Processos de Fabrico Híbrido
Projeto para o Fabrico Híbrido
 
Projeto CAD/CAE
A produção de postiços e moldes otimizados começa com uma fase de projeto em CAD das peças e teste das mesmas em software de simulação de forma cíclica para encontrar a melhor solução possível, sendo testadas diferentes configurações das geometrias para a transferência de calor. É nesta fase que se trabalham alguns aspetos da peça a produzir, sendo dadas sob espessuras para posterior maquinação.
 
Os estudos de simulação de elementos finitos é de extrema importância para garantir que é produzida a melhor solução, trabalhando-se o postiço no ambiente digital antes da produção. Sendo realizado testes de enchimento do termoplástico e/ou transferência térmica é possível obter uma previsão das zonas problemáticas das superfícies moldantes e adaptar as geometrias de refrigeração de acordo, reduzindo defeitos associados a gradientes térmicos descontrolados que limitam cadências produtivas e a qualidade do produto.
 
 
 
 
 
Processos
Os processos em cama de pó como o SLM, Selective Laser Melting, são ideais para a produção de geometrias finas e complexas como configurações de permuta de calor em alhetas, treliças e canais conformáveis.
 
No caso dos canais conformáveis, é possível produzir com diferentes áreas de seção, podendo o canal ter geometria constante ou não, de acordo com os requisitos e zonas do molde. A alta resolução destes processos é dada pela altura de camada, sendo que pode variar entre os 30~50 microns. A rugosidade das peças obtidas por processos aditivos não cumpre os requisitos para superfícies moldantes, porém apresenta vantagens no interior dos canais criando um regime turbulento aumentando a transferência de calor, ao contrário do acabamento espelhado dado pelos processos de furação convencional.
 
Processos de deposição direta de energia como o DED, são ideais para a deposição de ligas de alta dureza (WC-carboneto de tungsténio) e auto lubrificantes (Co-cobalto).
Apresentando uma maior cadência de construção do que processo em cama de pó, este processo é também ideal para a deposição em bulk de parte dos componentes.
 
Apresentando um acabamento superficial com as camadas bastante pronunciadas, são também necessários processos de maquinação para assegurar o rigor geométrico de modo a permitir encaixes, ou outro processo aditivo.
 
Após a produção do postiço com canais conformáveis por processos de fusão em cama de pó (SLM) é possível fazer a deposição de ligas de alta dureza e auto lubrificantes por deposição direta de energia (DED) de forma a funcionalizar a superfície para produções de alta cadência.
 
Após os passos aditivos é sempre necessário um processo subtrativo de maquinação CNC para garantir o rigor geométrico e o acabamento superficial seja para assegurar a adesão de material no processo aditivo seguinte ou para responder aos requisitos da rugosidade para moldes de injeção. A hibridização de processos na produção de postiços de pequenas dimensões por SLM, devido a constrangimentos nas ferramentas subtrativas de fresagem, o processo aditivo pode ser interrompido, sendo efetuada uma maquinação, e voltar a continuar o processo aditivo, podendo-se repetir estes passos segundo a complexidade da peça.
 
Molde híbrido
Foram estudados e testados novos sistemas de aquecimento/arrefecimento de moldes, apenas permitidos pelas tecnologias aditivas, mais eficazes e eficientes. Por exemplo, para postiços de pequena dimensão aos quais é impossível o fabrico com canais de refrigeração convencionais, os processos de FA de cama de pós permitem adicionar diferentes configurações de geometrias podendo haver arrefecimento ou aquecimento a líquido ou gás. Os resultados de simulação preveem ganhos de produção na ordem dos 23%, reduzindo o ciclo de 19,4 segundos para 14,8 segundos, este é um caso importante de ação de processos híbridos para a indústria dos moldes.
 
Para um aumento da durabilidade e qualidade dos moldes e postiços é ainda possível, por DED, fazer a deposição de ligas adequadas (alta dureza, auto lubrificante) diminuindo a erosão das superfícies moldantes e facilitando a extração da peça aumentando significativamente o número de ciclos de injeção. A hibridização entre diferentes processos aditivos e subtrativos alarga o leque de possibilidades para o projeto de ferramentas de alta performance para uma indústria altamente competitiva e exigente como a de injeção.
 
Mapeamento das técnicas de Fabrico Aditivo em Portugal
 
No âmbito do projeto TOOLING 4G foi concretizado o mapeamento de entidades nacionais que possuem capacidade instalada nas técnicas de fabrico aditivo em Portugal.
 
 
 
 
 
 
A partir deste mapeamento é possível ao utilizador registado realizar pesquisas de forma fácil, intuitiva e detalhada com base em alguns parâmetros, e observar quais as tecnologias disponíveis em território nacional para a fabricação de estruturas de base polimérica ou metálica pela utilização das técnicas de fabrico aditivo.
 
NOTÍCIAS
O projeto TOOLING4G e o COVID19
 
O projeto TOOLING4G continua em execução, apesar das restrições de mobilidade impostas para limitar a propagação do COVID19. O empenho das equipas envolvidas nas várias atividades continua, embora alguns trabalhos sejam de mais difícil concretização, não só pela falta de acesso a infraestruturas laboratoriais, como também pelas limitações decorrentes da re-organização do trabalho que as várias entidades empresariais e não empresarias se viram forçadas a implementar.
Nesta fase, em que se verifica uma maior dificuldade na realização de trabalhos experimentais, tem sido dado um maior enfoque nas atividades de investigação envolvendo a simulação e análise de dados e resultados, discussão e reporting de resultados. Destaca-se igualmente a forte articulação com a ANI – Agência Nacional de Inovação, especialmente no que se refere à apresentação de pedidos de pagamento e resposta a esclarecimentos.
A gestão do projeto continua a sua atividade e está disponível para responder a quaisquer pedidos dos copromotores.
 
 
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