Um molde metálico de grande porte foi produzido por manufatura aditiva com arco elétrico para apoiar o programa HiCAM, da NASA. A ferramenta tem quase duas toneladas e cerca de dois metros de altura, e será usada na fabricação de estruturas aeroespaciais feitas de materiais termoplásticos.
A construção ocorreu em cerca de oito semanas, com deposição controlada de metal em uma oficina especializada. O processo utiliza fios metálicos, em vez de pó, e um braço automatizado conduz uma tocha que derrete o material sobre uma base calibrada.
Estrutura com dois tipos de aço
A parte interna do molde combina aço estrutural comum, enquanto as superfícies de contato direto recebem aço inoxidável. A configuração reduz o custo da ferramenta, aumenta a resistência ao desgaste e diminui a quantidade de matéria-prima desperdiçada.
O ferramental também tem canais internos curvos, adaptados à geometria da peça. Eles permitem a circulação de fluido para melhorar a transferência de calor e reduzir o tempo de prensagem de grandes painéis termoplásticos durante a moldagem.
Controle da deformação
O resfriamento das camadas metálicas poderia provocar tensões internas e alterar a forma do molde. Para lidar com esse risco, a equipe realizou mais de trinta simulações computacionais antes da impressão definitiva.
Suportes temporários foram instalados na parte posterior da peça para manter sua estabilidade. Depois, o bloco passou por tratamento térmico, etapa destinada a aliviar as forças residuais acumuladas antes da retirada das hastes auxiliares.
Aplicação no programa HiCAM
O programa da NASA busca aumentar a produção de fuselagens e componentes estruturais fabricados com materiais compósitos. A proposta é moldar polímeros termoplásticos aquecidos em matrizes metálicas precisas.
A manufatura aditiva por arco elétrico também reduz a necessidade de usinagem e acabamento das matrizes. Com canais internos personalizados e menor desperdício de metal, o método combina deposição robotizada, simulações computacionais e controle dos materiais para a fabricação de ferramentas de grande formato.
