Quando a maioria das pessoas pensa em impressão 3D no setor automotivo, imagina um laboratório de P&D: engenheiros em um prédio separado, criando protótipos de peças conceituais meses antes da produção. Na General Motors da América do Norte, a realidade não tem nada a ver com isso.
Em toda a rede global de montagem da GM, as impressoras FDM da Stratasys estão instaladas no chão de fábrica. Não em um laboratório. Bem ao lado da linha de produção, onde as pessoas que montam veículos todos os dias podem transformar um problema em uma solução impressa antes do início do próximo turno.
“A manufatura aditiva nos dá a oportunidade de oferecer aos membros de nossa equipe de chão de fábrica, em todas as unidades, as ferramentas para se envolverem, criarem ideias, produzirem protótipos e validarem uma solução”, diz Doneen McDowell, vice-presidente de fabricação das operações de montagem de caminhonetes grandes e SUVs de grande porte. “Se pudermos dar às pessoas as ferramentas para que elas sejam responsáveis pelo resultado dentro de sua área de atuação e, em seguida, pegarmos essas soluções e as aplicarmos em toda a nossa rede onde forem pertinentes, obteremos o melhor resultado.”
Essa filosofia transformou a força de trabalho da GM no que a liderança descreve como 50 mil solucionadores de problemas. A Stratasys F900 é a plataforma que torna isso possível.
A mudança não aconteceu da noite para o dia, mas a transformação cultural é inconfundível. A manufatura aditiva na GM não é mais uma novidade ou um experimento secundário. É simplesmente a forma como o trabalho é feito.
“Quando vou a uma fábrica para analisar o lançamento de um produto, a manufatura aditiva é simplesmente o que fazemos”, diz Ryan Odegaard, diretor de engenharia de fabricação de tintas. “Não é mais algo especial.”
Essa normalização é deliberada. A GM não se limitou a instalar impressoras. Ela construiu um sistema em que os membros da equipe da linha de frente identificam problemas, projetam soluções e imprimem ferramentas funcionais em termoplásticos FDM de nível de produção, sem esperar por fornecedores externos ou aprovações de engenharia que levam semanas.
Na Factory Zero, a fábrica de veículos totalmente elétricos da GM que produz o Hummer EV, o GMC Sierra EV e o Cadillac Escalade IQ, o líder do turno de manutenção da montagem geral, Alex Jaraki, descreve o momento em que a tecnologia FDM da Stratasys provou seu valor de uma forma que todos puderam perceber.
“Tivemos uma paralisação da linha de produção em que precisávamos de um suporte especial para fixar um interruptor no efetor final de um robô”, lembra Jaraki. “O prazo de entrega tradicional teria levado semanas, mas, por meio da manufatura aditiva, conseguimos fabricar esse suporte em quatro horas.”
Quatro horas. Não quatro semanas. Esse tipo de agilidade não apenas economiza dinheiro. Ela muda a maneira como as pessoas enxergam o que é possível quando surge um problema às 6h da manhã de uma segunda-feira.
Diferentemente da impressão 3D voltada para o consumidor, a tecnologia FDM da Stratasys utiliza termoplásticos de engenharia reais: materiais como ASA, ABS-M30, Nylon 12 e policarbonato, que oferecem as propriedades mecânicas, a estabilidade dimensional e a durabilidade exigidas pelos ambientes de produção. Explore os materiais FDM para manufatura →
As aplicações abrangem toda a gama do que uma moderna fábrica de montagem exige. Moses Harris, engenheiro de aplicações de manufatura aditiva que dá suporte direto a cinco fábricas da GM, descreve o escopo: dispositivos de fixação de peças, dispositivos de montagem, gabaritos e auxiliares de verificação de qualidade, além de dispositivos de proteção contra danos que mantêm as superfícies pintadas seguras durante a montagem.
Na Factory Zero, a equipe liderada por Hanan Alattar, especialista em manufatura aditiva, imprimiu centenas de tampas de ASA em um único dia para tampar buracos em placas diamantadas de esteiras de roletes — um problema de segurança identificado pela manhã e resolvido à tarde. O ASA foi o material escolhido devido à sua estabilidade aos raios UV, resistência mecânica e acabamento superficial liso. Essas propriedades são importantes quando uma peça precisa ter bom desempenho em um ambiente de produção, e não apenas ter uma boa aparência em uma prateleira.
Na fábrica de Fort Wayne, onde as picapes Chevy Silverado e GMC Sierra saem da linha de produção, a equipe imprime ferramentas ergonômicas usadas centenas de vezes por dia, incluindo uma ferramenta personalizada para a palma da mão que reduz a fadiga ao instalar as tampas centrais nas rodas. Em Lansing Delta Township, o líder de manufatura aditiva, Kevin Powell, descreve como imprimem peças protótipos antes mesmo de os fornecedores terem os arquivos de projeto.
“Eles podem me enviar um arquivo. Os fornecedores nem sequer têm os arquivos ainda”, diz ele. “Posso imprimir a peça e testar o encaixe. Antes, teríamos que esperar meses. Agora, podemos imprimir em 3D a peça real, levá-la até um veículo, testar o encaixe e enviá-la ao fornecedor para que ele faça a alteração. Conseguimos fazer isso em uma semana.”
A Stratasys F900 é a plataforma FDM padronizada da GM em toda a sua rede de montagem. A GM a escolheu por seu volume de construção de 36×24×36 polegadas, compatibilidade com materiais de alto desempenho e confiabilidade comprovada em ambientes de produção que operam em vários turnos.
Um detalhe que se destaca em todas as conversas: os membros da equipe que utilizam essas ferramentas diariamente realmente as preferem. Em Fort Wayne, o operador de apoio da linha de motores Kurt Glasner fala sobre uma ferramenta impressa em 3D para o cabo do motor, usada de 60 a 90 vezes por turno na linha de motores.
“É leve, ergonômica e fácil de usar”, diz Glasner, comparando-a à ferramenta de metal soldado que ela substituiu. “A antiga era mais pesada. Não é tão ergonômica quanto as novas ferramentas impressas em 3D.”
Essa preferência é importante. Quando os operadores escolhem a ferramenta impressa em vez da tradicional, a adoção não é uma imposição. É um resultado natural de um design melhor, possibilitado pela liberdade que os termoplásticos FDM oferecem aos designers para otimizar a ferramenta para a mão humana, e não para as limitações da usinagem.
A abordagem da GM inverte completamente a história típica de adoção da manufatura aditiva. Em vez de uma implantação de cima para baixo impulsionada pela engenharia, eles construíram uma cultura de inovação de baixo para cima, na qual as pessoas mais próximas do trabalho têm autonomia para resolver seus próprios problemas. A tecnologia FDM da Stratasys é a plataforma de manufatura que torna possíveis a velocidade, a confiabilidade e o desempenho do material.
