A impressão 3D é um tópico amplo que envolve várias tecnologias e uma ampla gama de impressoras para atender a inúmeras aplicações. Se você é novo na impressão 3D, é compreensível ter dúvidas sobre por onde começar ou se ela é uma boa opção. Para ajudar, compilamos esta lista que ajudará você a começar a construir uma base para o seu conhecimento e assim poder tomar decisões.
A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é exatamente o oposto do modo tradicional de fabricar objetos. Em vez de usinar ou "subtrair" material para formar um objeto – assim como um escultor corta argila – a impressão 3D adiciona camada sobre camada de material para construir um objeto, mas apenas onde é necessário. Os designers e engenheiros de produto carregam um arquivo digital (CAD) em uma impressora 3D, que imprime um objeto sólido em 3D.
Os termoplásticos são os materiais utilizados com maior frequência, mas a tecnologia também inclui fotopolímeros, resinas epóxi, metais e muito mais. Biotintas de última geração, que utilizam uma mistura de células humanas e gelatina, também foram aproveitadas para imprimir modelos de tecidos complexos em 3D. Até mesmo materiais comestíveis, como o chocolate, estão sendo utilizados nas impressoras 3D.
A impressão 3D oferece vários benefícios comerciais que fornecem razões convincentes para sua adoção. Esses benefícios são caracterizados por seis fatores principais:
• Liberdade de design – As peças podem ser otimizadas para fins de design, em vez de limitadas pelas restrições dos limites de fabricação tradicionais
• Funcionalidade incorporada – a impressão 3D permite a inclusão de recursos adicionais em uma peça ou montagem, eliminando etapas de fabricação, reduzindo o tempo de ciclo e os custos
• Cadeias de suprimentos simplificadas – Recursos sob demanda e produção in-house reduzem as cadeias de suprimentos tradicionais, acelerando a entrega e reduzindo os custos com estoque
• Personalização – Com o ônus da economia de escala fora de cena, a personalização pode ir para o mercado de massa, permitindo maior diferenciação no mercado
• Fabricação econômica – A ausência de requisitos de ferramentas elimina um dos maiores custos de fabricação, tornando econômica a produção em baixos volumes
• Sustentabilidade do ciclo de vida – A liberdade de design e a produção in-house permitem peças mais leves e otimizadas que economizam o uso de combustível e reduzem o impacto ambiental.
Em outras palavras, a impressão 3D abre novas portas. Você pode reduzir dias nos ciclos de produção, remover a complexidade da montagem final, produzir estruturas leves e de alta resistência, criar protótipos hiper-realistas e ser mais competitivo.
A impressão 3D é uma ferramenta essencial para acelerar o processo de prototipagem. No entanto, suas aplicações vão muito além da prototipagem e incluem outras facetas do ciclo de vida do produto.
• Fabricação – A liberdade de design e a produção economicamente viável de baixo a médio volume permitem novas possibilidades de design de produto e melhoria operacional. Aplicados em combinação, esses dois recursos têm o potencial de transformar cadeias de suprimentos e modelos de negócios de décadas.
• Ferramentas – As vantagens das ferramentas impressas em 3D incluem produção sob demanda, personalização, digitalização de projetos e flexibilidade de projeto irrestrita. Isso elimina fornecedores caros, reduz o tempo de entrega, permite o armazenamento digital e acelera a produtividade do chão de fábrica.
• Vendas e varejo – A impressão 3D oferece aos varejistas a capacidade de inovar, entregando produtos sob demanda altamente personalizados e novas experiências, como itens “coprojetados” desenvolvidos em conjunto com os clientes.
• Fornecimento de reposição – As empresas que adotam a impressão 3D para peças sobressalentes e de reposição podem substituir os depósitos de peças sobressalentes por impressoras 3D ou por uma oficina de serviços de impressão 3D contratada para produzir peças just-in-time.
Isso depende da profundidade da implementação e do tipo específico de tecnologia de impressão 3D usada. As impressoras 3D abrangem o espectro de custos, desde máquinas de custo relativamente baixo, adequadas para um ambiente de escritório, até impressoras grandes e caras de nível industrial. Dentro de qualquer categoria de tecnologia, a diferença entre os sistemas low-end e high-end geralmente inclui o tamanho da peça, a variedade e a qualidade dos materiais e a precisão, confiabilidade e uniformidade dos sistemas. Em comparação com a modelagem tradicional para protótipos ou métodos de fabricação tradicionais, como usinagem CNC ou moldagem por injeção, a impressão 3D geralmente é muito mais rápida e, em volumes menores, muito menos cara. À medida que os benefícios e as aplicações crescem, a tecnologia pode ser dimensionada adequadamente.
A impressão 3D acelera o processo reduzindo o tempo e o custo associados à prototipagem e ao refinamento do design. Muitos outros protótipos impressos em 3D podem ser produzidos no tempo necessário para moldá-los ou usiná-los e por um custo muito menor. Protótipos altamente realistas impressos em impressoras multimateriais coloridas parecem o produto final, proporcionando decisões mais rápidas e melhores.
A impressão 3D oferece aos projetistas a capacidade de reduzir drasticamente o processo de design em comparação com os métodos tradicionais de modelagem manual ou terceirização para oficinas de modelos.
Mantenha o processo de design totalmente interno. Com a impressão 3D, os projetistas ganham controle total sobre o processo de design. A criação interna de modelos economiza o tempo associado à terceirização. A maior flexibilidade na linha do tempo permite que os projetistas experimentem novas ideias e façam várias repetições, resultando em produtos melhores que se destacam.
Protótipo mais rápido e inteligente. A terceirização geralmente é muito cara e demorada para permitir a iteração de protótipos mais detalhados, especialmente modelos que incorporam cor-material-acabamento (CMF, pela sigla em inglês). A velocidade e o fluxo de trabalho simplificado da impressão 3D dão aos projetistas a liberdade de criar dezenas de protótipos detalhados, reduzindo o tempo para chegar ao design ideal.
Crie modelos bonitos e altamente detalhados. Com a impressão multimaterial colorida, os projetistas podem criar protótipos com aparência, sensação e funcionalidade similares ao item real em apenas algumas horas. A capacidade de avaliar a cor, a textura e a ergonomia de um produto significa melhor feedback e aprovação mais rápida dos clientes.
A impressão 3D nega a necessidade de fabricar e instalar ferramentas caras para fazer coisas. Sua natureza aditiva a transforma em uma solução de produção rápida, de baixo ou médio volume que não depende de economias de escala, assim como um investimento em ferramentas para moldes de injeção. Isso abre novas oportunidades onde a produção de menor volume e/ou sob demanda era anteriormente antieconômica. Ela também oferece suporte à fabricação distribuída, onde as peças podem ser impressas facilmente de qualquer lugar. Por exemplo, uma companhia aérea poderia imprimir em 3D suas próprias peças de reposição em uma unidade de manutenção, em vez de as peças precisarem ser enviadas pelo fabricante.
Do ponto de vista das ferramentas, a impressão 3D oferece a mesma agilidade, sendo capaz de produzir gabaritos, acessórios, ferramentas de ponta de braço robótico e outros acessórios de fabricação em muito menos tempo e por um custo menor do que as ferramentas tradicionais. Essas ferramentas podem ser facilmente customizadas e otimizadas ergonomicamente para o operador, em vez de serem projetadas para a forma como são fabricadas. Termoplásticos fortes em vez de metal permitem que sejam mais leves e fáceis de usar, aumentando a eficiência das tarefas e diminuindo o tempo de ciclo.
A impressão 3D não é um substituto para métodos de fabricação existentes, como moldagem e usinagem. Seu benefício está em complementar essas outras tecnologias em pontos onde elas não podem competir. Por exemplo, a natureza aditiva da impressão 3D é capaz de criar estruturas que não são possíveis com usinagem ou moldagem. Ela também torna a produção de baixo a médio volume economicamente viável porque não há necessidade de investimento em ferramentas. Da mesma forma, é muito mais rápido começar, e é por isso que a GM recorreu à impressão 3D para reequipar sua linha de produção para produzir ventiladores na pandemia. Em suma, a impressão 3D é outra ferramenta na caixa de ferramentas, mas que oferece benefícios importantes em relação às práticas tradicionais de fabricação quando usada estrategicamente.
Existem cinco características que tendem a favorecer a impressão 3D de peças de uso final:
• Complexidade – peças que seriam difíceis ou impossíveis de usinar ou moldar
• Grande investimento inicial – alto custo inicial de criação de moldes de injeção
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• Redesign – novo design de produto que pode ser suscetível a mudanças
• Produção de baixo a médio volume – produz de forma econômica de algumas centenas a vários milhares de peças
Familiarizar-se com a tecnologia, entender o impacto que ela tem ao longo do ciclo de vida do produto e identificar as áreas em que ela pode trazer benefícios ao seu negócio é o primeiro passo lógico. Esse tipo de análise é complementado pela identificação de seus objetivos de negócios e pela observação dos pontos de interseção em que a impressão 3D oferece benefícios. Você quer uma prototipagem mais rápida? Está procurando reduzir o tempo do ciclo de desenvolvimento de produtos? Você precisa reduzir os custos de fabricação?
Este whitepaper oferece informações importantes sobre como a impressão 3D ajuda a transformar as empresas para atingir esses tipos de objetivos. Outro passo inicial envolve a terceirização da impressão 3D para uma oficina de serviços. Isso oferece os benefícios da tecnologia sem o investimento inicial na impressora. À medida que o uso e a aplicação da impressão 3D crescem, você pode avaliar o caso de negócios para ter esse recurso internamente.
Como qualquer nova tecnologia ou mudança na ortodoxia dos negócios, vale a pena ser deliberado e planejado ao implementar a impressão 3D. Você pode não obter os resultados desejados sem um plano bem pensado para implantar a tecnologia ou uma estratégia clara para retorno de alto valor e longo prazo. Você pode descobrir tudo sozinho, mas as probabilidades estão contra você. Começar pequeno, com uma ou duas impressoras, permitirá que uma organização se familiarize com a tecnologia, suas aplicações e benefícios. A partir daí, a tecnologia pode ser dimensionada para implementação mais ampla e benefício correspondente.
O nível de familiarização e treinamento depende do tipo de tecnologia de impressão 3D que você escolher. No entanto, existem muitos tipos de impressoras 3D que não exigem investimentos significativos em tempo de treinamento para se tornarem operacionais. O software associado a essas impressoras fornece um fluxo de trabalho simples que permite que os operadores passem rapidamente do modelo CAD para a peça impressa. De um modo geral, quanto mais sofisticada a impressora e seus recursos, mais treinamento será necessário para uma implementação eficaz.
Contratar um bureau de serviços para fazer suas peças impressas em 3D é uma boa maneira de conhecer os benefícios da tecnologia. Você ganha a experiência e a visão de um especialista em impressão 3D que pode orientá-lo na otimização do uso da tecnologia para seus propósitos específicos. No início, as despesas desembolsadas geralmente são menores, pois você evita os gastos iniciais associados à compra de uma impressora. Por outro lado, os clientes que já possuem impressoras 3D usam bureaus de serviços para o excesso trabalho quando a capacidade interna é ultrapassada. Os bureaus de serviços também atendem a muitos tipos de tecnologia de impressão 3D, além do que a maioria das empresas possui. Isso é benéfico quando você deseja serviços de impressão 3D diferentes da capacidade de impressão 3D interna.
Estamos no negócio de ajudar os clientes a resolver problemas há mais de 30 anos com nossas soluções de impressão 3D. Podemos ajudar você a determinar qual tecnologia é adequada para sua aplicação, se o mais apropriado é uma impressora ou um bureau de serviços, bem como responder a quaisquer perguntas que você possa ter. Entre em contato conosco hoje mesmo e deixe-nos ajudar você a dar o próximo passo com essa tecnologia transformadora.
