A tecnologia de impressão 3D já é utilizada na fabricante de carros esportivos na construção de protótipos, fabricação de peças de reposição para carros esportivos clássicos e em outras áreas. Pela primeira vez, os pistões para o motor de alto desempenho do modelo principal do 911, o GT2 RS, estão sendo produzidos com uma impressora 3D.

A impressão 3D permite que os pistões sejam fabricados com uma estrutura otimizada para as cargas que atuam sobre os pistões. Como resultado, os pistões do projeto de desenvolvimento avançado pesam dez por cento menos do que os pistões de produção em série forjados. Eles também têm um duto de resfriamento integrado e fechado na coroa do pistão que não poderia ter sido produzido por métodos convencionais. “Graças aos novos pistões mais leves, podemos aumentar a velocidade do motor, diminuir a carga de temperatura nos pistões e otimizar a combustão”, explica Frank Ickinger, do departamento de desenvolvimento avançado da Porsche. “Isso torna possível obter até 30 HP a mais de potência do motor biturbo de 700 HP, ao mesmo tempo em que melhora a eficiência.”

Construir peças camada por camada permite a realização de projetos novos e aprimorados

Existem várias tecnologias diferentes para impressão 3D. Todos se baseiam no princípio de que os componentes são construídos camada por camada, sem a necessidade de fabricar previamente uma ferramenta ou molde especial. Praticamente qualquer forma geométrica pode, portanto, ser realizada. A impressora pode ser alimentada com os dados do projeto diretamente do computador. Os processos de manufatura aditiva são, portanto, ideais para a produção de estruturas projetadas e otimizadas por meio de inteligência artificial (AI – Artificial Intelligence).

Os pistões do 911 GT2 RS foram fabricados a partir de pó de metal de alta pureza usando o processo de fusão de metal a laser (LMF – Laser Metal Fusion). Aqui, um feixe de laser aquece e derrete a superfície do pó correspondente ao contorno da peça. A Porsche iniciou o projeto conjunto com os parceiros de cooperação Mahle e Trumpf. A qualidade e a capacidade de desempenho dos componentes foram validadas usando a tecnologia de medição da Zeiss.

Amplo campo de aplicação e novos usos potenciais para impressão 3D na Porsche

A Porsche já usa processos de manufatura aditiva em várias áreas. Por exemplo, um assento anatômico completo impresso em 3D está disponível desde maio para as séries de modelos 911 e 718. Aqui, a seção central do assento, em outras palavras as superfícies da almofada e do encosto, é parcialmente produzida por uma impressora 3D. Os clientes poderão escolher entre três níveis de firmeza (dura, média, macia) para a camada de conforto no futuro.

Porsche Classic também usa processos aditivos para reproduzir peças sobressalentes de plástico, aço e ligas que antes não estavam mais disponíveis. Uma alavanca de liberação para a embreagem do Porsche 959, por exemplo, hoje vem de uma impressora 3D. Cerca de 20 peças reproduzidas para os modelos clássicos da Porsche são atualmente fabricadas usando processos aditivos. Esta tecnologia de fabricação também é técnica e economicamente interessante para a Porsche, tanto para séries especiais e pequenas como para esportes motorizados. A impressão 3D, portanto, oferece um potencial significativo para a Porsche no

que diz respeito a inovações de produto e processo, o que, por sua vez, permitirá que os clientes se beneficiem de produtos fascinantes e individuais.

Fonte e Imagem: Porsche

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A combinação de processos aditivos e subtrativos, explica o gerente de projeto Prof. Alexander Mattes, abre inúmeras vantagens: “A fabricação aditiva permite geometrias que não seriam possíveis com processos convencionais, e os processos subtrativos têm qualidades especiais de superfície. Outro potencial está na produção de objetos a partir de vários metais. Podemos desenvolver os chamados materiais de gradiente com os quais produzimos componentes que possuem as propriedades físicas de um material em uma área e as propriedades de outro material nas outras áreas. As transições são fluidas. Assim por exemplo, os componentes da eletrônica de potência para carros elétricos serão mais compactos e ocuparão menos espaço”.

Parte do sistema de fabricação aditiva será uma área de processamento inundada com gás protetor, que permite aos pesquisadores processar metais com alta reatividade com o ar ambiente. Um desses metais é, por exemplo, titânio, que, devido à sua tolerância física, pode ser usado em tecnologia médica.

A construção da célula de produção, chamada de InFer3D, levará alguns meses. Primeiro, é criada a área de laboratório para o manuseio seguro de pós metálicos com pequeno tamanho de partícula, no qual será posteriormente integrado o sistema de fabricação aditiva com um robô para manuseio de componentes. Ao mesmo tempo, o grupo de pesquisa está colocando em operação o centro de usinagem de 5 eixos equipado com outro robô. Um sistema de transporte sem motorista já existente no laboratório será então integrado nesta fábrica digital.

Fonte: www.fh-kiel.de

Foto – crédito: FH Kiel (Prof. Alexander Mattes)

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A nova instalação, que custou cerca de € 15 milhões para construir, reunirá a produção de protótipos e peças em série, pesquisa em tecnologias de impressão 3D e treinamento associado em fabricação sem ferramentas. Atualmente, o centro de excelência possui cerca de 80 colaboradores. Opera cerca de 50 sistemas industriais para processamento de metais e plásticos, com mais de 50 em operação em outras instalações de produção em todo o mundo.

O grupo BMW utiliza impressão 3D – ou fabricação aditiva – há quase 30 anos. Em 1991, a tecnologia foi usada para fazer peças de protótipo para carros-conceito. Mais tarde, pequenas séries de peças foram produzidas para carros de corrida da DTM, o Rolls-Royce Phantom, o BMW i8 Roadster e o MINI, entre outros. O objetivo agora é tornar a fabricação de componentes para produção em série mais eficiente e acelerar os processos de desenvolvimento.

Falando na cerimônia de abertura, Milan Nedeljković, membro do Conselho da BMW AG, disse: “A fabricação aditiva já é parte integrante do nosso sistema de produção mundial hoje e parte integrante da nossa estratégia de digitalização. No futuro, novas tecnologias desse tipo tornarão a produção ainda mais rápida e nos beneficiarão ainda mais do potencial da fabricação sem ferramentas.”

Jens Ertel, diretor do campus de manufatura aditiva: “Estamos trabalhando duro para amadurecer totalmente a manufatura aditiva e nos beneficiar dela o máximo possível durante todo o ciclo de vida do produto, desde o primeiro conceito de veículo até a produção, pósvenda e o uso da tecnologia em veículos clássicos.”

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“Nossos clientes, especialmente da indústria aeroespacial, informam que precisam criar peças maiores com geometrias complexas”, diz Vicki Holt, presidente e CEO da Protolabs. “Por meio de nossa parceria com a GE Additive, estamos atendendo essa solicitação aumentando o uso de equipamentos de ponta para dar suporte adicional às necessidades de produção de metal de nossos clientes”.

A máquina de fusão direta de metal a laser (DMLM – Direct Metal Laser Melting ) tem capacidade de construir peças de até 800 mm x 400 mm x 500 mm (31,5 polegadas x 15,7 polegadas x 19,7 polegadas). A capacidade de fabricar peças desse tamanho de maneira aditiva significa que conjuntos inteiros podem ser projetados e impressos como uma única peça.

A X Line 2000R, irá aumentar ainda mais a capacidade de produção de DMLM da Protolabs, que já possui mais quatro impressoras GE Additive Concept Laser M2, capazes de fabricar peças de até 250 mm x 250 mm x 350 mm. Isso eleva a contagem total de máquinas DMLM da Protolabs para mais de 30 máquinas de manufatura aditiva metálica, todas capazes de produzir peças de produção conforme norma AS 9100.

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