A Cincinnati Inc., fabricante de máquinas-ferramenta com sede nos Estados Unidos, anunciou que usou sua máquina de Big Area Additive Manufacturing (BAAM) – ou, máquina de manufatura aditiva de grande área, em tradução direta – para demonstrar que materiais reciclados podem ser usados para a impressão 3D de grandes objetos monolíticos (peças inteiriças).

 

De acordo com dados da companhia, o BAAM é um equipamento industrial de grande porte projetado e construído para manufatura e produção de longo prazo desenvolvido em parceria com o Oak Ridge National Lab (ORNL). Desde 2014, a máquina foi a pioneira na impressão 3D por meio de extrusão de pellets grandes.

 

 

O objetivo com o BAAM é imprimir tridimensionalmente grandes peças com formato quase final o mais rápido possível, sacrificando a resolução da superfície pela velocidade. As peças são tipicamente pós-processadas até a dimensão final por usinagem ou revestimento. Alguns exemplos podem ser vistos no vídeo a seguir, disponível também no canal do YouTube, da companhia.

 

 

Ao utilizar termoplásticos peletizados de baixo custo, o BAAM reduz significativamente o custo de produção de grandes peças termoplásticas. Atualmente, o equipamento é capaz de produzir peças, com formato final ou próximo disso, em velocidades rápidas e com uma fração do custo, se comparado a outros equipamentos de manufatura aditiva (MA).

 

Dentre as vantagens do BAAM, estão a possibilidade de fabricação de componentes volumosos e pesados combinados com seu software de controle, fatiador e de monitoramento de processo, que proporciona impressões com alta precisão e altos índices de repetibilidade.

 

Nos últimos anos, a companhia tem colaborado com o ORNL, do Departamento de Energia dos EUA, para melhorar continuamente o BAAM. A pesquisa inicial se concentrou na impressão em grande escala de sistemas de um único material, normalmente polímeros reforçados com fibras curtas.

 

Segundo Alex Riestenberg, gerente de produto de MA da Cincinnati, “O objetivo deste estudo específico foi demonstrar a impressão de uma ferramenta de compósitos multimateriais, incluindo transições, contendo material reciclado e impresso sem intervenção manual”. A peça selecionada para esta demonstração foi uma única faceta de uma ferramenta de concreto pré-moldado usada na produção de painéis de janelas comerciais para um edifício na cidade de Nova York. O molde pesava aproximadamente 400 libras (aproximadamente 180 kg), com um comprimento de 10 pés e 10 polegadas (cerca de 3 metros). O tempo de impressão foi de aproximadamente sete horas.

 

Para Vidya Kishore, cientista de materiais do ORNL, “Estudos têm mostrado que usando vários materiais dentro de uma estrutura, novas respostas mecânicas e multifuncionalidade podem ser alcançadas, tais como estruturas leves com propriedades mecânicas personalizadas, segmentos macios e rígidos dentro de uma peça e estruturas resistentes ao impacto”.

 

Em uma exibição realizada recentemente pela companhia, foi demonstrado o sucesso da impressão de múltiplos materiais em grande escala com materiais compósitos reciclados, a qual foi obtida fazendo modificações no BAAM e incluindo um novo design de extrusora que acomoda um sistema de alimentação dupla. Os materiais usados na construção foram uma mistura contendo fibra de carbono/ABS reciclados com fibra de carbono/ABS padrão e espuma sintática ABS.

 

Além dos benefícios ecológicos pelo uso de materiais reciclados, outras vantagens da extrusão multimaterial podem ser consideradas, tais como a incorporação de impressão de circuito condutor para estruturas inteligentes, estruturas de núcleo leves, custos mais baixos com ferramentas, remoção facilitada de material de suporte, reforço localizado de áreas específicas, capacidade usar diferentes materiais em diferentes áreas e recursos do componente podendo, inclusive, alterar a cor da peça.

 

 

O BAAM Multi-Material, desenvolvido em conjunto com o ORNL, se baseia em um sistema duplo de extrusão termoplástica de material, o qual permite ao usuário imprimir com vários materiais diferentes em uma única construção usando apenas uma extrusora. “A fonte de material alimentado na extrusora é trocada instantaneamente em momentos específicos durante a impressão, deslizando duas portas de material para frente e para trás sobre a alimentação da extrusora. O misturador de material, fora da estrutura da máquina, pode misturar quantidades específicas de diferentes materiais e enchimentos em tempo real para graus específicos personalizados”, explicou Riestenberg.

 

 

(Fotos: Cincinnati)

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