A Astech, Alloy Steel Technologies, Inc., uma fundição de aço e ferro em areia com sede em Vassar, Michigan, passou as últimas duas décadas aproveitando a tecnologia, incluindo a Manufatura Aditiva por extrusão de grânulos, para transformar seus negócios.
Uma fundição do século 21
As fundições nos Estados Unidos enfrentam uma série de desafios, incluindo o aumento da concorrência estrangeira, pressões de preço e prazo de entrega, problemas da cadeia de suprimentos e escassez de mão de obra qualificada. A Astech, Alloy Steel Technologies, Inc., uma fundição de aço e ferro em Vassar, Michigan, enfrentou os desafios de frente, investindo em inovação, como a Manufatura Aditiva (MA), para obter uma vantagem competitiva.
Fundada em 1987, a Astech virou uma esquina tecnológica com um impulso para soluções mais inovadoras com a nomeação de Alan Bukach, um novo presidente visionário da empresa, em 2005. Bukach trabalhou com sua equipe para transformar o negócio em uma fundição verdadeiramente moderna, focada em inovação, segurança e lucratividade.
Instalação da Astech em Vassar, Michigan, EUA.
Abraçando a mudança
A liderança da Astech identificou as vantagens comerciais de trazer a produção de Padrão para dentro da empresa com a Manufatura Aditiva em 2018 investiu em um trio de impressoras 3D de extrusão de filamentos de formato médio (FFF). Embora as impressoras rapidamente tenham provado seu valor para padrões de formato pequeno e médio, a empresa não tinha uma solução de AM interna para padrões maiores que 24polegadas em qualquer dimensão.
Com a tarefa de encontrar uma impressora de formato grande que atendesse às suas necessidades, o gerente de engenharia da Astech, Bob Helwer, mergulhou em uma extensa pesquisa online e participou de várias feiras de AM. Nenhum dos sistemas que ele considerou parecia adequado até que ele assistiu a uma apresentação na conferência de Manufatura Aditiva da American Foundry Society no outono de 2018. O apresentador foi Clay Guillory, fundador da Titan Robotics, fabricante de grandes impressoras 3D industriais de extrusão de grânulos (adquirida pela 3D Systems em 2022).
"Eu não conseguia acreditar na rapidez [da impressora] e tinha certeza de que o vídeo havia sido acelerado até que Clay mencionou em sua apresentação que o vídeo foi gravado em tempo real", lembrou Helwer. A velocidade e a economia da impressão diretamente dos grânulos representavam uma clara vantagem sobre os sistemas concorrentes baseados em filamentos que ele havia pesquisado.
O gerente de engenharia da Astech, Bob Helwer, segura um Padrão impresso na impressora 3D EXT Titan Pellet da empresa.
Helwer solicitou amostras de vários fabricantes de impressoras 3D de formato grande para comparar qualidade e desempenho. Depois de validar duas impressões de Padrão de amostra e visitar a instalação de fabricação da Titan em Colorado Springs, no Colorado, a Astech comprou uma impressora 3D Titan Robotics Atlas (agora chamada de EXT 1070 Titan Pellet) que foi instalada em agosto de 2020. Graças ao seu grande volume de impressão, à câmara de impressão industrial aquecida e ao comprovado sistema de extrusão de grânulos, ela rapidamente se tornou uma parte fundamental do processo de produção de Padrão .
A fabricação de padrões tradicionais para fundição em areia envolve cortar a forma desejada em madeira, placa vermelha ou alumínio. Normalmente, o design é cortado usando equipamento CNC, embora alguns modelistas ainda usem desenhos em papel e ferramentas de corte manuais. A Astech já dependia de lojas de Padrão especializados usando métodos tradicionais, geralmente esperando de 4a6 semanas pela entrega de um Padrão. Ao trazer a produção de Padrão para dentro da empresa com a AM, eles reduziram esse tempo para apenas 3a10 dias.
Liderando o caminho
O ROI positivo foi alcançado em 18 meses após a instalação e, quatro anos depois, a impressora Titan da Astech ainda está forte. A empresa conta com grânulos de ABS preenchidos com fibra de carbono para seus padrões, um Material comprovado para aplicações de fundição com excelente durabilidade. Helwer relata que alguns de seus padrões impressos em 3D criaram milhares de impressões sem sinais de desgaste. O uso de um bocal 1mm em configurações de resolução relativamente finas permite que eles mantenham velocidades de impressão razoavelmente altas, minimizando o pós-processamento necessário antes do uso.
Hoje, a Astech imprime em 3D aproximadamente 90% de seus padrões. “A Manufatura Aditiva interna tornou-se nosso 'molho secreto'. Isso nos dá uma vantagem sobre nossos concorrentes quando se trata de preço de ferramentas, precisão, velocidade de produção e a capacidade de modificar trabalhos existentes com tempos de resposta extremamente rápidos”, disse Helwer. De fato, as vantagens de velocidade e custo da Manufatura Aditiva permitiram que a Astech crescesse, aumentasse sua lucratividade e continuasse entregando produtos fundidos de alta qualidade a seus clientes.
O Padrão de caixa da bomba em CF ABS impresso em 3D, pintado com molde e montado em um frasco, pronto para ser preenchido com areia de moldagem não cozida.
O enorme núcleo da carcaça da bomba, produzido com caixas de núcleo impressas em 3D.
Funcionários da Astech despejam aço fundido em um molde de areia produzido com padrões impressos em 3D.
Um funcionário da Astech corta a passagem da carcaça da bomba fundida.
