
Conheça a história da Sylatech, empresa que usa impressão 3D para produzir matrizes para o processo de micro fundição. Antes de usar a impressora 3D, seus clientes precisavam investir em ferramentas para fabricar a geometria específica em metal. Depois da implementação de impressoras 3D, o protótipo em metal pode ser fabricado antes de investir em ferramentas caras.
Continue lendo: Fundição de peças de metal a partir de impressão 3D!
Conclusão
Como você pode observar, o processo de fundição – a partir de peças impressas em 3D – pode se tornar muito mais simples e barato! Quando comparamos ao métodos tradicionais de manufatura, como usinagem CNC por exemplo, é notável que a impressão 3D oferece a liberdade de design, redução de custos e tempo que o setor metalúrgico precisa!
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