Atps Processo De Fabricação

INTRODUÇÃO

Com o desenvolvimento deste trabalho, estudaremos um processo de fabricação não convencional, chamado de Prototipagem Rápida. Procurando aprender e entender seu principio de funcionamento, características, aplicações, vantagens e desvantagens desse processo e de seus diferentes subtipos.

1 PROTOTIPAGEM

A prototipagem rápida (RP – Rapid Prototyping) permite a fabricação rápida de modelos físicos usando dados tridimensionais de CAD (Computer Aided Design). Usada em uma ampla gama de setores, a prototipagem rápida permite que as empresas transformem rápida e eficientemente ideias inovadoras em produtos finais.

Esse processo oferecem diversas vantagens em muitas aplicações quando comparados aos processos de fabricação clássicos baseados em remoção de material, como comunicação rápida e eficiente de ideias de design, validação efetiva da adequação, forma e função do design, maior flexibilidade de design, com a capacidade de realizar rapidamente várias iterações de design, menos falhas de design na produção e produtos finais de maior qualidade. Também permite aos projetistas criar protótipos a partir de seus projetos, servindo como um auxílio visual durante a discussão prévia do projeto com colaboradores ou clientes, além de permitir testes prévios.

As mesmas técnicas de prototipagem rápida podem ser usadas para a fabricação de ferramentais, um processo também conhecido como ferramentaria rápida.

Dois tipos de processos apresentam-se como principais processos de prototipagem por meio de sistema CAD/CAM: A prototipagem rápida por deposição de materiais (RP – Rapid Prototyping), onde os modelos são construídos progressivamente por camadas não havendo necessidade de utilizar quaisquer tipos de ferramentas. E a prototipagem rápida subtrativa (SRP – Subtractive Rapid Prototyping), onde os modelos são obtidos por desbaste de blocos de diversos materiais.

2 PROTOTIPAGEM POR DEPOSIÇÃO DE MATERIAIS (RP)

Atualmente há pelo menos cinco diferentes técnicas de prototipagem rápida (RP) disponíveis. A prototipagem pode ser designada também como fabricação sólida com forma livre ou manufatura em camadas. Este último termo descreve particularmente o processo de manufatura usado por todas as técnicas comerciais atuais. Um pacote de software fatia o modelo do componente em CAD em várias camadas as quais são dispostas uma sobre a outra. O processo de prototipagem rápida é um processo aditivo, combinando camadas de papel, cera ou plástico para se criar um objeto sólido.

Mas a prototipagem rápida não é perfeita. O volume do protótipo é geralmente limitado, dependendo do equipamento disponível. Ainda é difícil fazer protótipos de metal, embora se acredite que isso deverá mudar num futuro próximo com o desenvolvimento da técnica.

Todos os processos de prototipagem rápida atualmente existentes são constituídos por cinco etapas básicas:

• Criação de um modelo CAD da peça que está sendo projetada;

• Conversão do arquivo CAD em formato STL, próprio para estereolitografia;

• Fatiamento do arquivo STL em finas camadas transversais;

• Construção física do modelo, empilhando-se uma camada sobre a outra;

• Limpeza e acabamento do protótipo.

Os processos de prototipagem rápida existentes são: Estereolitografia (SLA), Sinterização a Laser Seletivo (SLS), Laminated Object Manufacturing (LOM), Impressão Tridimensional (3D Print), Fused Deposition Modeling (FDM).

2.1 Estereolitografia (SLA)

Os modelos tridimensionais são construídos a partir de polímeros líquidos sensíveis à luz, que se solidificam quando expostos à radiação ultravioleta.

O modelo é construído sobre uma plataforma situada abaixo da superfície de um banho líquido de resina epóxi ou acrílica. Uma fonte de raio laser ultravioleta traça a primeira camada, solidificando a seção transversal do modelo e deixando as demais áreas líquidas. A seguir, um elevador mergulha levemente a plataforma no banho de polímero líquido e o raio laser cria a segunda camada de polímero sólido acima da primeira camada. O processo é repetido sucessivas vezes até o protótipo estar completo. Uma vez pronto, o modelo sólido é removido do banho de polímero líquido e lavado.

Os suportes são retirados e o modelo é introduzido num forno de radiação ultravioleta para ser submetido a uma cura completa.

É um dos melhores processos em termos de precisão dimensional e permite obter as formas mais complexas, detalhes mais finos e bom acabamento e permite a obtenção de modelos parcialmente ocos. Porem possui elevado custo das matérias primas e dos modelos, fraca resistência mecânica, tempo de fabricação relativamente elevado e necessidade de pós cura, além de poder empenar.

2.2 Sinterização a Laser Seletivo (SLS)

Usa-se um raio de laser para fundir, de forma seletiva, materiais pulverulentos, tais como poliamida, elastômeros, cerâmica e metais com polímeros aglutinantes para aplicações em ferramental leve, num objeto sólido. As peças são construídas sobre uma plataforma que está abaixo da superfície de um recipiente preenchido com o pó fusível por calor. O raio laser traça a primeira camada, sinterizando o material. A plataforma é ligeiramente abaixada, reaplica-se o pó e o raio laser traça a segunda camada. O processo continua até que a peça esteja terminada. O pó em excesso ajuda a dar suporte ao componente durante sua construção.

Com esse processo conseguimos bons protótipos funcionais termoplásticos, resistências mecânicas e térmicas elevadas, mais rápido do que a SLA e o FDM, não necessita de suportes, nem pós cura. Porem os modelos ficam com superfícies rugosas e com porosidade, precisão dimensional inferior à SLA e ao LOM e elevado custo das matérias primas.

2.3 Manufatura de Objetos em Lâminas (LOM)

Neste processo de manufatura de objetos em lâminas (LOM - Laminated Object Manufacturing), camadas de material,