Relatorio Tecnico Manufatura Aditiva Impressao 3D Vantagens Desvantagens e Aplicacoes

Enunciado A manufatura aditiva moderna baseada na impressão 3D nada mais é do que o processo de obtenção de um objeto ou um produto com geometria complexa e detalhada a partir de um desenho modelado por meio de um software específico Tratase de uma tecnologia que foi concebida na década de 80 e que desde então vem evoluindo de maneira significativa Isso se deve tanto à evolução dos sistemas computacionais com o advento de softwares de modelamento gráfico cada vez mais poderosos como também ao desenvolvimento de polímeros e ligas metálicas com propriedades favoráveis ao processo de impressão e deposição em camadas A manufatura aditiva veio para ficar e hoje é muito aplicada e bemvista por diversas indústrias e setores distintos da economia que apostam na manufatura aditiva moderna como um dos pilares da nova era industrial Setores como saúde indústria automobilística e aeronáutica são bons exemplos de indústrias que têm ajudado a desenvolver a manufatura aditiva Com base no contexto acima você foi contratado por uma indústria para emitir um relatório apontando as vantagens e desvantagens das tecnologias 3D indicando os sete principais processos existentes culminando em sua opinião técnica apontando se a empresa deverá ou não investir em um processo de fabricação por meio de impressão 3D e por quê Enunciado A manufatura aditiva moderna baseada na impressão 3D nada mais é do que o processo de obtenção de um objeto ou um produto com geometria complexa e detalhada a partir de um desenho modelado por meio de um software específico Tratase de uma tecnologia que foi concebida na década de 80 e que desde então vem evoluindo de maneira significativa Isso se deve tanto à evolução dos sistemas computacionais com o advento de softwares de modelamento gráfico cada vez mais poderosos como também ao desenvolvimento de polímeros e ligas metálicas com propriedades favoráveis ao processo de impressão e deposição em camadas A manufatura aditiva veio para ficar e hoje é muito aplicada e bemvista por diversas indústrias e setores distintos da economia que apostam na manufatura aditiva moderna como um dos pilares da nova era industrial Setores como saúde indústria automobilística e aeronáutica são bons exemplos de indústrias que têm ajudado a desenvolver a manufatura aditiva Com base no texto acima você foi contratado por uma indústria para emitir um relatório apontando vantagens e desvantagens das tecnologias 3D indicando os sete principais processos existentes culminando em opinião técnica apontando se a empresa deverá ou não investir em um processo de fabricação por meio de impressão 3D e porquê 1 TECNOLOGIAS 3D E OS PROCESSOS EXISTENTES Os produtos criados com técnicas de manufatura aditiva podem ser feitos em uma ampla gama de materiais plásticos metais cerâmica Existem 7 processos de manufatura aditiva com diferentes padrões de criação a Extrusão de Material Neste processo um polímero é extrudado ou puxado através de um bico aquecido montado em um braço móvel O bico se move horizontalmente enquanto a cama se move verticalmente permitindo que o material derretido seja construído camada após camada A adesão adequada entre as camadas ocorre por meio do controle preciso da temperatura ou do uso de agentes químicos de ligação b Deposição de energia direcionada Neste processo que pode ser realizado com uma variedade maior de materiais incluindo polímeros cerâmicas e metais um canhão de elétrons montado em um braço de quatro ou cinco eixos derrete o fio ou a matériaprima de filamento ou pó c Jateamento de Material Com o jateamento de material o cabeçote de impressão se move para frente e para trás de maneira muito semelhante ao cabeçote de uma impressora 2D No entanto ele se move nos eixos X Y e Z para criar objetos 3D Em seguida as camadas endurecem à medida que esfriam ou passam por um processo de cura por ultravioleta d Binder Jetting Jateamento de Aglutinante O processo de jateamento de aglutinante é semelhante ao jateamento de material exceto que neste processo a cabeça de impressão lança camadas alternadas de material em pó e um aglutinante líquido e Laminação de folhas Esse processo inclui a manufatura aditiva ultrassônica UAM e a manufatura de objetos laminados LOM Ele utiliza folhas ou tiras de metal que são unidas por soldagem ultra sônica para o processo de Fabricação de Aditivo Ultrassônico f Polimerização em cuba Por meio deste processo um objeto pode ser criado em uma cuba de fotopolímero de resina líquida Em seguida um processo chamado fotopolimerização realiza a cura de cada camada de resina microfina usando luz ultravioleta UV que é dirigida precisamente por espelhos g Powder Bed Fusion A tecnologia Powder Bed Fusion PBF pode ser usada em uma variedade de processos de manufatura aditiva incluindo sinterização direta a laser de metal DMLS sinterização seletiva a laser SLS sinterização seletiva por calor SHS fusão por feixe de elétrons EBM e fusão direta a laser de metal DMLM Esses sistemas usam lasers feixes de elétrons ou cabeças de impressão térmica para derreter às vezes parcialmente camadas ultrafinas de material em um espaço tridimensional Quando o processo é concluído o pó em excesso é soprado para longe do objeto 2 VANTAGENS a Velocidade na construção dos modelos b Redução dos custos c Redução de lead time d Redução de resíduos da produção e Flexibilidadeversatilidade na customização de objetos f Não precisa de moldes g Maior liberdade no design h Grande variedade de materiais i Prototipagem de baixo custo e retorno rápido j Redução ou eliminação do estoque físico e k Ganhos logísticos 3 DESVANTAGENS a Alto investimento b Custos de manutenção c Uso de software específicos d Exige conhecimentos técnicos que não estão ao alcance de qualquer utilizador e Trabalhos mais elaborados exigem impressoras mais complexas e f Exige manutenção contínua sendo que tem que se limpar a impressora após cada utilização 4 PARECER TÉCNICO O caso em tela representa uma tecnologia que veio evoluindo juntamente com seus componentes softwares polímeros ligas metálicas apropriadas etc e hoje se configura como revolucionária logo fazendo parte central do ciclo da indústria 40 É de se destacar a manufatura aditiva no contexto da saúde no contexto da vida atualmente já é possível uma impressão em 3D das mais impactantes de partes do corpo humano Neste sentido há que se destacar o que diz Ingomar Kelbassa da Siemens para quem a manufatura aditiva está inserida em um contexto maior de transformações A revolução na produção industrial que agora está em andamento graças aos avanços na fabricação aditiva não teria sido possível sem a transformação digital abrangente dos processos de produção desde software de design e engenharia e ferramentas de simulação para impressão até o controle e monitoramento de impressoras Todos esses elementos devem se encaixar perfeitamente diz Ingomar Kelbassa que chefia a Fabricação de Aditivos de Tecnologia Básica da Siemens Em última análise não é tanto a tecnologia individual que torna possível o sucesso da impressão 3D é o pacote completo SIEMENS sd Assim em um mundo cada vez mais digitalizado recomendase fortemente a adoção da tecnologia 3 D para a indústria Pensando do ponto de vista do mercado consumidor em constante mutação e níveis de exigência com a manufatura aditiva se pode dentro de um cenário de consumo de massa realizar um atendimento personalizado a cada cliente e a cada perfil ou seja uma disrupção que representa uma personalização em massa Inclusive se vislumbra a possibilidade de descentralização da produção neste sentido a manufatura aditiva tem potencial de realizar a produção no local mais próximo do consumidor ponto de vendas Dentro do ciclo industrial é possível sua aplicação a saber a desenvolvimento prototipagem verificação de design modelos conceituais apresentação protótipos funcionais b manufatura ferramentas gabaritos berços e fixadores conformação de metais grippers e braços robôs moldes para injeção e fundição c peças de produção peças de uso final peças de reposição customização em massa produção de baixo volume melhoria contínua de processo Neste sentido destacase o depoimento do líder de manufatura aditiva da Siemens Michael Kuczmik Personalizar peças de produção de baixo volume usando impressora 3D FDM foi transformador para nossa oferta de serviço ao cliente bem como para nossa cadeia de suprimentos Não apenas estamos recebendo pedidos sob demanda a impressão 3D também nos deu flexibilidade para atender às exigências do cliente mais rapidamente sem a criação de peças obsoletas no processo Michael Kuczmik Siemens Mobility Líder de Manufatura Aditiva Realizando uma síntese das vantagens e desvantagens devese estabelecer uma reflexão o método 3D iria reduzir custos ou o tempo de produção Manteria ou aumentaria a qualidade Seria financeiramente viável no contexto do interessado E sobre a expertise no tema seus colaboradores possuem qualificação adequada As reflexões são oportunas pois algumas situações presentes na manufatura aditiva podem representar barreiras iniciais de investimento no curto prazo e precisa ser trabalhados os níveis de maturidade pois conforme pontuado anteriormente há problemas como falta de mão de obra especializada custo e tempo de produção entre outros que podem representar obstáculos para que objetos sejam produzidos para além da baixa escala REFERÊNCIAS DOUTOR IOT Manufatura Aditiva Disponível em httpswwwdoutoriotcombrnegociosindustria40manufaturaaditiva Acesso em Mar2023 GROOVER M P Fundamentos da Moderna Manufatura Vol 2 5ª edição Rio de Janeiro LTC 2017 SIEMENS Manufatura Aditiva na Siemens Disponível em httpswwwsiemenscombrptdigitalizacaoimpressao3dhtml Acesso em Mar2023 STRATASYS Criação ilimitada líder em manufatura aditiva Disponível em httpswwwstratasyscombr Acesso em Mar2023 VOLPATO N Manufatura aditiva Tecnologias e Aplicações da Impressão 3D São Paulo Editora Blucher 2017