O uso da Fabricação Aditiva (FA) em processos metálicos possibilita a construção de componentes otimizados que agregam valor significativo em toda a cadeia de produção. O objetivo deste projeto é estudar três técnicas diferentes de FA para metais em ambiente laboratorial e explorar seu potencial para implementação industrial.
O projeto foca na aplicabilidade de materiais metálicos amorfos em processos de Fabricação Aditiva por leito de pó, como o Selective Laser Melting (SLM), para o desenvolvimento de componentes de moldes usados na produção de sistemas ópticos para o setor automotivo. Esses materiais amorfos, por não possuírem limites de grão, oferecem maior resistência ao desgaste e à corrosão.
A qualidade da superfície é um fator crítico, uma vez que esse processo requer suportes para a construção das peças, o que demanda processos subtrativos para o acabamento superficial. Isso é particularmente importante em moldes, onde superfícies de baixa rugosidade são essenciais para a extração eficiente das peças plásticas moldadas.
Para superar alguns desafios associados ao processo de leito de pó SLM, o projeto também explorará sistemas de Fabricação Aditiva por fusão de feixe de elétrons (Electron Beam Melting, EBM) na produção de moldes. A técnica EBM é similar ao SLM por utilizar leito de pó, mas a fusão das peças ocorre por meio de feixes de elétrons, em vez de lasers. O sistema EBM oferece construção de peças mais rápida devido à capacidade de realizar varreduras maiores durante a deposição das camadas.
O processo EBM também proporciona melhor qualidade de superfície em comparação ao SLM, pois não requer suportes para a construção das peças. Durante a fase inicial de varredura, feixes de elétrons de baixa carga agregam o pó, permitindo que ele funcione como estrutura de suporte antes da varredura de consolidação.
O projeto ainda investigará a aplicação de metamateriais metálicos em estruturas de moldes para introduzir propriedades e comportamentos mecânicos alternativos, que não são alcançáveis com materiais e processos tradicionais.
Em resumo, o objetivo deste projeto é a construção de moldes altamente otimizados e especializados utilizando três técnicas distintas de MA, visando otimizar o tempo de ciclo, reduzir o consumo de energia durante o uso e aprimorar a qualidade final das peças produzidas. Cada técnica será aplicada a componentes específicos do estudo de caso e refinada em uma unidade laboratorial de desenvolvimento contínuo antes de ser implementada na linha de produção, garantindo compatibilidade com um sistema de produção contínuo (TRL > 7).