Molde de aço de 2 toneladas feito por impressão 3D vai acelerar produção de aeronaves em programa da NASA

Cientistas fabricaram por impressão 3D metálica um molde de aço de quase duas toneladas que será usado pela Boeing dentro do programa HiCAM, da NASA. O objetivo é tornar mais rápido o processo de produção de aeronaves modernas.

A ferramenta servirá para otimizar a fabricação de componentes feitos com compósitos termoplásticos. O HiCAM busca elevar a velocidade com que fuselagens e peças estruturais são produzidas. A ideia é usar matrizes metálicas precisas para estampar polímeros termoplásticos aquecidos, encurtando o prazo de entrega de frotas comerciais.

Com cerca de dois metros de altura, a peça foi construída por soldagem robótica contínua. A manufatura consumiu oito semanas ininterruptas de deposição controlada, em comparação com o tempo exigido pelos métodos de fundição convencionais.

A técnica empregada é um processo de arco elétrico que trabalha com fios metálicos, e não com o pó tradicional. Um braço automatizado conduz uma tocha de calor intenso, que derrete o arame condutor de maneira uniforme sobre uma base calibrada.

A produção combinou dois materiais: aço estrutural comum nas partes internas e aço inoxidável nas faces de contato direto. A escolha tem como objetivo aumentar a resistência mecânica ao desgaste e reduzir o custo total da ferramenta.

Para impedir que o resfriamento deformasse a geometria do molde por causa das tensões térmicas, a equipe fez mais de 30 simulações computacionais antes da impressão final. Também foram usados reforços temporários de suporte para manter a estabilidade da peça durante a fabricação.

O ferramental tem canais internos curvos que acompanham o formato da peça, o que permite uma transferência de calor mais uniforme e reduz o tempo de prensagem na moldagem de painéis de grande porte.

Além da agilidade, esse modelo de fabricação diminui o desperdício de matérias-primas metálicas e o tempo necessário para o acabamento das matrizes industriais.

Principais informações

• Um molde de aço de quase duas toneladas foi fabricado por impressão 3D metálica.
• A peça será usada pela Boeing no programa HiCAM, da NASA, para acelerar a produção de aeronaves.
• A manufatura levou oito semanas ininterruptas de deposição controlada, contra o tempo de métodos de fundição convencionais.
• O processo usa arco elétrico com fios metálicos, guiados por braço automatizado, em vez de pó.
• A ferramenta combina aço estrutural e aço inoxidável e tem canais internos curvos para aquecimento mais uniforme.