A Manufatura Aditiva (ou Additive Manufacturing, em Inglês) é uma das tecnologias mais associadas à Indústria 4.0, junto com a análise de grande quantidade de dados, a Internet das Coisas (IoT), sistemas ciberfísicos, simulações, realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR).  Mas, o que é a manufatura aditiva? Como funciona? Quais melhorias pode trazer para os gestores de manutenção e facility managers? E quais são as diferenças entre as várias técnicas de impressão 3D?

 

O que é a manufatura aditiva?

A manufatura aditiva é também conhecido como Impressão 3D. Como funciona? Uma máquina de impressão lê um arquivo de computador camada a camada e imprime cada uma delas. No final, todas as camadas constroem um objeto 3D.

 

Inicialmente, a impressão 3D era principalmente utilizada para criar protótipos. Agora, está mudando a manufatura e a manutenção. Em particular, para manutenção e instalações, pode melhorar o inventário e a gestão de estoques. Pode também prolongar a vida útil de ativos mais antigos, como vamos ver. 

 

Fabricação Aditiva: exemplos reais

Empresas como a Siemens e a General Electrical têm utilizado a manufatura aditiva há alguns anos (a Siemens já abriu instalações de impressão 3D na Suécia em 2016). Podem reparar pontas de queimadores 60% mais rápido do que antes, e reduzir os tempos de reparação das turbinas em 90%.

 

A Deutsche Bahn (caminhos de ferro alemães) também utiliza a impressão 3D para pelo menos 100 peças que são difíceis de adquirir e impossibilitam a circulação de trens, o que pode custar à empresa milhares de euros diariamente. Hoje em dia, as peças de 13 kg podem ser impressas em 7 horas, diminuindo as paradas e as perdas financeiras.

 

Para a maioria das empresas, no entanto, a manufatura aditiva na manutenção ainda é algo do futuro. Imagine nunca esperar pela chegada de peças e imprimi-las nas suas instalações, ao seu ritmo. Isto é especialmente importante para as peças personalizadas, que têm os tempos de espera mais longos.

 

Vejamos as vantagens e desvantagens da manufatura aditiva.

 

Vantagens da Manufatura Aditiva

 

  • Reparações mais rápidas, o que leva a um MTTR menor, maior disponibilidade e um melhor OEE. Com a rápida reposição, os ciclos de produção e manutenção tornam-se mais curtos.

 

  • Reduz os custos de inventário, visto que não é necessário manter as peças em armazém “só por precaução” – pode fazê-las quando são necessárias – “just in time“. Além disso, a impressão precisa de componentes inteiros também reduz os custos de montagem.

 

  • Pode imprimir qualquer coisa, mesmo que seja para equipamentos antigos ou peças sobressalentes que já não estejam em produção. Já não substituiremos ativos completos simplesmente porque as peças originais foram descontinuadas. Isto prolonga a vida útil do equipamento e aumenta o retorno do investimento. 

 

  • As peças podem ser projetadas através de engenharia inversa e redesenhadas para serem compatíveis com equipamento mais antigo, mas com alguns ajustes para as tornar mais eficientes. Dado que o equipamento envelhecido é um dos maiores desafios que os gestores europeus enfrentam, isto tem o potencial para ser revolucionário.

 

  • As empresas com equipamento de impressão no terreno se tornam menos dependentes dos fornecedores e podem facilmente personalizar peças e produtos. A manufatura aditiva proporciona uma liberdade de desenho ilimitada.

 

Desvantagens da Manufatura Aditiva

 

Parece muito bom para ser verdade? Bem, as máquinas de impressão não são como uma foto instantânea. Elas podem levar o seu tempo para imprimir o que você necessita. Mas, ainda assim é provável que seja mais rápida do que o transporte, além de ser mais sustentável. É necessário ainda ter protótipos prontos para serem utilizados – ou seja, uma espécie de armazém digital.

 

  • A manufatura aditiva é rentável depois de implementada, mas tem um alto investimento inicial. As máquinas podem custar 3.5 milhões até 9 milhões de reais. As matérias-primas, como o pó de metal, também são caras.

 

  • Por consequência, a manufatura aditiva não será uma opção sensata em termos de custos para componentes menores. Pelo menos até que esta tecnologia se torne mais acessível.

 

  • As máquinas precisam se tornar mais produtivas para serem mais rápidas e acomodarem diferentes tipos de peças.

 

  • Por ser ainda (relativamente) nova, não existem padrões de qualidade na indústria. É preciso discutir todos os detalhes com o fornecedor.

 

Uma forma de contornar o investimento inicial: subcontratação da impressão 3D
Ter uma máquina pronta para imprimir nas suas instalações parece o cenário ideal. No entanto, se você não tiver dinheiro para máquinas, poderá subcontratar a impressão 3D. Comece com um scanner 3D para criar arquivos CAD de peças importantes, e peça a um parceiro para os imprimir. Mesmo que isto não elimine os prazos de entrega, vai te permitir ainda assim imprimir peças personalizadas ou descontinuadas.

 

Técnicas de Impressão 3D

 

Se está imaginando uma impressora gigantesca, você ainda precisa saber de algumas coisas. Apesar de ser relativamente nova, já existem várias técnicas de impressão 3D. Estas são as técnicas de impressão 3D mais comuns na manutenção:

 

  • Fusão seletiva por laser (SLM – Selective Laser Melting) e fusão direta por laser de metal (DMLM – Direct Metal Laser Melting). Uma camada de metal é colocada sobre uma placa na impressora. A impressora lê um arquivo CAD e um laser de alta potência derrete o pó. O componente é então construído camada por camada. Tem um elevado grau de precisão, o que o torna apropriado para um trabalho preciso e poupa tempo na aplicação. 

 

  • Deposição de metais a laser (LMD – Laser Metal Deposition). Assim como a SLM e a DMLM, a LMD utiliza pó de metal para imprimir. A diferença é que o pó, em vez de ser colocado sobre uma placa, é injetado diretamente no feixe do laser. Como resultado, consegue imprimir peças muito mais rapidamente, embora com menos precisão. Os técnicos terão de ajustar as peças manualmente, o que irá atrasar a aplicação.

 

  • Fundição por feixe de elétrons (EBM – Electron Beam Melting). Em vez de um laser, a EBM utiliza um feixe de elétrons. É semelhante ao SLM em eficácia, mas o EBM só pode ser utilizado com um número limitado de metais. 

 

Estamos ansiosos pelo dia em que a manutenção prescritiva diagnostica uma falha e ordena automaticamente que o sistema imprima uma peça em 3D. Entretanto, estamos focados na construção de uma Plataforma Inteligente de Gestão de Manutenção que automatize o trabalho tanto quanto possível. Marque uma reunião para ver como a Infraspeak pode te ajudar.