Prototipagem via impressão 3D

Avanço. Não há palavra que melhor define o modo como a tecnologia vem se modificando ao longo dos últimos anos. Cada vez mais as técnicas que antes eram referência dentro do âmbito científico, se tornam ultrapassadas frente ao que vem surgindo. Uma dessas tecnologias consiste na denominada manufatura aditiva ou, como é comumente chamada, “impressão 3D”. Mais frequentemente, é possível observar o uso dessa nova tendência para a construção de protótipos das mais variadas naturezas, dentro das grandes indústrias e para aplicações bem específicas.

 

O que é um protótipo?

Basicamente, um protótipo consiste em uma representação física do produto final, podendo ser de média a alta fidelidade em relação ao que ele reflete. Além disso, ele tem como finalidade simular a interação do mecanismo ou máquina com o homem/ambiente, de modo que os engenheiros responsáveis possam analisar as variáveis e efeitos que as simulações computacionais não levam em conta.

Figura 1: Protótipo de motor.

Fonte: Mikes Photos from Pexels

A vantagem de se usar um protótipo durante a concepção de um projeto é o fato de evitar gastos desnecessários com a produção, tanto em relação a descarte de materiais quanto a tempo ocioso de máquinas no chão de fábrica.

Depois da validação do protótipo, o produto final pode ser concebido sem maiores problemas. O que ocorre atualmente é bem diferente dos tempos anteriores, onde todo o processo de desenvolvimento era realizado para que, só depois o produto pudesse ser validado. Essa prática dispensava de grandes quantias e mostrava-se um ponto fraco das antigas empresas.

O que é impressão 3D?

A denominada manufatura aditiva consiste na criação de objetos físicos por meio da deposição de várias camadas de um determinado material com base em um modelo digital previamente estabelecido. Esta tecnologia é extremamente nova e tem se desenvolvido tão rapidamente que, em questão de apenas alguns meses, novos conceitos e técnicas vão surgindo.

Existem vários tipos diferentes de manufatura aditiva que variam desde o material utilizado para a deposição de camadas, até a forma como o material é posicionado no produto final. Dentre os mais famosos, temos:

Fabricação de filamentos fundidos: consiste na fusão e extrusão subsequente de compostos plásticos e poliméricos, através de altas temperaturas.

Estereolitografia: compreende o uso de radiação ultravioleta para alcançar o ponto de fusão ou solidificação do material que será depositado.

Sinterização a laser: engloba o uso de laser para fundir materiais a minúsculas partículas. Esse processo é realizado camada por camada.  

Figura 2: Impressora 3D.

Fonte: ZDNet.

Além dos citados acima, que são os mais utilizados, existem vários outros métodos que a manufatura aditiva abrange.

Devido sua facilidade de execução e alto desempenho, a impressão 3D tem sido utilizada em diversas aplicações e nas mais variadas áreas da ciência e tecnologia.

Dentre essas áreas, a medicina mostrou-se um campo bem promissor devido ao rico impacto que as aplicações de manufatura aditiva oferecem. Por exemplo, na área de reabilitação de pacientes, a impressão 3D é utilizada para a criação de próteses de baixo custo, reparação de partes devido à contusões e traumatismos e até reprodução de cartilagens, ossos e membros perdidos em humanos e animais.

Figura 3: Tucana Tieta, teve seu bico reparado através da impressão 3D.

Fonte: TecMundo

Acima, há o exemplo da tucana Tieta que, devido aos maus tratos aos quais era submetida, teve pedaços de seu bico arrancado. Por meio da ajuda de entidades como o IBAMA e outras instituições, ganhou um novo bico obtido através da manufatura aditiva.

Outro exemplo interessante a ser citado e mais recente ai

nda, é o caso do olho biônico criado por pesquisadores da Universidade de Minnesota (EUA). Este mecanismo consegue converter a luz recebida em impulsos elétricos que seriam captados pelo cérebro, similar ao que o corpo humano faz em um modo geral. Esse dispositivo, apresentado na figura abaixo, também só foi concebido mediante às várias facetas que a impressão 3D oferece.

Figura 4: Olho biônico desenvolvido para reabilitação de pessoas cegas.

Fonte: TecMundo

 

Portanto, é possível verificar a importância que a impressão 3D vem ganhando nos últimos anos devido sua extrema versatilidade e poder de criação.

Prototipagem e impressão 3D: o melhor dos dois mundos

Juntando as vantagens de uma prototipagem realizada de modo correto adicionada à multifuncionalidade oferecida pela manufatura aditiva, os avanços tecnológicos caminham, cada vez mais, com passos largos em direção a maiores e melhores projetos.

Dentre todas as vantagens que essa combinação promove, podemos citar como uma das mais fundamentais a diminuição de desperdício de material quando comparado a métodos normais de usinagem, como o torneamento ou fresamento. Outra vantagem que se pode apontar consiste na redução de tempo criação e fabricação de cada item ou componente.

Figura 5: Prototipagem 3D de uma furadeira.

Fonte: 3DFila

Por fim, muitas empresas já estão incluindo a impressão 3D em seus ciclos de produção, obtendo grandes melhorias em seus processos. A evolução causada pela manufatura aditiva foi tão profunda que muitos apontam que ela está moldando uma nova revolução industrial, a denominada Indústria 4.0.

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