Peças para a ciência de foguetes
A Metal Technology (MTI) com sede em Oregon tem mais de 40 anos de experiência na fabricação de metais e conquistou uma forte reputação entre seus clientes devido à sua ampla gama de recursos e resultados de alta qualidade. A MTI atende a uma variedade de clientes em aplicações aeroespaciais, de defesa, nucleares e médicas, com execuções de produção de alta e baixa quantidade, contando com metodologias proprietárias de repuxo profundo, forjamento, centrifugação, usinagem CNC e fabricação de aditivo.
Junto com uma lista de clientes que inclui a NASA, o que realmente destaca a MTI é sua capacidade de gerenciar projetos extremamente complexos e responder aos rigorosos requisitos de trabalhar com materiais especializados, como superligas de níquel, tântalo e titânio.
Fabricação de aditivo: um mundo de novas possibilidades
Como um alicerce do esforço da empresa para remodelar a forma como as peças de metal são feitas, a MTI deu o salto para a fabricação de aditivo. Em curto prazo, o trabalho da empresa foi reconhecido pela Pacific Northwest Defense Coalition, que escolheu a Metal Technology como vencedora do Prêmio de Inovação de 2016 por seu trabalho no desenvolvimento de técnicas de fabricação de aditivo para componentes metálicos refratários para os sistemas de propulsão de mísseis da Marinha dos Estados Unidos.
“Trabalhamos em estreita colaboração com nossos clientes para entender seus desafios, identificar soluções para seus requisitos complexos e, em seguida, construir componentes para atender às suas necessidades especiais”, explica Jason Stitzel, diretor de engenharia da Metal Technology. "Consideramos a fabricação de aditivo — neste caso, a Impressão Direta em Metal (DMP) — como uma capacidade estratégica que nos proporciona a oportunidade única de desenvolver peças com funcionalidade adicional junto com nossos clientes."
Um caso recente que ilustra os benefícios da fabricação de aditivo de peças metálicas estava relacionado a um componente de válvula com várias passagens internas intrincadas. Tradicionalmente, a válvula seria fabricada em peças que seriam soldadas ou unidas. Usando a impressão 3D, a MTI trabalhou com a equipe do cliente para criar um design equivalente em uma única peça. Além de economizar tempo e mão de obra associados à montagem, o desenvolvimento de uma única peça de impressão permitiu à MTI entregar um produto de melhor qualidade que exigirá menos manutenção e terá uma vida útil mais longa, afirma Stitzel.
Além da economia de custos e de geometrias complicadas, a fabricação de aditivo permite construções inovadoras com materiais essenciais. "Muitos de nossos projetos exigem materiais como superligas de níquel e tântalo, e sentimos que as tecnologias aditivas nos permitiriam oferecer aos nossos clientes soluções melhores para os desafios únicos relacionados ao trabalho com esses materiais e as temperaturas extremas envolvidas."
Um parceiro estratégico
A MTI estava procurando uma parceria com um fornecedor que não apenas fornecesse uma impressora superior hoje, mas também permitisse que ela permanecesse na vanguarda da tecnologia no futuro.
"Um grande fator em nossa seleção da 3D Systems foi o acesso a um maior controle sobre o processo", disse Stitzel. "Queremos ter a possibilidade de estar em sintonia e expandir o que está disponível, e sentimos que a 3D Systems nos permitiu fazer isso melhor do que outros fornecedores. A 3D Systems também investe uma quantidade incrível de P&D em seus produtos."
Atualmente, a MTI tem duas impressoras 3D — a ProX® DMP 320 e a ProX DMP 200 da 3D Systems. "A série ProX DMP nos permitiu produzir peças de uso final com mais rapidez e economia do que nunca — em alguns casos, 10 vezes mais rápido — e essas peças estão sendo usadas em alguns dos ambientes mais exigentes que você pode imaginar", disse Cosmer, CEO da Metal Technology. "A impressão da peça nos permite incluir recursos e parâmetros de design que não poderiam ser incluídos com os métodos tradicionais."
3DXpert para a eficiência do fluxo de trabalho e a impressão otimizada
Sempre em busca de uma nova vantagem, a MTI estava ansiosa para incorporar o software 3DXpert™ — a primeira solução abrangente do setor para a fabricação de aditivos metálicos.
"Partimos do uso de pelo menos três sistemas diferentes para obter o produto final e hoje conseguimos fazer tudo isso com um único software", disse Stitzel. "O 3DXpert nos fornece todas as ferramentas necessárias para produzir geometrias e arquivos que nossas impressoras 3D podem entender e usar na produção em um único pacote. Ele elimina a necessidade de converter de um modelo sólido em um STL, um processo que inerentemente introduz problemas e erros. Em vez disso, apenas puxamos o modelo CAD nativo diretamente para o 3DXpert, fazemos modificações com ferramentas CAD, se necessário, e aplicamos as estruturas de suporte."
Além da eficiência de trabalhar com um único pacote de software, a capacidade de zoneamento 3D com patente pendente do 3DXpert permitiu que a MTI aumentasse a produtividade em 40%. "Podemos usar os recursos de zoneamento do 3DXpert para definir facilmente diferentes estratégias de impressão para diferentes áreas", explica Stitzel. "Podemos construir um invólucro muito fino com uma camada fina de 30 mícrons para nos dar um acabamento de superfície muito bom, e então podemos construir o resto da peça que não exige esse nível de acabamento em camadas de 60 mícrons ou 90 mícrons e alcançar propriedades mecânicas quase idênticas. Isso pode ser possível com outro software, mas seria preciso muito esforço. Com o 3DXpert, isso é rápido e fácil. O 3DXpert também nos permite analisar e planejar melhor a peça, para que possamos usar menos suportes e menos material, o que reduz ainda mais o custo e o tempo."
Eliminando o gargalo da preparação do arquivo de impressão
Manter as impressoras 3D em funcionamento é fundamental para os negócios da MTI. "Quando nossa máquina está parada porque não tem um arquivo de compilação para executar, estamos perdendo dinheiro", disse Stitzel. "O 3DXpert nos permite fazer as coisas muito mais rapidamente, o que é importante para nós e para nossos clientes."
O 3DXpert pode reduzir o tempo de processamento de arquivos em até 75%, o que rapidamente fez a diferença na MTI. "Antes de usarmos o 3DXpert, passar uma peça complicada por um mecanismo de fatiamento levava quase 20 horas para processar, fatiar, executar os parâmetros e criar um arquivo de compilação. Com o 3DXpert, foi possível fazer a mesma compilação em apenas quatro horas. Agora podemos receber arquivos em uma sexta-feira e iniciá-los no fim de semana, em vez de ter que esperar até a semana seguinte. Com nosso fluxo de trabalho anterior, isso não era possível."
Eliminando o incômodo das modificações de design
Quando a peça que você está criando é de missão crítica e o material necessário é caro, você quer acertar na primeira tentativa. “Muitas vezes, podemos notar algo em algum momento do processo e querer voltar e alterar um detalhe no design para que a peça fique melhor ou para nos ajudar a produzi-la de forma mais rápida e barata. No passado, qualquer alteração no modelo significava que tínhamos que começar do zero. O 3DXpert é muito mais tolerante a modificações de design e orientação. Talvez seja necessário ajustar algumas coisas, mas todo o trabalho feito não é perdido. Essa é uma vantagem que faz com que o 3DXpert realmente se destaque para nós, porque agora podemos voltar e melhorar a peça sem o risco de causar atrasos significativos ou custos excessivos para o projeto", afirmou Stitzel.
À altura do desafio
"Temos orgulho de servir uma base de clientes muito exclusiva e exigente com requisitos extremamente desafiadores", disse Cosmer. "Com a fabricação de aditivo, podemos produzir qualquer geometria que um cliente possa imaginar, o que nos permite fornecer aos clientes soluções às quais eles não poderiam ter acesso no passado."
"As impressoras e o software 3DXpert da 3D Systems são uma grande parte do nosso sucesso, pois nos permitem produzir peças melhores com mais rapidez e fazer uma peça funcionar na primeira tentativa", disse Stitzel. "À medida que olhamos para o futuro, sabemos que podemos recorrer à 3D Systems para soluções adicionais, como operações de inspeção e pós-impressão, que contribuirão para uma solução completa de produção."
