Os segredos da próxima máquina de Produção da Desktop Metal

Enquanto os olhos do mundo da impressão 3D estão voltados para o Studio System da Desktop Metal, o Production System é ainda mais interessante. 

O Studio System foi (bem, na verdade ele é)  revolucionário, pois fornece um método de impressão 3D de metais com muito menos custo e problemas do que a tradicional impressão em 3D de metais em pó. Eles conseguiram isso aproveitando os processos de extrusão de filamentos e adaptando-os ao metal em um processo de duas etapas que envolve um estágio de sinterização pós-impressão.

E para torná-lo mais atraente para os compradores, eles conseguiram reunir todos os equipamentos e materiais necessários para fornecer um ambiente totalmente funcional para uso quase imediato em praticamente qualquer ambiente de engenharia.

Mas por trás do burburinho sobre o Studio System, eles também estão lentamente lançando mais detalhes sobre o próximo Production System. Finalmente pudemos conversar sobre esse sistema com um de seus representantes para entender mais como funciona.

A primeira coisa a saber é que o Production System é totalmente diferente do Studio System. Ele usa um processo de impressão 3D completamente diferente, mas ainda se concentra na velocidade e no custo da peça. No sentido de custo, o Production System terá um objetivo semelhante ao do Studio.

Em vez de um processo de extrusão, a máquina de produção usará um processo de pó que envolve um aglutinante líquido aplicado seletivamente na superfície do leito de pó. O aglutinante manterá o pó depositado nas formas desejadas, onde elas serão removidas e pós-processadas em peças metálicas completamente sólidas.

O pós-processamento inclui três etapas. Primeiro, a peça é separada do pó não utilizado na impressão, embora você certamente encontrará uma quantidade de pó solto preso em fendas e cavidades. Isso produz a peça “verde”, que ainda contém aglutinante misturado com os metais. Em seguida, há um tratamento térmico que remove o aglutinante solidificado para criar a peça “marrom” que é apenas material metálico. Finalmente, esta peça marrom é colocada em um forno de sinterização para unir as partículas.

Essa é a sequência básica de todo o processo. Mas há muitos outros detalhes ao longo desse “caminho”. Vamos rever algumas descobertas.

O pó a ser utilizado não é um pó de metal especializado (e caro) concebido para utilização em impressão 3D. Pelo contrário, ele é simplesmente pó de moldagem por injeção de metal industrial padrão (MIM). Este material está disponível a preços de commodities muito baixos em quase todos os lugares. Preços na faixa de US$ 10-60 por kg são típicos, e isso é uma ordem de magnitude mais barata do que os pós de impressão especial em metal 3D. Ainda melhor, está disponível em uma ampla variedade de metais e ligas, talvez chegando a numeração de milhares.

O Production System usará um sistema de carrinho para mover o pó e câmaras de construção ao redor da área de trabalho. Estes carros serão selados com gás inerte para evitar a corrupção dos materiais e também por razões de segurança. As impressões, que são construídas em bandejas, são removidas para processamento adicional.

A remoção do pó excedente é feita automaticamente e manualmente. Segundo a Desktop Metal, cerca de 90% do pó solto pode ser removido automaticamente com o sistema, mas os 10% restantes podem ser retirados manualmente com a estação de remoção de resíduos.

O excesso de pó é recuperado, como é comumente feito em sistemas de impressão de metal 3D. Mas no conceito Desktop Metal existe uma diferença: a proporção necessária de reutilizado para pó fresco é de 80%! Isso é muito diferente da maioria dos outros sistemas de impressão 3D que exigem mais de 50% de pó fresco em cada execução de trabalho.

O Desktop Metal Studio System inclui um forno inovador adequado para colocação em um ambiente de engenharia. O mesmo forno será usado para o Production System? Não, não vai.

O Production System usará seu próprio sistema de fornos, provavelmente devido à necessidade de acomodar as bandejas de impressão do sistema. Uma razão para isso é que seus prováveis clientes certamente já possuem um forno adequado no local. Se não, há muitas boas opções disponíveis.

A velocidade deste sistema é interessante. Eles dizem que serão capazes de imprimir uma câmara de construção completa (um cubo de 330mm de lado) em cerca de quatro horas. Isso é espetacularmente rápido mesmo em comparação com as rápidas impressoras 3D de plástico e deve ser muito útil para quem produz uma quantia significativa de peças. Uma das razões para a velocidade é que o braço de jatos de aglomerantes imprime em ambas as direções, enquanto se move para frente e para trás.

Mas isso é apenas a operação de impressão 3D propriamente dita. O ciclo de fabricação completo inclui as outras etapas mencionadas acima. A Desktop Metal explica que toda a sequência do início ao fim levará cerca de 16 horas, o que inclui o resfriamento. Isso é muito menos do que um dia para produzir muitas peças de metal personalizadas! 

A Desktop Metal explica que espera alcançar execuções de baixo volume entre 100 e 1.000 unidades e um custo de cerca de US$ 0,20 por centímetro cúbico de material. Este valor deverá chamar a atenção de um grande número de novas indústrias que até então não consideravam a impressão 3D devido aos custos. Parece que as indústrias automotiva, aeroespacial e médica serão acompanhadas por outras no futuro. A Desktop Metal diz que o sistema pode potencialmente ser certificado para uso nesses setores, mas é que eles estão justamente buscando mercados diferentes primeiro.

O Production System será bastante inteligente. É capaz de se adaptar e compensar os problemas detectados. O sistema irá visualizar cada camada impressa e compará-la com a expectativa para ver imediatamente se há algo errado. Se assim for, eles são capazes de compensar em algum grau, limpando dinamicamente os bicos e usando alternativas.

A instalação da máquina exigirá um ambiente  adequado, equipado com rede trifásica de 480 V. Você não verá um Production System da Desktop Metal no seu escritório tão breve.

Atualmente, a Desktop Metal está exibindo apenas um protótipo do dispositivo. Seu lançamento mundial está previsto para 2019. Saiba como reservar o seu. 

Fonte: Matéria do site Fabbaloo, escrita por Kerry Stevenson. Traduzida e adaptada pela SKA.