Os mandris produzidos em AM oferecem novas oportunidades para os fabricantes de compósitos

Jun 12, 2023

A manufatura aditiva (AM) tem a capacidade de interromper os processos industriais e facilitar a obtenção de resultados inovadores, econômicos e rápidos quando comparado aos processos de produção tradicionais. Coincidindo com o rápido crescimento na demanda por produtos feitos de materiais compósitos – que são inerentemente mais fortes, mais leves e mais resistentes ao meio ambiente do que os materiais convencionais – o AM está hoje definido para revolucionar a produção de compósitos nas indústrias de defesa, aeroespacial e outras. Nesses setores, pode (entre outras coisas) ser usado para criar mandris para dutos e respiradouros para aplicações de gerenciamento de ar, fluido e energia.

Os mandris são uma ferramenta essencial ao fazer peças e componentes compostos ocos. Durante o processo de fabricação, o mandril é inserido na extremidade de um tubo ou cano e mantido no lugar enquanto o objeto é formado ao seu redor. Isso garante que o produto acabado mantenha sua forma e tamanho.

Tradicionalmente, o tipo mais comum de mandril é feito de aço, mas alumínio e outros metais também podem ser usados. Esses mandris, no entanto, podem ter aplicações limitadas e podem ser caros. Este artigo explicará aos engenheiros de todos os setores industriais relevantes como seus processos de fabricação podem ser simplificados e otimizados por meio do uso de AM para produzir mandris como ferramentas de sacrifício para a fabricação de compósitos.

Os materiais compostos, amplamente utilizados em muitos setores de fabricação, são materiais compostos de dois ou mais componentes distintos. Esses componentes podem ser uma combinação de metais, polímeros, cerâmicas, fibras e várias outras substâncias, dependendo da aplicação. Os materiais compósitos são usados ​​em uma variedade de aplicações industriais porque oferecem uma série de benefícios em relação aos materiais tradicionais, como o fato de serem leves, permitindo a eficiência de combustível e exibindo maior resistência, maior estabilidade, maior resistência ao desgaste e maior resistência às intempéries e aos danos ambientais.

Materiais compostos também são mais fáceis de fabricar e moldar em formas complexas do que metais, plásticos e cerâmicas. Ao combinar diferentes tipos de materiais, os engenheiros podem criar materiais que atendam a requisitos específicos e forneçam serviços duradouros para muitos setores. Com a crescente demanda por materiais compósitos, fica claro que esses materiais versáteis continuarão a desempenhar um papel importante na indústria nos próximos anos.

Produção de mandril convencional vs AM

Os métodos tradicionais de fabricação de mandris existem há séculos e ainda estão em uso hoje. Existem três principais métodos tradicionais de fabricação de mandris: fundição, forjamento e usinagem.

A fundição é o método mais comum de fabricação de mandris industriais. Nesse processo, o metal fundido é vazado em um molde que tem a forma do mandril desejado. O metal esfria e endurece, e o mandril é então removido do molde. No processo de forjamento, uma peça de metal é aquecida até ficar maleável e então é moldada no mandril desejado usando martelos e outras ferramentas. No processo de usinagem, uma peça de metal é cortada ou fresada na forma desejada usando tornos, fresadoras ou outras máquinas-ferramentas.

Há uma série de desvantagens inerentes ao uso de tecnologias convencionais de produção de mandris, a principal delas é que muitas vezes consomem tempo, trabalho intensivo, geralmente geram muitos resíduos e são limitadas na extensão da complexidade geométrica que pode ser alcançada .

A AM pode ser usada para criar mandris com geometrias complexas que seriam difíceis ou impossíveis de produzir usando métodos tradicionais. A AM oferece uma abordagem mais flexível que pode criar mandris com designs complexos e recursos internos com extrema rapidez, sem a necessidade de ferramentas de corte caras. Os métodos tradicionais de produção de mandris também exigem que várias peças sejam produzidas se houver geometrias complexas ou saliências, etc., caso contrário, não seria possível remover o núcleo do mandril. Produzir várias peças significa custo extra, é demorado e abre a possibilidade de erros e retrabalhos.