Relatório anual 2017

A próxima geração de fabricação de rotores

A Sulzer e um conhecido fabricante de compressores estão desenvolvendo em conjunto um processo de fabricação inovador para rotores fechados. Graças ao novo processo, a Sulzer poderá oferecer peças de alta qualidade com prazos bem mais curtos. O ambicioso objetivo é oferecer rotores fechados dentro de 48 horas aos nossos clientes.

Rotor é o componente giratório de uma bomba. Ele transfere a energia do motor para o fluido e acelera o fluido para aumentar a pressão. Ao contrário de um rotor aberto, o rotor fechado tem ainda uma cobertura frontal presa a ele.

Devido à geometria única dos rotores fechados de bombas, a única maneira de produzir esses componentes, até o momento, é usar tecnologias de fundição. No entanto, com essas tecnologias existem riscos de pequenos defeitos internos e superficiais, qualidade de superfície justa, mas limitada, além de pequenas imprecisões geométricas. Esses problemas não só afetam o desempenho geral da peça, mas também determinam o quanto os pós-processos, como tratamento de superfície e balanceamento, são necessários.

Outro fator, mesmo para as chamadas tecnologias de fundição rápida, é o prazo relativamente longo para produzir uma peça acabada.

Combinando tecnologias aditivas e subtrativas

A solução para uma produção de rotor muito mais rápida e melhor está em uma tecnologia que já foi utilizada pela Sulzer há muitos anos, a deposição de metais a laser (LMD). O importante é usar LMD para construir geometrias em 3D de forma aditiva, depois usar a fresagem clássica de 5 eixos para obter superfícies e precisão de alta qualidade.

O processo híbrido traz vantagens ainda maiores do que o processo seletivo de fusão a laser (SLM) amplamente conhecido, muitas vezes chamado de impressão 3D em metal, para certas indústrias, incluindo a indústria de bombas. A taxa de deposição é cerca de uma magnitude (5 a 15 vezes) maior do que a SLM clássica. Ao mesmo tempo, a quantidade de material aditivo dentro de um componente pode ser significativamente reduzida, o que mantém o custo total do processo razoável. Além disso, as estruturas de suporte para acúmulos aditivos podem ser evitadas. O processo de fresagem de 5 eixos de última geração atinge alta precisão e qualidade de superfície. A fabricação híbrida também agiliza os nossos ciclos de desenvolvimento de produtos porque podemos produzir protótipos e obter feedback dos clientes muito mais rapidamente.

Rotores fechados de bombas em 48 horas

Para melhorar o processo, todos os parâmetros envolvidos, como energia a laser, alimentação do pó, velocidade, posição focal, etc. precisam ser otimizados. Além disso, as ferramentas de software do CAM (fabricação assistida por computador) precisam utilizar os recursos de tais processos de fabricação híbridos. A maioria dos softwares CAM é programada para realizar tarefas de fabricação subtrativas. A geração aditiva de mais do que apenas uma camada de revestimento, especialmente na forma como o processo LMD adiciona material, se tornou um requisito recentemente.

Para otimizar os parâmetros e automatizar a programação da ferramenta, a Sulzer uniu forças com um conhecido fabricante de compressores. Com a dedicação e a experiência de ambas as empresas, as equipes estão convencidas de que serão capazes de alcançar seus ambiciosos objetivos comuns de oferecer rotores fechados de alta qualidade em apenas 48 horas para os clientes, a partir de meados de 2018. Esta é uma queda radical do padrão atual de 25 a 35 dias de tempo de produção usando métodos tradicionais de fundição.

O desenvolvimento de um rotor fechado através da fabricação híbrida: (1) tarugo forjado; (2) núcleo do rotor usinado para a geometria final; (3) rotor completo através da fabricação aditiva e das etapas de moagem subsequentes.

Aplicação de fabricação híbrida em outras peças

A fabricação híbrida não se limita apenas aos rotores, nem aos materiais isolados. Portanto, os desenvolvimentos futuros visam usar a fabricação híbrida para outros componentes da bomba ou usar diferentes materiais dentro de uma peça. Um exemplo do uso de diferentes materiais é a aplicação de um revestimento resistente ao desgaste por meio da LMD durante o processo de fabricação. Este revestimento pode ser aplicado na respectiva área do rotor para substituir um anel de desgaste.


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