A digitalização 3D melhora o controle de qualidade em processos de manufatura aditiva de peças de grande porte

Produção de peças complexas e de grande porte na manufatura aditiva

A utilização de processos e tecnologias de manufatura aditiva, como a impressão 3D, traz enormes benefícios a empresas dos mais diversos setores, pois as permite criar peças leves, porém resistentes. Desde a prototipagem acelerada até a melhora da agilidade na customização de projetos e a redução significativa do estoque de peças excedentes, a manufatura aditiva proporciona eficiência e economia de custos sem precedentes para as operações de manufatura.

No entanto, apesar de todas as vantagens, a manufatura aditiva ainda enfrenta vários desafios crucias, especialmente no que diz respeito ao controle de qualidade, como restrições de tamanho, consistência na qualidade e escalabilidade limitada. Vamos explorar esses problemas mais no detalhe.

Garantia de uniformidade na qualidade das peças impressas em 3D

Equipes de manufatura frequentemente tem de lidar com problemas de consistência de qualidade na produção de componentes, especialmente peças de metal.

Nos processos de manufatura aditiva, a impressão em 3D das peças ocorre camada por camada. No entanto, é possível que a resistência do plano das camadas nem sempre seja consistente. Em teoria, os técnicos poderiam avaliar cada camada impressa; no entanto, na realidade, esse processo seria demorado, ineficiente e sujeito a erros humanos.

Equipes de inspeção em processos de manufatura aditiva precisam de soluções que garantam com mais eficiência que cada peça impressa em 3D seja consistente e atendam à intenção do projeto original e as tolerâncias esperadas.

Realização de inspeções em peças muito grandes em altas temperaturas

As impressoras atuais 3D podem criar componentes muito maiores do que seus antecessores. No entanto, tamanho ainda é um problema quando se trata de conduzir o controle de qualidade em peças muito grandes que medem vários metros (ou pés) e pesam milhares de quilos.

Os sistemas de controle de qualidade tradicionais, como máquinas de medição por coordenadas (CMMs), não são capazes de resolver esses desafios de inspeção, pois geram gargalos rapidamente devido à falta de metrologistas qualificados ou ao grande volume de produção. Além disso, deslocar peças muito grandes até a CMM pode ser complicado, trabalhoso ou simplesmente impossível.

No caso dos fabricantes que produzem peças em temperaturas muito altas, as equipes de inspeção também devem esperar para que os componentes esfriem antes de avaliar sua qualidade. Isso pode atrapalhar os cronogramas e o rendimento.

Aceleração dos processos de controle de qualidade

No cenário competitivo de hoje, timing é tudo — especialmente quando se trata de lançar novos produtos no mercado ou entregar produtos a um cliente B2B, períodos críticos de uma empresa.

No caso de aumentos repentinos na demanda, a velocidade de produção também é importante. É por isso que os fornecedores de manufatura aditiva estão investindo em novos sistemas para dar suporte a produção em massa. No entanto, a necessidade de velocidade também se aplica ao controle de qualidade.

Quer se trate de uma CMM atolada em inspeções ou da incapacidade de realizar inspeções em linha, os fabricantes de manufatura aditiva precisam de abordagens de controle de qualidade mais modernas para detectar defeitos e desvios nas peças antes de serem despachadas.

 

Metrascan3d da Lincoln Electric para fabricação aditiva.

Tecnologias de digitalização 3D portáteis e rápidas para o controle de qualidade nos processos de manufatura aditiva

As tecnologias de medição 3D, incluindo escâneres 3D e CMMs ópticos portáteis, são uma verdadeira dádiva para fornecedores de manufatura aditiva que buscam atenuar os desafios de controle de qualidade mencionados acima e produzir peças melhores.

Portabilidade: Os técnicos de controle de qualidade podem usar tecnologias de digitalização 3D diretamente no chão de fábrica, onde quer que as medições sejam necessárias; portanto, não há necessidade de deslocar os componentes, especialmente os de grande porte. Os escâneres 3D podem ser operados em qualquer ambiente, independentemente de variações de temperatura, poeira e outras condições adversas.

Precisão: Com alta resolução e qualidade de dados, os escâneres 3D proporcionam uma melhor avaliação de qualquer tipo de peça, independentemente do tamanho, complexidade, geometria, material e acabamento superficial. Escâneres 3D são, por exemplo, ideais para inspecionar a qualidade de peças de metal que acabaram de ser impressas em 3D — mesmo se ainda estiverem quentes. Além disso, é possível digitalizar os componentes a qualquer momento durante o processo de impressão 3D.

Velocidade: Tempos de aquisição de dados rápidos significam que as equipes de controle de qualidade são capazes de digitalizar em 3D peças grandes em minutos, em vez de horas. Malhas podem ser exportadas para impressão 3D ou software CAD sem problemas para a análise e alterações posteriores do projeto. Como as peças podem ser digitalizadas enquanto ainda estão quentes, as equipes obtêm ganhos de produtividade substanciais e aceleram o serviço da empresa.

As tecnologias de medição 3D, incluindo o escâner HandySCAN 3D e o MetraSCAN 3D, são soluções populares usadas na manufatura aditiva.

 

Metrascan3d da Lincoln Electric para fabricação aditiva.

Peças de grande porte podem ser inspecionadas com mais velocidade e precisão

Graças aos escâneres 3D, as equipes de manufatura aditiva têm a garantia de que seus dados de medição 3D são confiáveis, repetíveis e precisos. Isso é fundamental para empresas que desejam aproveitar os benefícios da impressão 3D, ao mesmo tempo que mantêm o nível de qualidade das peças que os clientes esperam.

  •     Versatilidade máxima

Com os escâneres 3D portáteis, engenheiros e técnicos de manufatura aditiva são capazes de digitalizar com velocidade peças para inspeções in-line ou at-line, economizando substancialmente tempos de inspeção e acelerando a produção.

  •     Melhoramento da prototipagem e do controle de qualidade

Quando uma peça é impressa em 3D, seja no estágio de prototipagem ou de controle de qualidade, medições altamente precisas podem ser adquiridas e analisadas quanto a quaisquer desvios ou problemas de design antes de iniciar as execuções de produção.

  •     Qualidade de peça aprimorada para execuções de alto volume

A capacidade de basear suas decisões de design e controle de qualidade em dados precisos proporciona às equipes de manufatura aditiva paz de espírito e garante que os produtos finais atendam aos requisitos de qualidade dos clientes. Além disso, os escâneres 3D permitem que os fabricantes inspecionem diferentes peças simultaneamente, acelerando os processos de controle de qualidade durante ciclos de produção de alto volume.

 

Cliente: Lincoln Electric Additive Solutions

A Lincoln Electric Additive Solutions é especialista na produção de peças de metal de grande porte através da manufatura aditiva.

A equipe usa aço, aço inoxidável, níquel-ferro, ligas de níquel e níquel-alumínio-bronze para desenvolver peças de metal para prototipagem e reposição. Sua gama de clientes abrange desde da indústria aeroespacial até setores de equipamentos pesados e de transporte.

O emprego do escâner HandySCAN 3D e do CMM óptico MetraSCAN tem sido essencial para determinar rapidamente no início do processo de fabricação as dimensões e a qualidade das peças de metal de grande porte impressas em 3D. A empresa conseguiu reduzir os tempos de inspeção, além de erros custosos de produção.

Mark Douglas, Gerente de Desenvolvimento de Negócios da Lincoln Electric Additive Solutions, explica o valor sem precedentes que as tecnologias de digitalização 3D trouxeram para seu processo de manufatura aditiva: “Temos a confiança de que cada peça que deixa a fábrica está de acordo com as expectativas do cliente.”