Impressão 3D de metal dá salto em tamanho com nova tecnologia de fluxo de ar
Um novo sistema "AirSword" da EOS AMCM literalmente limpa o ar dentro da câmara de construção, retirando fuligem e detritos para permitir impressões de metal em uma escala sem precedentes.
A AMCM, fabricante de impressoras 3D de metal de grande porte desenvolvida como um spin-off da EOS, lançou o que está chamando de “um avanço na manufatura aditiva de metal de grande escala”. Trata-se de um novo sistema de fluxo de gás denominado AirSword, que permite a impressão ultragrande de fusão de leito de pó a laser (LPBF) sem sacrificar a precisão ou a qualidade da peça, de acordo com a empresa.
As tecnologias de manufatura aditiva, como a LPBF e outros métodos baseados em pó e laser, enfrentam desafios significativos de dimensionamento. Embora a LPBF seja conhecida por fornecer peças com alto nível de detalhamento, a expansão de sua área de construção para além de 1 m × 1 m tem sido historicamente limitada pelo fluxo inadequado de gás, de acordo com a AMCM, o que leva à turbulência, ao acúmulo de fumaça e fuligem e à interferência no caminho do laser.
O conceito do AirSword da AMCM foi projetado para superar essas restrições. Em máquinas LPBF de grande formato, como a nova M 8K e a planejada M 10K da empresa, o sistema fornece um fluxo de gás dinâmico e de várias camadas que abrange toda a área de construção. Um emissor de gás central divide o fluxo em dois fluxos opostos ao longo do eixo da câmara, empurrando a fumaça e os detritos para os lados, em direção aos exaustores. Isso evita que a fumaça se desloque pela câmara e interfira no caminho do feixe de laser, mesmo durante impressões longas.
“Projetamos o conceito AirSword usando extensas simulações de dinâmica de fluidos computacional para otimizar os padrões de fluxo para grandes câmaras LPBF”, diz Georg Fey, gerente de equipe de aplicação e inovação da AMCM. “Essas simulações orientaram o design das saídas dos bicos de fluxo e da dinâmica geral do fluxo. O dispositivo em si é fabricado em nosso sistema M 4K, aproveitando a liberdade de design da LPBF para criar uma solução de fluxo de gás altamente eficiente e personalizada.”
Um benefício destacado do AirSword é sua capacidade de manter o vidro e a óptica do laser limpos, direcionando continuamente o fluxo contra o acúmulo de fuligem — um problema que frequentemente degrada a fidelidade da impressão em construções de longa duração.
De acordo com a AMCM, o sistema M 8K já possui oito lasers de 1 kW com um leito de pó de 0,7 m² e um volume de construção de 800 × 800 × 1.200 mm. O projeto foi concebido para o rendimento industrial, manipulando até cinco toneladas de pó e mantendo a precisão ao longo do eixo Z. A futura M 10K expande a planta baixa para uma superfície de construção total de 1.000 × 1.000 mm.
Complementando o AirSword, a AMCM integra módulos avançados de controle de processos, como o SmartFusion e o EOState Exposure OT, que, segundo a empresa, ajudam a reduzir a verificação de qualidade pós-construção e aprimoram o monitoramento no local.
A AMCM argumenta que, ao minimizar as peças móveis no subsistema de gerenciamento de gás, o AirSword oferece uma operação confiável e de baixa manutenção, preservando a velocidade, a precisão e a robustez que fazem da LPBF o método preferido para peças metálicas de precisão.
“O projeto de um sistema desse porte envolve uma série de desafios”, afirma Martin Bullemer, diretor administrativo da AMCM. “Integrado a tecnologias avançadas de controle de processos, como o SmartFusion e o EOState Exposure OT, o AirSword aprimora a garantia de qualidade durante o processo, reduzindo a necessidade de testes extensivos após a construção.”
Com a introdução do AirSword e o aumento de escala para os sistemas M 8K / M 10K, a AMCM pretende fornecer componentes metálicos cada vez maiores sem comprometer a qualidade da superfície ou a produtividade.
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