MolyWorks melhora os recursos de produção de peças aeroespaciais seguras para voar

A MolyWorks Materials Corporation (Molyworks) firmou parceria com a 3D Systems para ajudar a atender à crescente demanda de seu crescimento consistente. A empresa comprou a solução de Impressão direta de metal (DMP) da 3D Systems para aprimorar seus recursos internos de Manufatura Aditiva (MA) e, ao mesmo tempo, ampliar sua oferta aos clientes. 

Com um volume de impressão maior e funcionalidade exclusiva de câmara de vácuo, a solução DMP Flex 350 da 3D Systems aumentou a agilidade e a eficiência da MolyWorks. Essas melhorias dinâmicas reforçaram seus relacionamentos em expansão com clientes comerciais e órgãos governamentais, incluindo seu contrato mais recente com a Força Aérea dos Estados Unidos.

Os OEMs dos setores aeroespacial e de defesa estão constantemente procurando otimizar seus sistemas com a criação de componentes de ponta capazes de melhorar o desempenho por meio da otimização do design. Com sua tecnologia exclusiva capaz de reciclar metal de fluxos de resíduos existentes, a MolyWorks já produziu 21 ligas para aplicações terrestres, aéreas, marítimas e espaciais. 

Para atender às crescentes necessidades de seus clientes no altamente regulamentado mercado aeroespacial, a MolyWorks procurou o Grupo de Inovação de Aplicações da 3D Systems para expandir e refinar seus recursos internos de produção de MA de metal.

DMP é uma tecnologia de MA que usa camadas finas de pó de metal derretido por lasers de alta potência para construir peças metálicas complexas e de alta qualidade usando dados CAD 3D. A DMP proporciona níveis excepcionais de flexibilidade de design e não é prejudicada pelas limitações geométricas da fabricação tradicional. Com a DMP, os custos de fabricação das peças dependem muito menos da complexidade da peça. Isso também pode ajudar a atenuar os obstáculos da cadeia de suprimento ao simplificar a cadeia de pós-processamento.

Para inserir em seu fluxo de trabalho como produtor de pó de metal para peças de qualidade, a MolyWorks precisava de uma solução de MA que fosse capaz de manter níveis de oxigênio muito baixos. Isso ajuda a manter a química da liga nas peças acabadas. 

A MolyWorks escolheu a DMP Flex 350 da 3D Systems devido à sua exclusiva arquitetura de câmara de vácuo que é capaz de manter pressões parciais de oxigênio muito baixas (>25 ppm) com facilidade. Essa característica é especialmente crítica para componentes de liga de titânio que têm tolerâncias de oxigênio rígidas para controlar as propriedades mecânicas. Além de manter um ambiente de fabricação com teor de oxigênio muito baixo, a arquitetura da câmara de vácuo também reduz o consumo de argônio e produz um excelente acabamento de superfície com detalhes finos.

“Com sua câmara de vácuo exclusiva, conseguimos reduzir nosso processo para cinco partes por milhão de oxigênio dentro da câmara. O desempenho da DMP Flex 350 está em uma classe diferente das máquinas concorrentes, oferecendo melhor controle químico em peças acabadas e altos níveis de reutilização de pó”, afirma Devin Morrow, diretor de MA na MolyWorks.

Antes de implementar a solução da 3D Systems, a MolyWorks estava limitada por um sistema de impressão 3D menor.

Com a DMP Flex 350 da 3D Systems, a MolyWorks consegue acelerar as iterações de design e produto e facilitar a produção de componentes consolidados. O módulo de impressão removível (RPM) na impressora da 3D Systems, que minimiza o tempo de inatividade para fins de limpeza e trocas de material, acelerou o processo de produção e certificação da MolyWorks e encurtou os ciclos de desenvolvimento. 

“A DMP 350 nos permite realizar a prototipagem em uma escala maior e com muito mais rapidez”, disse Morrow. “Quando precisamos mudar para uma nova liga, não queremos que demore semanas para retomar a operação. Com essas máquinas na nossa fábrica, podemos imprimir 9 iterações diferentes da mesma peça e alterná-las com rapidez.”

A DMP é ideal para produzir componentes compactos com formatos complexos ou irregulares, canais internos, texturas de superfícies complexas e treliças internas. 

O 3DXpert opera em modelos sólidos, diretamente de um processo rotineiro de design de engenharia. Não é necessário lidar com arquivos STL intermediários e problemáticos. A impressão 3D de uma peça diretamente de um arquivo CAD reduz significativamente o tempo do conceito à peça fabricada sem perder a fidelidade de características. A DMP Flex 350 da 3D Systems com o software 3DXpert da Oqton oferece suporte a todas as etapas do fluxo de trabalho de MA, do design à preparação e modelagem da construção. 

Usando o 3DXpert, os engenheiros da MolyWorks podem oferecer suporte à geração de estruturas, ao design de treliças e ao design generativo, tudo na mesma interface. Este software único oferece a capacidade de misturar e combinar algumas dessas estratégias na mesma peça e salvar em um só lugar, eliminando a necessidade de vários pacotes de software.

“A transição harmoniosa da etapa de design e otimização para a etapa de produção no 3DXpert com a DMP Flex 350 realmente nos ajudou a simplificar nosso processo”, disse Morrow.

A DMP Flex 350 oferece um dos maiores volumes de construção disponíveis em um sistema LPBF (Fusão a laser em leito de pó) de estrutura média (275 mm x 275 mm x 420 mm). Esse volume de construção maior, que supera o tamanho da maioria dos sistemas concorrentes, proporciona total flexibilidade. Além de imprimir componentes grandes, o espaço pode ser usado para imprimir vários componentes menores ou consolidar componentes em montagens unificadas maiores e mais eficientes. 

Essa capacidade de produção interna expandida ajudou a MolyWorks a ampliar seus negócios, incluindo contratos com cinco órgãos governamentais dos EUA e clientes comerciais importantes em cada um de seus principais segmentos: saúde, automotivo, aeroespacial, defesa, petróleo e gás e energia.

“Com a unidade da 3D Systems, passamos de um ou dois componentes para construções completas com 10 ou mais componentes”, disse Eonta. “Estamos muito impressionados com a qualidade dos componentes de trem de pouso que estamos produzindo com essa impressora, que serão testados quanto à segurança para voo, e estamos ansiosos pelas aplicações adicionais que vamos testar.”