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Os trocadores de calor são ideais para demonstrar as capacidades de otimização da fabricação aditiva (FA), mas são complicados de fabricar devido às múltiplas soluções de software envolvidas e aos problemas de conversão de dados. Na tentativa de melhorar seu fluxo de trabalho de FA, um fabricante dos EUA experimentou o 3DXpert - e logo se tornou o único software que eles usam.
Quando o engenheiro aditivo David Buschemeyer tentou fabricar um trocador de calor pela primeira vez, ele não conseguiu carregar o arquivo STL com precisão suficiente no software que havia usado inicialmente para projetos de FA.
Buschemeyer, que é o Engenheiro Aditivo Principal na ADDMAN, um provedor de soluções de FA, diz que surgiram dois problemas. "Muitas peças que estamos imprimindo têm muitos detalhes e acabamos com arquivos STL muito grandes. Não conseguimos carregar o arquivo em nosso software anterior porque era muito grande", explica. "Quando tornamos o STL menos preciso, então perdemos muitos detalhes na peça quando finalmente conseguimos reduzir o tamanho do arquivo o suficiente para carregá-lo."
Para evitar a necessidade de carregar um arquivo STL, ele utilizou o 3DXpert, o software abrangente da Oqton para fabricação aditiva industrial. O 3DXpert permite que ele trabalhe a partir do modelo sólido ou da Representação de Fronteira - uma grande vantagem não apenas na impressão de trocadores de calor, mas para qualquer peça.
A ADDMAN é uma fabricante contratada sediada nos EUA com experiência em fabricação aditiva, usinagem de precisão e metalurgia. A empresa apoia os clientes desde o conceito até a produção, oferecendo todas as ferramentas necessárias para o projeto, fabricação, pós-processamento e inspeção de qualidade.
Buschemeyer usou o 3DXpert em paralelo com o Magics por alguns anos para garantir uma transição tranquila, mas agora é o principal software da ADDMAN em Indianápolis, onde eles produzem peças nas máquinas MetalFAB1 da Additive Industries, duas máquinas EOS e duas Prox 320s da 3D Systems. A única exceção são as impressoras FALO, que vêm com software proprietário.
O site da ADDMAN em Indianapolis produz peças em várias indústrias, com destaque para aeroespacial, incluindo coisas como trocadores de calor e intercoolers usando metais de alta temperatura como Inconel, com canais internos.
O software integrado da Oqton para fabricação aditiva industrial também permitiu à ADDMAN reduzir o tempo de produção. "O fato de podermos trabalhar diretamente com modelos sólidos e não precisar converter para arquivos STL nos economiza 10% de tempo inicialmente," diz Buschemeyer. "Recentemente, fizemos alguns trabalhos de gyroid em um trocador de calor, o que não conseguíamos fazer de forma eficiente antes."
O histórico de árvore é outra característica que Buschemeyer valoriza muito. "Uma vantagem significativa do 3DXpert é que, se um cliente solicitar uma revisão na peça, podemos apenas fazer essa única mudança e não ter que refazer todo o nosso trabalho desde o início," diz Buschemeyer.
"Podemos importar os novos arquivos do cliente, a maioria do trabalho que fizemos é preservado, e não precisamos regenerar todos os suportes ou o estoque adicionado porque temos um histórico de árvore", diz ele.
Na fabricação aditiva, muitas vezes é necessário adicionar material à peça sólida (CAD) que o cliente envia para a loja de impressão. A superfície de um componente de FA muitas vezes é áspera e deve ser suavizada com fresamento CNC. Para compensar a perda da camada superficial, os fabricantes adicionam material ao projeto entregue pelo cliente.
Para fazer essa alteração, os fabricantes muitas vezes precisavam pedir ao cliente para editar os arquivos CAD originais. Como o 3DXpert possui capacidades de modelagem híbrida, o fabricante pode editar o arquivo CAD eles próprios e convertê-los em informações de impressão.
Gerenciar componentes com furos também é mais rápido com dados BRep e recursos CAD. Para fazer um furo em uma peça construída com FA, os fabricantes primeiro têm que remover esse furo do arquivo de design original e perfurá-lo no pós-processamento. Como a maioria dos softwares de impressão usa arquivos de malha, os engenheiros muitas vezes gastam mais tempo com isso do que se pudessem editar um arquivo CAD. Buschemeyer aprecia o fato de que o 3DXpert permite que sua equipe feche os furos diretamente no modelo sólido.
Quando a operação de Indianápolis foi estabelecida há quase oito anos, sob o nome de 3rd Dimensional Industrial Printing, Buschemeyer era o único engenheiro aditivo, e a empresa fornecia soluções de FA em metal e usinagem CNC. Desde então, a operação cresceu para uma oficina de usinagem completa com usinagem por descarga elétrica (EDM) para produzir peças únicas e produção de pequeno volume de dezenas a centenas de peças.
A empresa foi adquirida pela ADDMAN em 2021, uma medida que desbloqueou recursos corporativos para continuar a expansão dos negócios. O site comprou três novas impressoras e contratou dois engenheiros de FA para apoiar Buschemeyer e os clientes. Agora eles são capazes de aceitar pedidos que anteriormente não podiam atender e estão experimentando um crescimento sem precedentes graças aos clientes do setor aeroespacial.
Manufatura Aditiva & Rastreabilidade
São precisamente esses clientes que apreciam a rastreabilidade habilitada pelo 3DXpert. Eles podem analisar o histórico do que foi feito, algo que não é possível ao trabalhar apenas com arquivos STL.
Ao fatiar, os engenheiros não precisam mais recriar placas inteiras, o que também economiza tempo. Agora eles fatiam, replicam e podem mover rapidamente as peças ao redor da placa. Por fim, podem usar a verificação de imprimibilidade para informá-los sobre qualquer suporte extra necessário.
Os recursos de fatiamento brilham em um sistema a laser como a máquina da Additive Industries. Eles às vezes fabricam centenas de peças e muitas vezes 30 em uma única placa. Uma vez determinado o número correto de placas, as peças são rápidas de serem dispostas, não importa quantas. O tempo necessário para este processo foi reduzido de quatro a cinco horas para 30 minutos para fatiar uma única peça.
“Depois de mudarmos para o 3DXpert, pudemos assumir mais projetos e dedicar mais tempo de engenharia a eles porque temos mais tempo disponível. Conseguimos um aumento de eficiência de 20% em geral, e isso é mais perceptível em peças maiores ou em quantidades maiores dentro de uma produção,” explica Buschemeyer.
Saiba como o 3DXpert, o Software Integrado All-in-One da Oqton para Fabricação Aditiva Industrial, pode transformar seu design e produção.
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