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Uma Análise Detalhada das Estratégias de Qualificação de Peças de Manufatura Aditiva

Entender os passos para otimizar uma aplicação fabricada tradicionalmente para manufatura aditiva (MA) pode ser complexo, mas uma consultoria especializada pode ajudar a orientar sua organização nesse processo, desde a concepção até a qualificação de peças.

Uma Análise Detalhada das Estratégias de Qualificação de Peças de Manufatura Aditiva

Créditos: eos.info

Entender os passos para otimizar uma aplicação de fabricação originalmente tradicional para manufatura aditiva (MA) pode ser complexo, mas uma consultoria especializada pode ajudar a orientar sua organização através do processo, incluindo a qualificação de peças.

O que é qualificação e por que isso importa para peças em MA?

A garantia de qualidade (qualificação) é um dos requisitos críticos para peças fabricadas aditivamente com a intenção de substituir componentes estruturais e de máquinas ou equipamentos em diversos segmentos. O processo de qualificação refere-se aos requisitos vinculados a peças, máquinas, materiais e parâmetros de processo individuais com base no risco geral e implementados para garantir a integridade de uma aplicação. Como resultado, a qualificação pode ser alcançada apresentando a equivalência estatística com base no teste de muitas peças selecionadas aleatoriamente em várias construções e lotes de pó. A qualificação da peça aproveita o desempenho individual de uma única peça para um determinado material, independentemente da máquina em que foi construída.

As diretrizes de certificação e credenciamento de produtos estão em vigor para as peças fabricadas convencionalmente (por exemplo, fundição, forjamento), enquanto os componentes fabricados por MA requerem um conjunto exclusivo de regras e esquemas de certificação. Com apenas um conjunto de padrões focados na inspeção e certificação de produtos MA, a adaptação rápida para qualificar as peças em MA depende da coleta de evidências do histórico de processamento, resultados do processo e avaliação da matéria-prima, entre outros dados inerentes à fabricação. Órgãos reguladores, laboratórios de pesquisa e órgãos de padronização estão continuamente publicando e atualizando diretrizes técnicas para auxiliar na certificação e qualificação de peças em MA com base na pesquisa e evolução da indústria.

O que são as qualificações de instalação, operação e desempenho?

A qualificação de peças em MA pode ser feita de várias maneiras. Com base em diferentes metodologias, podem-se extrair três fases de alto nível no caminho para a qualificação.

  1. Qualificação de instalação (IQ) – a primeira qualificação envolve a coleta de evidências em que todos os aspectos críticos do equipamento de processo e do sistema auxiliar atendem às especificações do fabricante original (OEM). O IQ geralmente inclui duas partes: Teste de aceitação de fabricação (FAT), geralmente feito no local do OEM antes do envio do hardware, e Teste de aceitação do local (SAT), realizado no local do cliente durante a instalação. As compilações executadas durante FAT e SAT são geralmente idênticas para demonstrar a equivalência de desempenho antes e depois do envio do hardware. O procedimento EOS padrão para IQ envolve a execução de trabalhos de teste genéricos e/ou personalizados com base nos requisitos do cliente para FAT/SAT e a realização de verificações de segurança necessárias e testes de conformidade da máquina.
  2. Qualificação Operacional (OQ) – esta qualificação é onde os controles de processo necessários são estabelecidos para manter o desempenho estável do material e demonstrar que os requisitos de especificação do material podem ser atendidos satisfatoriamente. Também envolve a criação de trabalhos de teste com amostras de teste estáticos e/ou dinâmicos para demonstrar eficácia e reprodutibilidade e formar a linha de base para o design do aplicativo. Esses trabalhos são projetados tendo em mente os requisitos da aplicação final.
  3. Qualificação de performance (PQ) – envolve o bloqueio do design específico da peça, layout do trabalho, entradas de processo e etapas de pós-processamento necessárias para obter peças impressas consistentes ao longo do tempo. Os primeiros resultados de inspeção/teste das peças são muitas vezes essenciais para caminhar em direção a obtenção da certificação. Com base no volume de peças de produção, os conceitos podem ser estendidos para calcular as capacidades do processo e implementar estratégias de controle estatístico do processo para obter maior robustez.

Os desafios da qualificação

A falta de clareza com os padrões de qualificação para MA pode ser um desafio, pois as diretrizes e procedimentos raramente ajudam os clientes a configurar seus protocolos de qualificação. Por exemplo, mais de uma dúzia de padrões de qualificação para peças em MA são usados ​​para as indústrias aeroespacial, automotiva e médica. Por outro lado, as diretrizes para peças em MA qualificadas usadas em indústrias de semicondutores ou de petróleo e gás são limitadas e ainda estão sendo desenvolvidas. Se não for implementado corretamente, o processo de qualificação pode aumentar o tempo de inatividade e aumentar os custos de teste e impressão, pois cada fase de qualificação exige recursos consideráveis. Criar planos de controle para materiais e processos, definir protocolos de qualificação e gerar planos de teste econômicos que produzam peças seguras e de alta qualidade pode ser um desafio sem a orientação de especialistas experientes em qualificação em MA.

Gerenciamento da qualificação da peça

A qualificação é uma etapa desafiadora para clientes experientes e iniciantes em sua jornada de impressão 3D. Embora possa ser feito de forma independente, pode causar atrasos na produção, estímulo a solicitação de certificações adicionais e aumentar o tempo de lançamento no mercado para organizações com várias padronizações. A unidade de engenharia aplicada e treinamento da EOS, conhecida como Additive Minds, oferece consultoria com especialistas dedicados para esta etapa do processo da MA. Como embaixadores da manufatura aditiva, preparar os clientes e mitigar os desafios da qualificação são etapas importantes na preparação de organizações externas para aproveitar ao máximo a impressão 3D industrial.

Sobre a estratégia de qualificação Additive Minds

A estratégia de qualificação da Additive Minds baseia-se na redução dos testes repetidos de componentes individuais e na assistência aos clientes para acelerar o cronograma de qualificação, incorporando as lições aprendidas nas últimas três décadas – eliminando a experiência de reinventar a roda para nossos clientes. A equipe EOS se envolve com workshops customizados, críticos para a qualidade (CTQ) e análise de efeito do modo de falha do processo (FMEA) que fornecem informações vitais sobre a prontidão dos clientes para a qualificação. A Additive Minds também infunde o uso de ferramentas digitais, como simulações de processos, robótica avançada, inteligência artificial, aprendizado de máquina, monitoramento remoto e realidade aumentada e realidade virtual (AR/VR) com impressoras EOS para oferecer suporte aos clientes que desenvolvem uma plataforma robusta para permitir a transição acelerada para peças impressas qualificadas.

Qualificação daqui para frente

Na indústria de MA, uma peça qualificada significa desempenho de peça repetível, reproduzível, previsível e consistente com a capacidade de dimensionar para produção em massa. Enquanto as tecnologias de MA continuam amadurecendo, a ênfase para a próxima década é produzir peças qualificadas para diversas aplicações em grandes quantidades, o que é crucial para que esse método de fabricação seja amplamente adotado pelas indústrias tradicionais.

Se você tiver interesse em discutir o processo de estratégias de qualificação da sua organização, entre em contato com a AMS Brasil para saber mais sobre a consultoria Additive Minds da EOS e descubra como extrair o melhor da tecnologia em sua empresa.

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