Processos de Manufatura: Introdução à Manufatura Aditiva e suas Tecnologias, Notas de aula de Processo de Produção

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Processos de Manufatura

Douglas Ferreira Goios

Processos de Manufatura: Manufatura Aditiva

Polímeros

Como funciona a impressão 3D?

• Uma impressora 3D é totalmente diferente do que estamos

acostumados a ver nas impressoras que imprimem em papel. A

tecnologia de impressão 3D segue um modelo digital, criado num

computador, para materializar um objeto físico com precisão. Com o

modelo tridimensional projetado em um software específico, geralmente

em CAD, os comandos são enviados à impressora, que “fatia” esse

desenho 3D em inúmeras camadas. A partir daí, a impressora 3D passa

reproduzir essas camadas, uma a uma, até que se tenha o objeto todo

“impresso”.

Como funciona a impressão 3D? Explicando melhor, a impressora 3D injeta a resina em cada camada, de acordo com o projeto 3D, até que se forme a peça do jeito que ela foi desenhada. As máquinas mais comuns podem ser por fusão a laser, fundição a vácuo ou moldagem por injeção.

Tecnologia de Impressão 3D

• Modelagem por Fusão e Deposição (FDM ou FFF): é o processo em que a impressora deposita por extrusão filamentos fundidos de matéria-prima polimérica, camada por camada.

Tecnologia de Impressão 3D

• Estereolitografia (SLA): é a técnica em que a impressora 3D funde e solidifica seletivamente cada camada de resina polimérica através de feixes de laser ultravioleta (raios UV). Manufatura aditiva de polímeros. Fonte: Revista Ferramental.

Tecnologia de Impressão 3D

• Sinterização Direta de Metal a Laser (DMLS): é o procedimento em que o pó metálico é sinterizado, camada por camada, por um feixe de laser de alta potência, assim como no SLS.

Materiais para impressão 3D Os materiais poliméricos mais utilizados no processo de Manufatura Aditiva são:

• ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno);
• Nylon;
• PLA (poli ácido lático); Além desses, o PC (policarbonato), PP (polipropileno), PS (poliestireno), PET (politereftalato de etileno) e o PEAD (polietileno de alta densidade) podem ser empregados.

Uso de impressão 3D na indústria A tecnologia de impressão 3D tem revolucionado a indústria, especialmente no que se refere a criação de protótipos, que podem ser produzidos com muito mais velocidade e precisão a partir dessa ferramenta. Antes disso, para se produzir um protótipo, a peça deveria ser moldada manualmente a fim de se obter uma matriz, o que demandava tempo e abria brechas para muitos erros. Essas máquinas de impressão 3D também oferecem a possibilidade de se fabricar peças ou produtos sob medida, diretamente para o cliente final.

Popularização da impressão 3D Com a entrada de mais empresas no desenvolvimento de impressoras 3D e no aperfeiçoamento dessa tecnologia, acredita-se que hoje em dia há mais de 300 mil impressoras 3D desktop espalhadas pelo mundo. Com essa popularização, a impressão 3D já chega às mais diversas áreas, como: engenharia, design de produto, medicina e odontologia, arquitetura e decoração, joalheria, indústrias de manufatura (de embalagens plásticas ao setor automotivo), até a projetos de ajuda humanitária. Em todas as áreas é possível observar o uso da impressão 3D para acelerar processos de inovação.

Dentre os benefícios da impressão 3D dentro da indústria 4.0 estão:

• A redução nos custos excessivos com ferramentas
• Aceleração do processo de desenvolvimento de produtos
• A otimização do design
• A utilização de materiais mais baratos
• A redução significativa no índice de desperdícios de uma empresa

Impacto da Impressão 3D

• Dessa maneira, a impressão 3D desponta como uma tendência importante na Indústria 4.0, já que essa tecnologia aposta na eficiência, produtividade e competitividade das empresas que passam a aplicá-la.
• A personalização é um dos principais pilares da Quarta Revolução Industrial e amplamente amparado pela impressão 3D.
• Além do exposto, essas novas tecnologias surgem para facilitar o trabalho dentro das fábricas, principalmente quando se tem uma produção mais “enxuta”, pois contribuem para redução de custos em todo o processo produtivo.

Estudo de Caso:

• Se a terceira revolução industrial foi marcada pela produção em série por meio da automatização de linhas de fabricação, as tecnologias da indústria 4.0, e especialmente a impressora 3D permite uma produção mais customizada às necessidades específicas de cada cliente.
• Um ótimo exemplo disso é a oficina de customização de carros e motos TMC (Tarso Marques Concept) que apostou na manufatura aditiva tanto para prototipagem de novas peças, quanto para produção de peças finais, tornando ainda mais inovadores e personalizados os seus projetos.

Depoimento: “Antes, para produzir qualquer peça a gente levava dias, as vezes semanas, entre os processos manuais e o molde em clay ou em poliuretano, e perdia muito tempo com isso. Com a impressora 3D facilitou demais! Hoje a gente faz o projeto no computador, manda para a impressora, e em poucas horas a peça fica pronta e eu sei que ela vai encaixar. É outro mundo!” Tarso Marques – TMC.