Impressão 3D para capacetes?

A impressão 3D, ou Manufatura Aditiva (AM), como é conhecida no setor, vem ganhando destaque como o método definitivo de fabricação para diversos tipos de produtos e setores.

A manufatura aditiva encontrou um nicho na produção de protótipos para o desenvolvimento de produtos. No entanto, alguns setores já começaram a produzir peças para uso de longo prazo em aplicações médicas e aeroespaciais. Além disso, alimentos, carros e até mesmo armas de fogo têm sido produzidos com esse método revolucionário de manipulação de materiais. Será, então, apenas uma questão de tempo até que todos os processos de fabricação se tornem obsoletos, incluindo aqueles usados para produzir capacetes e forros de proteção da Team Wendy? Talvez, mas provavelmente não.

A definição mais básica é a seguinte: qualquer processo que sintetize uma peça por meio de adição, em vez de subtração ou corte. Os processos/tecnologias atuais incluem:

• Extrusão: impressão 3D ou Modelagem por Deposição Fundida (FDM) – extrude um filamento termoplástico derretido e deposita um fino fio de material lado a lado, uma camada de cada vez
• Polimerização por luz: Estereolitografia (SLA), Processamento Digital de Luz (DLP) — utiliza um laser ultravioleta ou uma imagem de luz de alta intensidade para polimerizar uma resina líquida, geralmente construindo sobre uma placa, uma camada de cada vez
• Leito de pó: Sinterização a laser seletiva (SLS), Sinterização direta de metal a laser (DMLS) – utiliza um laser de alta intensidade para derreter e unir termoplásticos ou metais em pó

Vantagens e por que a AM é tão popular

A AM é mais frequentemente utilizada em substituição à usinagem (ou manufatura subtrativa) e à moldagem por injeção. A usinagem é mais indicada para volumes pequenos a médios de peças, nos quais são necessárias tolerâncias muito altas. A moldagem por injeção é mais indicada para volumes médios a altos de peças, nos quais são necessárias tolerâncias médias a altas. Atualmente, a AM preenche a lacuna de volumes muito pequenos e tolerâncias baixas a médias que os outros dois métodos deixam em aberto. Ela é mais indicada para volumes pequenos devido aos custos relativamente altos de produção das peças.

Na impressão 3D, há diversos materiais disponíveis, desde termoplásticos de engenharia já conhecidos, como o policarbonato e o náilon, até metais aeroespaciais, como o titânio e as superligas de níquel. A ausência de ferramentas torna o processo ideal para concretizar projetos exclusivos ou peças únicas. Além disso, como quase todos os processos de impressão 3D constroem camada por camada, é possível criar características como cavidades internas que, de outra forma, seriam impossíveis (na moldagem por injeção) ou extremamente difíceis (na usinagem).

Desvantagens

A AM ainda é uma tecnologia que está em seus primórdios. Isso significa que provavelmente estamos apenas arranhando a superfície de suas capacidades potenciais. Mas também significa que as máquinas necessárias são muito caras e estão evoluindo muito rapidamente; equipamentos adquiridos hoje podem ficar obsoletos em poucos anos. Os materiais utilizados podem, às vezes, ser exatamente os mesmos empregados nos métodos de fabricação existentes, o que deve resultar em peças com resistências comparáveis. No entanto, no processo FDM, por exemplo, as camadas não se unem entre si tão bem quanto se a peça fosse uma versão sólida do mesmo material. Além disso, alguns processos de AM utilizam materiais exclusivos; portanto, se as propriedades do material para o projeto de uma peça exigirem algo diferente, isso pode descartar um processo inteiro.

Então, quando vou receber meu capacete impresso em 3D da Team Wendy?

Hoje não. Atualmente, 0% dos componentes que vendemos utilizam essa tecnologia. No entanto, quase todos os produtos que vendemos começaram como protótipos impressos em 3D. Nos últimos anos, o número de protótipos utilizados para aperfeiçoar totalmente um produto antes da produção cresceu significativamente.

Uma das primeiras peças impressas que mandamos fazer foi, na verdade, para o projeto da placa de treinamento ESAPI, com o objetivo de verificar o encaixe em diversos porta-placas e inspecionar as superfícies curvas em busca de erros. Para o EXFIL® A Carbon e a LTP imprimiram modelos das conchas para testar o ajuste e também para acertar o visual. O protótipo EXFIL® A Ballistic, apresentada pela primeira vez na SHOT Show 2014, era um protótipo de cartucho SLA, que havia sido pintado e revestido nas bordas utilizando métodos de produção reais. O cartucho não oferecia proteção balística nem contra impactos contundentes, mas permitiu que operadores e agentes da lei o experimentassem e dessem feedback, aumentando significativamente a confiança no projeto antes de se dar o sinal verde para a produção de matrizes que custam dezenas de milhares de dólares.

Outro benefício que pode ser obtido são os dispositivos de fixação e auxiliares de produção em pequena escala. Temos utilizado peças impressas em 3D para diversas aplicações de posicionamento de peças, nas quais as tolerâncias de posicionamento não são muito rigorosas. Na fabricação de capacetes, as superfícies complexas são sempre um fator a ser considerado. A usinagem de peças com superfícies complexas que cobrem uma área bastante grande pode ser cara e, nesses casos, a impressão 3D (especificamente FDM) pode ser muito mais econômica.

Potencial futuro

O potencial dessa tecnologia no que diz respeito aos capacetes é enorme. Imagine se você pudesse fazer um escaneamento da sua cabeça e, dias depois, receber um capacete feito sob medida para ela – confortável, discreto e o mais leve possível. Embora, no momento, isso seja apenas um sonho, os avanços na tecnologia de manufatura aditiva (AM) poderiam transformar isso em realidade mais cedo do que imaginamos.