Industrializando a impressão 3D

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A vanguarda da manufatura aditiva oferece um mundo de possibilidades para empresas que buscam transformar seus processos de fabricação e criar novos produtos. Mas as empresas que desejam explorar esse mundo tradicionalmente tiveram que investir grandes somas de dinheiro nas mais recentes máquinas de impressão 3D e descobrir como integrá-las em suas operações.

Essa é uma venda difícil, considerando que as impressoras 3D podem ter problemas com rendimento e consistência para muitas aplicações industriais.

Agora, a VulcanForms, fundada por Martin C. Feldmann MEng '14 e pelo professor do MIT John Hart, está oferecendo manufatura digital como um serviço para empresas construírem produtos industriais em escala. A empresa auxilia os clientes na seleção de materiais e no design do produto e, em seguida, elabora um fluxo de trabalho de fabricação escalável em sua fundição de produção.

No centro de cada um desses fluxos de trabalho está uma impressora 3D de metal de fusão de leito de pó a laser (LPBF) proprietária que usa uma variedade de feixes de laser finamente coreografados para produzir peças de metal de alto desempenho com designs complexos. As impressoras são integradas aos equipamentos de usinagem, robótica e pós-processamento da VulcanForms por meio de um thread digital que também monitora as peças à medida que são produzidas.

"Embora a tecnologia LPBF esteja bem estabelecida para várias aplicações, incluindo bicos de combustível de motores a jato e implantes ortopédicos, ela mal arranha a superfície da oportunidade", diz Hart. "A VulcanForms vê uma tremenda oportunidade de mercado para realizar manufatura aditiva em escala industrial e integrá-la a um sistema de produção digital."

A VulcanForms está atualmente produzindo peças para empresas nos setores médico, de defesa, de semicondutores e aeroespacial, transformando projetos em peças acabadas em questão de dias. Os fundadores dizem que a qualidade da VulcanForms excede os padrões da indústria com materiais como titânio, bem como ligas de aço avançadas e à base de níquel.

A VulcanForms está atualmente concluindo suas duas primeiras instalações de fabricação digital em Devens e Newburyport, Massachusetts. Quando estiver pronto, a instalação de Devens abrigará várias dezenas de sistemas de manufatura aditiva da empresa, além de ter recursos de pós-processamento. Os fundadores dizem que esses sistemas farão da Devens a instalação de fabricação de aditivos metálicos de maior rendimento do mundo. A instalação de Newburyport concentra-se em usinagem de precisão, automação industrial e operações de montagem. Combinando essas tecnologias com um segmento digital, a VulcanForms está construindo uma infraestrutura de fabricação digital baseada nos EUA que, segundo os fundadores, definirá a maneira como os produtos são projetados, construídos e entregues.

Tornar a impressão 3D industrialmente relevante

Hart chama sua entrada na manufatura aditiva por acaso. Em 2013, ele foi convidado por um colega para dar uma aula para o programa de Mestrado em Engenharia em Manufatura e Design Avançado do MIT.

“Não me lembro o que me levou a propor que o foco da aula fosse a manufatura aditiva, porque eu ainda não fazia pesquisas na área”, diz Hart. "A aula foi um experimento que usei para explorar um novo interesse e aproveitar a paixão e a curiosidade dos alunos."

Um dos alunos dessa classe era Feldmann, então em seu primeiro semestre no MIT. A aula baseada em projetos encarregou os alunos de medir a precisão das peças impressas em 3D, melhorando suas propriedades e contribuindo para palestras relacionadas à impressão 3D aos princípios básicos da fabricação.