Ultrafuse 17-4 PH Metal FFF para ferramentas automotivas de alta resistência – Caso WKW Automotive

Introdução

O Ultrafuse 17-4 PH tem se destacado como uma solução robusta para fabricar ferramentas metálicas de alta resistência dentro do ambiente automotivo, especialmente onde precisão, rigidez e ciclos rápidos de iteração são requisitos essenciais. Já nos primeiros 100 caracteres, fica evidente o papel central do Ultrafuse 17-4 PH como palavra-chave de foco neste caso de sucesso.

A WKW Automotive, fornecedora global de componentes decorativos e funcionais em alumínio para OEMs, buscava reduzir custos, acelerar prazos e obter ferramentas metálicas com propriedades mecânicas comparáveis às versões seriadas. Utilizando Metal Fused Filament Fabrication (MFFF), a empresa passou a produzir ferramentas pré-séries para protótipos de estampagem e conformação, atingindo tolerâncias, rigidez e desempenho necessários para validar peças automotivas complexas.

A combinação entre o filamento Ultrafuse 17-4 PH, a tecnologia Raise3D Pro2 plus e a rede de debinding e sinterização possibilitou um fluxo de produção mais rápido, acessível e tecnicamente confiável.

Desafios

A WKW Automotive enfrentava um conjunto claro de desafios operacionais e técnicos, que incluíam:

• Necessidade de elevada precisão dimensional.

• Ferramentas de grande porte, exigindo rigidez e estabilidade.

• Propriedades mecânicas que suportassem esforços de conformação.

• Custo por ferramenta dentro de limites competitivos.

• Redução de lead time nas iterações.

• Resposta ágil às decisões de projeto dos OEMs.

• Uso obrigatório de recursos internos, com tecnologia já disponível na empresa.

  
  

Abordagem e Processo com material BASF Forward AM [Ultrafuse 17-4 PH]

A adoção do Ultrafuse 17-4 PH proporcionou um fluxo de manufatura acessível e compatível com os equipamentos existentes na WKW Automotive, especialmente a Raise3D Pro2 Plus. A solução envolveu quatro etapas centrais:

Perfil com bordas usinadas antes da usinagem final

Preparação e Impressão (Metal FFF)

A impressão seguiu os princípios da Metal Fused Filament Fabrication (MFFF), utilizando tanto o Ultrafuse 17-4 PH quanto o Ultrafuse Support Layer quando necessário.

Obtenção do green part e debinding

Após a impressão do chamado “green part”, iniciou-se o processo de remoção do binder, apoiado pela rede de Debinding & Sintering de parceiros Forward AM

Sinterização e usinagem final

O “brown part” resultante do debinding foi sinterizado até atingir densidade e propriedades mecânicas equivalentes ao aço inoxidável 17-4 PH. Em seguida, áreas críticas receberam polimento e ajustes dimensionais

Validação final do conjunto

As ferramentas foram testadas em operações de dobra e estampagem de alumínio para prototipagem automotiva, confirmando tolerâncias e desempenho.

Estrutura de preenchimento da ferramenta de conformação metálica impressa

Resultados e Métricas

Com base no material original, os resultados incluem:

• Produção bem-sucedida de ferramentas pré-seriais funcionais.

• Peças prototipadas dobradas e conformadas atendendo integralmente aos requisitos dos OEMs.

• Eliminação de etapas caras, como erosão e fresamento.

• Aumento da liberdade geométrica.

• Capacidade de respostas mais rápidas às demandas de projeto dos OEMs.

Ferramenta de conformação metálica - Fonte: WKW Engineering GmbH

Solução Utilizada

• Produto: Ultrafuse® 17-4 PH

• Tecnologia: Metal FFF (Fused Filament Fabrication aplicado a metais)

  
  

Aplicações típicas

• Ferramentas e dispositivos (tooling)

• Jigs & fixtures metálicos

• Protótipos funcionais

• Componentes com alta dureza e resistência

• Peças submetidas a cargas elevadas

• Peças com necessidade de tratamento térmico

  
  

Benefícios técnicos objetivos

• Alta resistência mecânica após sinterização

• Dureza elevada graças ao endurecimento por precipitação

• Boa resistência à corrosão

• Compatibilidade com impressoras FFF industriais

• Processo acessível, com baixo custo total de propriedade

• Ampla janela de pós-processamento

  
  

Especificações essenciais

• Material: Aço inoxidável 17-4 PH

• Pode ser totalmente tratado termicamente

• Endurecimento por precipitação

• Aço martensítico

• Comportamento magnético

• Processo Metal FFF: green part → debinding → brown part → sintering

• Compatível com redes de debinding e sinterização Forward AM

• Compatível com impressoras FFF padrão

BASF Forward AM - Ultrafuse 17-4PH

Operação e Impacto no Negócio

A solução com Ultrafuse 17-4 PH impactou diretamente o processo produtivo da WKW Automotive:

• Menor dependência de etapas tradicionais (como erosão e fresamento).

• Menor lead time de ferramentas pré-seriais.

• Iterações mais curtas entre ciclos de design.

• Melhoria na disponibilidade interna de ferramentas.

• Capacidade de responder rapidamente a mudanças dos OEMs.

• Acesso interno e econômico a ferramentas de alta dureza.

  
  

Conclusão

A aplicação do Ultrafuse 17-4 PH demonstrou ser excepcionalmente adequada para ferramentas metálicas na indústria automotiva, reunindo dureza, rigidez e liberdade geométrica em um único processo acessível.

A WKW Automotive validou o uso do Metal FFF para produzir ferramentas pré-séries, reduzindo custos e prazos, ampliando sua autonomia técnica e garantindo a qualidade necessária para operações de conformação de alumínio.

O caso consolida o Ultrafuse 17-4 PH como um filamento metálico altamente confiável para aplicações industriais exigentes.