Desenvolvimento de ferramentas por impressão 3D para estampagem de peças em chapa de alumínio - Ferreira, Hugo Gameiro (2022)
A impressão 3D é um método de produção promissor para a indústria que consiste no fabrico de produtos por adição de material, ao contrário das técnicas tradicionais que são em geral subtrativas. A impressão 3D tem como aplicação principal a prototipagem rápida e a produção de peças funcionais em geral, destacando para a indústria aeroespacial, aeronáutica, automóvel e aplicações médicas. O presente trabalho inicia-se com uma revisão bibliográfica sobre o modo como o fabrico aditivo se relaciona com os métodos convencionais, os materiais aplicados e as tecnologias já existentes na indústria. É apresentada uma metodologia para a calibração de impressoras e são aferidas duas impressoras de forma a avaliar os limites operacionais destas. É produzida uma ferramenta de estampagem, por impressão 3D, usando-se materiais poliméricos para estampar chapa de alumínio pelo processo de rubber pad forming, tendo sido utilizada na produção de uma série de 20 peças. A ferramenta foi sendo sucessivamente avaliada de forma a detetar-se desgaste ou eventuais pontos de falha durante a produção. Por fim fez-se um estudo de viabilidade económica para a produção de ferramentas poliméricas, tendo em conta vários materiais com potencial de utilização e a dimensão global da ferramenta. A calibração e o aumento da precisão das impressoras resultaram no ajuste do perfil de impressão associado a cada impressora, podendo reduzir consideravelmente as tolerâncias. Dos ensaios de estampagem realizados com uma ferramenta impressa a 3D, concluiu-se que pelo menos ao fim de 20 ciclos que a deformação era muito baixa, perfeitamente dentro dos limites aceitáveis para este tipo de aplicação. O estudo da viabilidade económica permitiu concluir que a implementação da impressão 3D no processo produtivo das ferramentas é uma alternativa muito vantajosa, comparativamente com processos tradicionais, tanto na redução da complexidade do processo de fabrico como em termos de tempo de produção, não comprometendo a qualidade das peças produzidas. Em termos de custos, depende do material utilizado e da dimensão da ferramenta.