Impressão 3D para capacetes?

A impressão 3D, ou Fabricação Aditiva (AM), como é conhecida no setor, tem vindo a ser destaque na imprensa como o método de fabrico definitivo para diversos tipos de produtos e setores.

A fabrico aditivo encontrou o seu nicho na criação de protótipos para o desenvolvimento de produtos. No entanto, algumas indústrias começaram a produzir peças destinadas a uma utilização a longo prazo em aplicações médicas e aeroespaciais. Além disso, alimentos, automóveis e até mesmo armas de fogo têm sido produzidos com este método revolucionário de manipulação de materiais. Será, então, apenas uma questão de tempo até que todos os processos de fabrico fiquem obsoletos, incluindo aqueles utilizados para produzir os capacetes e os 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 da adição, em vez da subtração ou do corte. Os processos/tecnologias atuais incluem:

• Extrusão: Impressão 3D ou Modelagem por Deposição Fundida (FDM) – extrude filamento termoplástico fundido e deposita uma fina linha de material lado a lado, camada a camada
• 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, construindo normalmente sobre uma placa, camada a camada
• Leito de pó: Sinterização por laser seletiva (SLS), Sinterização direta de metais por laser (DMLS) – utiliza um laser de alta intensidade para fundir e unir termoplásticos ou metais em pó

Vantagens e por que razão a AM é tão popular

A AM é mais frequentemente utilizada em substituição à maquinagem (ou fabrico subtrativo) e à moldagem por injeção. A usinagem é mais adequada para volumes pequenos a médios de peças, nos quais são necessárias tolerâncias muito elevadas. A moldagem por injeção é mais adequada para volumes médios a elevados de peças, nos quais são necessárias tolerâncias médias a elevadas. Atualmente, a AM preenche a lacuna de volumes muito pequenos e tolerâncias baixas a médias que os outros dois métodos deixam em aberto. É mais adequada para volumes pequenos devido aos custos relativamente elevados da produção das peças.

No âmbito da AM, estão disponíveis muitos materiais, desde termoplásticos de engenharia já existentes, como o policarbonato e o nylon, até metais aeroespaciais, como o titânio e as superligas de níquel. A ausência de ferramentas torna o processo ideal para concretizar designs únicos ou peças únicas. Além disso, uma vez que quase todos os processos de AM são construídos camada a camada, é possível criar características como cavidades internas que, de outra forma, seriam impossíveis (com a moldagem por injeção) ou extremamente difíceis (com a maquinagem).

Desvantagens

A AM ainda é uma tecnologia que se encontra numa fase inicial. Isso significa que provavelmente estamos apenas a vislumbrar o início do seu potencial. Mas também significa que as máquinas necessárias são muito caras e estão a evoluir muito rapidamente; o equipamento adquirido hoje pode ficar obsoleto dentro de alguns anos. Os materiais utilizados podem, por vezes, ser exatamente os mesmos que os utilizados nos métodos de fabrico existentes, o que deverá permitir a produção de peças com resistências comparáveis. No entanto, no processo FDM, por exemplo, as camadas não se ligam umas às outras tão bem como se a peça fosse uma versão sólida do mesmo material. Além disso, alguns processos de AM utilizam materiais exclusivos; por isso, se as propriedades do material para o projeto de uma peça exigirem algo diferente, isso pode excluir um processo inteiro.

Então, quando é que recebo o meu capacete impresso em 3D da Team Wendy?

Hoje não. Atualmente, 0% dos componentes que vendemos utilizam esta tecnologia. No entanto, quase todos os produtos que vendemos começaram por ser protótipos impressos em 3D. Nos últimos anos, o número de protótipos utilizados para concretizar plenamente um produto antes da produção tem vindo a aumentar significativamente.

Uma das primeiras impressões que fizemos foi, na verdade, para o design da placa de treino ESAPI, com o objetivo de verificar o ajuste em vários porta-placas e inspecionar as superfícies curvas para detetar eventuais erros. Para os modelosEXFIL® Carbon e LTP, foram impressos protótipos das conchas para testes de ajuste, bem como para aperfeiçoar o aspeto. O protótipoEXFIL® Ballistic, que estreou na SHOT Show 2014, era uma carcaça SLA, que tinha sido pintada e revestida nas arestas com métodos de produção reais. A carcaça não oferecia qualquer proteção balística ou contra impactos contundentes, mas permitiu que os operadores e agentes das forças de segurança a experimentassem e dessem o seu feedback, aumentando significativamente a confiança no design antes de avançar com o investimento em ferramentas que custam dezenas de milhares de dólares.

Outra vantagem que se pode obter é a utilização de dispositivos de fixação e auxiliares de produção em pequena escala. Temos utilizado peças impressas em 3D para várias aplicações de posicionamento de peças, em que as tolerâncias de posicionamento não são muito rigorosas. Na fabricação de capacetes, as superfícies complexas são sempre um fator a ter em conta. A usinagem de peças com superfícies complexas que cobrem uma área bastante grande pode ser dispendiosa e, nestes casos, a impressão 3D (especificamente FDM) pode revelar-se muito mais económica.

Potencial futuro

O potencial desta tecnologia no que diz respeito aos capacetes é enorme. Imagine se pudesse fazer uma digitalização da sua cabeça e, dias depois, receber um capacete feito à medida da sua cabeça – confortável, discreto e o mais leve possível. Embora, neste momento, seja apenas um sonho, os avanços na tecnologia de fabrico aditivo (AM) poderão tornar isto uma realidade mais cedo do que pensamos.