A impressão 3D acelera o desenvolvimento
A Škoda Auto utiliza impressão 3D no seu departamento de desenvolvimento há quase 30 anos. A empresa inaugurou recentemente um novo centro de impressão 3D equipado com 16 impressoras, muitas das quais operam quase continuamente. Todos os anos, são produzidas aqui cerca de 15.000 componentes para fins de desenvolvimento. Os métodos de fabrico modernos não só aceleram o processo de desenvolvimento, como também ajudam a reduzir os custos da criação de futuros modelos.
Que a impressão 3D apoie os construtores automóveis na criação e teste de novas ideias já não surpreende ninguém. O que pode ser inesperado é o facto de a Škoda Auto utilizar esta tecnologia há quase três décadas. Já em 1997, a empresa criou uma unidade de impressão 3D no departamento de desenvolvimento. “Naquela altura, chegámos a enviar feedback diretamente aos fabricantes de impressoras 3D, contribuindo para o avanço de toda a tecnologia”, explica Florian Weymar, responsável pelo Desenvolvimento do Automóvel Completo.
Atualmente, a Škoda Auto opera um centro dedicado equipado com 14 impressoras 3D industriais e duas máquinas mais pequenas, semelhantes às utilizadas por entusiastas domésticos. “Usamos quatro tecnologias de impressão diferentes. No início, só conseguíamos imprimir componentes com 30 centímetros; hoje conseguimos produzir peças com até um metro de comprimento”, refere Martin Sova, coordenador do Centro de Competências de Impressão 3D no Desenvolvimento Técnico.
Mais rápido e mais confidencial
O objetivo do Centro de Impressão 3D é acelerar e simplificar o desenvolvimento de novos veículos e componentes. A Škoda Auto produz internamente peças de protótipo que, de outra forma, exigiriam processos mais complexos ou dispendiosos, ou teriam de ser encomendadas a fornecedores externos. “A impressão 3D permite-nos poupar muito tempo. E como todos os dados permanecem na empresa, também oferece maior confidencialidade”, sublinha Sova. Os modelos impressos podem ainda ser reciclados.
Peças pequenas e simples podem ser preparadas quase de imediato, enquanto componentes mais complexos, como secções grandes de para-choques, demoram entre três a cinco dias a produzir e imprimir, consoante a sua complexidade. Mesmo assim, este prazo é significativamente mais rápido do que recorrer a um fornecedor externo. “A flexibilidade é outra vantagem. Se forem introduzidas alterações durante a preparação, podemos ajustá-las rápida e facilmente”, acrescenta Sova.
O equipamento do centro funciona praticamente 24 horas por dia. Segundo Sova, as maiores impressoras — que utilizam tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling) — operam cerca de 7.500 horas por ano, o equivalente a 312,5 dias, só parando para manutenção, assistência ou férias coletivas.
Todos os anos, o Centro de Impressão 3D produz cerca de 15.000 peças, algumas muito pequenas, outras com até um metro de comprimento. “Por exemplo, imprimimos para-choques em várias secções e depois montamo-los”, explica Sova. Algumas peças são usadas no seu estado bruto, mas muitas passam por pós-processamento, incluindo pintura e acabamento, realizados por outras áreas como a oficina de modelos ou de protótipos.
Não é uma impressora 3D normal
As impressoras utilizadas no Centro de Competências de Impressão 3D são máquinas industriais profissionais, muito além das impressoras domésticas. Ainda assim, o centro dispõe de algumas unidades mais pequenas para tarefas rápidas, usadas quando equipas de desenvolvimento precisam de produzir peças menores para testes. “As tarefas para as 16 impressoras industriais são geridas pela equipa do Centro de Competências. Os desenvolvedores fornecem os dados 3D, que depois são preparados para cada impressora e tecnologia. O centro funciona também como consultoria técnica. Sempre que possível, imprimimos várias peças ao mesmo tempo para maximizar a eficiência”, explica o Dr. Florian Weymar.
Cada uma das quatro tecnologias utilizadas serve propósitos distintos. A mais comum é a FDM, a clássica impressão por filamento, semelhante à doméstica, mas numa escala muito maior. Estas impressoras podem produzir peças até um metro, muitas vezes processadas posteriormente ou unidas para formar estruturas maiores. São utilizadas para modelos e protótipos destinados a testes aerodinâmicos, verificações de design ou ensaios de montagem.
Quando as peças precisam de cumprir requisitos funcionais mais exigentes, como encaixerem exatamente como no modelo final, é usada a tecnologia Multi Jet Fusion. Esta oferece uma resolução mais elevada, com camadas praticamente invisíveis, e melhores propriedades mecânicas.
O centro utiliza ainda as tecnologias PolyJet, ideal para modelos de apresentação e avaliações de design, e estereolitografia (SLA), que utiliza luz para solidificar camadas de resina. Tanto a SLA como a PolyJet permitem usar vários materiais, úteis para peças de dois componentes.
O futuro da impressão 3D
Atualmente, a Škoda Auto utiliza principalmente a impressão 3D em fases de design e teste. “Ainda assim, já desenvolvemos componentes que funcionaram perfeitamente durante dezenas de milhares de quilómetros em testes de estrada. Isso demonstra que é possível criar peças duráveis com impressão 3D”, afirma Sova. Isto sugere um potencial futuro na produção em série, embora tal ainda não seja realidade: o fabrico por moldagem por injeção continua mais económico para grandes volumes.
Uma possibilidade promissora é a produção personalizada de características ou acessórios específicos para veículos. Segundo Sova, este é um cenário realista. Outras evoluções potenciais incluem o uso de mais tipos de materiais e a capacidade de imprimir componentes significativamente maiores. “Os limites da tecnologia estão sempre a ser empurrados, e acompanhamos de perto o seu desenvolvimento”, conclui.