Buscar

Manufatura Aditiva e Personalização

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 19 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 19 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 19 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

AULA 6 
TENDÊNCIAS EM PERSONALIZAÇÃO 
E MANUFATURA ADITIVA
Prof. Roberson Cesar Alves de Araújo 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Essencialmente, os processos de fabricação apresentam princípios 
fundamentados na moldagem, conformação, união ou divisão de um componente 
ou também a remoção (ou subtração) de material para alcançar a forma desejada, 
destacando-se como sendo o mais usado amplamente na indústria. Ao final da 
década de 1980, surge um novo modelo de fabricação apoiado na tecnologia de 
adição de material, nomeado hoje de Manufatura Aditiva (AM-Addict 
Manufacturing) ou simplesmente impressão 3D. 
A AM se constitui em um processo de fabricação em que são introduzidas 
consecutivas camadas de material de maneira a viabilizar um objeto de formato 
tridimensional. Dentro de um contexto de produção de peças metálicas, por 
exemplo, encontramos variadas formas de fabricação, possuindo atributos que 
diferem sobretudo na intensidade de energia disponibilizada no instante da 
deposição do material. Os atributos fundamentais da manufatura aditiva são a 
diminuição do número de etapas e processos empregados na fabricação de um 
objeto, a possibilidade de construção de geometrias complexa e a utilização 
menor de material gerando economia. Isso demonstra de maneira geral a sua 
importância nas questões referentes à integração da tecnologia na cadeia de 
produção. 
A prototipagem rápida (Rapid Prototyping – RP) pode ser entendida como 
sendo um processo de fabricação operando por meio da adição de material em 
camadas planas sequenciais, originando-se de um modelo virtual de três 
dimensões (3D), derivando na confecção de uma peça física. 
Figura 1 – Processo de Prototipagem Rápida (Rapid Prototyping – RP) 
 
 
3 
 
 
A tecnologia de RP está cada vez mais tendo sua adoção de forma global, 
essencialmente depois de expirada a patente de modelagem por fusão e deposição 
(fused deposition modeling – FDM) no ano de 2005. Logo após este fato, ocorreu 
a criação do projeto de prototipagem rápida replicável (Replicating Rapid Prototyper 
- RepRap), o qual consiste na impressão de peças de uma impressora 3D em outra, 
efetuando sua reprodução, fortalecendo a manufatura aditiva. 
Os fatores limitadores do processo de manufatura aditiva estão relacionados 
aos diversos materiais processados por métodos fundamentais quanto as suas 
propriedades finais, precisão dimensional, velocidade de fabricação, ciclo de 
repetição de construção, da mesma forma que os custos e capacidades de 
diversificação de fornecedores das matérias prima. O potencial produtivo de peças 
ou objetos com geometrias especiais, personalização de produção e capacidade 
de se operar por meio de diferentes tipos de materiais, derivam em um esforço da 
comunidade cientifica mundial visando romper essas barreiras e que a manufatura 
aditiva seja ampliada e venha a se destacar na forma de processo de fabricação. 
Processo de 
prototipagem rápida
Baseado em líquido
Estereolitografia (SLA)
Cura sólida (SGC)
Cura laser ultravioleta 
(SOUP)
Fotopolímero jateado 
(JPS)
Baseado em pó
Impressão em três 
dimensões (3DP)
Sinterização seletiva a 
laser
Sinterização direta de 
metais a laser (DMLS)
Baseado em sólido
Laminado 
manufatura de objeto 
laminado (LOM)
Fundido
modelagem por fusão 
e deposição (FDM)
Impressão por 
mudança de fase
 
 
4 
TEMA 1 – PROCESSOS DE AM POR EXTRUSÃO DE MATERIAL 
Existem diversas tecnologias disponíveis no mercado para a produção de 
peças ou objetos fabricados por meio de extrusão de material; entre elas, 
destacam-se as tecnologias de baixo custo recentemente criadas e que se 
baseiam no princípio de extrusão de material, particularmente em tecnologia FDM 
(de Fused Deposition Modeling). Essa tecnologia tem característica de possuir um 
fornecimento por filamentos, construindo o protótipo por deposição de um material 
que sofreu extrusão. O cabeçote de extrusão se movimenta nos eixos X-Y, 
posicionado em uma mesa com movimento no eixo Z, recebendo continuamente 
o material no formato de um fio, esquentando esse fio até um ponto semilíquido 
ou pastoso. Durante o processo de extrusão, acontece o abastecimento do 
material termoplástico para o cabeçote injetor aquecido, sendo, na sequência, 
disposto em uma plataforma cuja função é de servir de base para o objeto que se 
pretende produzir. Esse cabeçote, então, efetua a fusão do material pelo qual 
ocorre o processo de extrusão, formando cada camada do objeto de maneira 
individual. Para esclarecer esse funcionamento do processo de manufatura aditiva 
por extrusão de material, temos atualmente uma divisão básica segmentando em 
duas tecnologias: FDM e FFF. 
1.1 Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM - Fused 
Deposition Modeling) 
Por meio da tecnologia FDM, são utilizados filamentos de resinas 
termoplástica que são aquecidas e extrudadas com base em uma matriz em 
formato de ponta que efetua movimentos em um plano X-Y. Efetuando uma 
analogia, podemos exemplificar como o modo em que um confeiteiro realiza a 
ação de enfeitar um bolo utilizando um saco de confeitar. Dessa forma, a matriz 
de extrusão controlada realiza o depósito de filetes de materiais finos em cima da 
plataforma de fabricação, gerando a primeira camada do objeto. Essa plataforma 
é sustentada sob uma temperatura menor que a do material, de modo que a resina 
termoplástica venha a sofrer um rápido endurecimento. Na sequência ao 
endurecimento, a plataforma é abaixada e a matriz de extrusão efetua o depósito 
de uma segunda camada que se sobrepõe a primeira. Esse processo sofre uma 
repetição continua até o momento da elaboração total do protótipo. Desse modo, 
são fabricados suportes ao protótipo durante o processo de fabricação de modo a 
evitar movimentação do protótipo durante a sua produção. Esses suportes são 
 
 
5 
fixados no protótipo com uso de um segundo material, que é mais frágil, ou uma 
junção perfurada. Como material para o equipamento, as resinas termoplásticas 
apropriadas para esse processo compreendem o poliéster, polipropileno, 
elastômeros e ABS. 
Figura 2 – Princípio de funcionamento do processo FDM da Stratasys 
 
Fonte: Volpat, 2017. 
O processo FDM foi originalmente patenteado pela empresa Stratasys, 
diferencia-se de outros processos por extrusão de material de impressoras de 
custo reduzido em diferentes características. A característica que mais se destaca 
está na presença de dois bicos extrusores, sendo um com finalidade de operar 
com o material da peça e o outro com a função de operar com o material de base 
e com as estruturas de suporte. 
Um dispositivo eleva e abaixa o bico de extrusão do suporte, possibilitando 
interpolar os dois bicos; dessa maneira, impede-se que, no momento que o bico 
de suporte não esteja sendo utilizado, colida com a última camada já impressa da 
peça. 
 
 
6 
Modelagem de deposição fundida (FDM): 
• Vantagens: 
• Baixo custo; 
• Alta velocidade; 
• Simplicidade. 
• Desvantagens: 
• Propriedades mecânicas fracas; 
• Materiais limitados (apenas termoplásticos). 
1.2 Fabricação por Filamento Fundido (FFF – Fused Filament Fabrication) 
O processo FFF opera por extrusão de uma maneira diferente do FDM. 
Nesse processo, o objeto é construído por meio de um cabeçote extrusor que 
efetua a fundição de um filamento plástico e realiza seu depósito em camadas 
sobre uma mesa de impressão. O equipamento que opera nesse processo possui 
um cabeçote que se movimenta no plano horizontal XY em tempo que a mesa se 
desloca verticalmente para baixo no eixo Z no momento que uma camada é 
finalizada. O processo é repetido enquanto a peça não esteja completamente 
construída. 
O material fundido é empurrado para o exterior do bocal do cabeçote de 
impressão e é depositado na peça em desenvolvimento. O cabeçote é 
movimentado, sob controle do computador, de maneira a definir a forma impressa. 
Em geral,o cabeçote se movimenta em camadas, direcionando-se em duas 
dimensões buscando efetuar o depósito de material em um plano horizontal de 
cada vez, antes de se movimentar um pouco para cima, em que inicia uma nova 
fatia. A performance determinada pela velocidade do cabeçote de extrusão, a qual 
pode ser controlada. Esse controle de velocidade é capaz de parar e iniciar a 
deposição e elaborar um plano interrompido sem impedir ou driblar entre as 
diferentes seções. O processo de fabricação de filamentos fundidos foi 
desenvolvido por membros do projeto RepRap, visando criar um nome ou sigla 
que seriam legalmente irrestritos quanto a sua utilização, em detrimento das 
patentes que cobriam a modelagem de deposição fundida (FDM). 
 
 
 
 
7 
TEMA 2 – PROCESSOS DE AM POR FUSÃO DE LEITO DE PÓ 
Esse processo basicamente faz uso de uma fonte de energia térmica com 
o objetivo de induzir uma fusão seletiva de uma camada de partículas. Na 
sequência, é inserida uma nova camada por meio da difusão de pó no topo do 
objeto e a operação é então refeita novamente. O material que não é fundido 
recebe a função de proporcionar um auxílio como sendo um suporte para o objeto 
que se está produzido. 
A manufatura por fusão em leito de pó́ se destaca como uma das primeiras 
técnicas que foi ofertado ao mercado. Esse processo teve sua primeira alteração 
com a SLS (fusão por sinterização seletiva a laser), elaborada pela Universidade 
do Texas, em Austin e constitui basicamente em um método de produção 
largamente aplicado em indústrias médicas e aeronáutica. 
A SLS, SLM (fusão seletiva a laser) e DMLS (sinterização metálica direta a 
laser) se apresentam como sendo técnicas similares de manufatura aditiva por 
fusão em leito de pó́. Nesse processo, apresentado na Figura 3, o material na 
forma de partículas é colocado mediante um sistema de disseminação em uma 
plataforma de construção, movimentando-se de forma controlada em direção do 
eixo Z. Em seguida, é utilizado um laser de alta potência, visando ao fornecimento 
de calor para uma determinada região em que será construído o objeto. Nesse 
contexto, o laser é direcionado mediante um sistema de espelhos, visando à 
produção de uma camada com a geometria que se almeja. 
 
 
 
8 
Figura 3 – Esquematização do processo de manufatura por fusão em leito em pó 
 
 
Fonte: Rombouts, 2006. 
Fusão em pó (SLS, SLM, 3DP): 
• Vantagens: 
• Resolução fina 
• Alta qualidade 
• Desvantagens: 
• Impressão lenta 
• Caro 
• Alta porosidade no método ligante (3DP). 
2.1 Processos de união 
Os processos de manufatura aditiva por fusão em leito de pó originaram 
outros processos que fazem uso dos nomes fusão, ou sinterização das partículas 
para a formação do componente. Existem quatro diferentes mecanismos ou 
processos para a união que acontecem no decorrer do processo de fabricação. 
Os principais processos de união que essa tecnologia proporciona, conforme 
apresentado na Figura 4, aponta os processos (mecanismos) de ligação química 
 
 
9 
dentre os componentes, sinterização no estado sólido, fusão total do material e 
sinterização com fase líquida. O percurso seguido pelo processo de fabricação 
ocorrerá conforme as características do pó a ser empregado e da forma de 
entrada de energias no sistema. 
Figura 4 – Mecanismos de união em processos de manufatura por leito de pó 
 
 
Fonte: Gibson; Rosen; Stucker, 2010. 
A sinterização, quando considerada como sendo uma ação metalúrgica que 
busca a produção de componentes mediante o uso de pós previamente 
compactados, tem uma ativação térmica ocorrendo por conta da redução da 
energia livre de superfície do componente, visando a maior ganho de velocidade 
no processo produtivo. No caso da manufatura aditiva, a redução do tempo 
despendido para a fabricação de cada camada, deixa o processo mais 
competitivo. 
O mecanismo associado genericamente para processos em fusão em leito 
de pó é denominado de fusão total. Nele, toda a região do material exposta à ação 
térmica é fundida em uma profundidade maior que a espessura da camada. Para 
essa situação, é aceitável para o processo fabril de componentes de engenharia 
que necessitam de elevados requisitos de densidade e propriedades mecânicas, 
o uso de energia térmica de alta intensidade ou o uso de dois ou mais ciclos de 
escaneamento. 
Sinterização em 
estado sólido
Ligação química 
induzida
Sinterização por 
fase líquida
Diferentes ligantes e 
materiais estruturais
Partículas 
separadas
Partículas 
compósitas
Revestimentos
Mesmo ligante e 
material estrutural
Fusão
 
 
10 
2.2 Transferência de calor 
A comunicação que ocorre da energia transferida para o sistema para a 
matéria prima é apresentada na Figura 5. Enquanto a interação dos ciclos 
térmicos transcorrerem os fenômenos físicos de formação de estresses térmicos, 
mudanças de fase, transições metalúrgicas e transferência da poça de fusão, 
fenômenos de evaporação ou oxidação; poderão ocorrer impactos na qualidade 
final do objeto produzido. 
Figura 5 – Interação laser x matéria-prima em um processamento via fusão em 
leito de pó 
 
Fonte: Rombouts, 2006. 
TEMA 3 – PROCESSO DE AM POR ADIÇÃO DE LÂMINAS 
Nesse processo também conhecido como Laminação em Folha (Sheet 
Lamination), são agrupadas chapas finas do material por meio de diferentes 
métodos para gerar o objeto. Como ferramental, um laser ou mesmo uma faca 
são usados para a retirada do contorno do objeto produzido, efetuando uma 
remoção do material desnecessário ao processo produtivo. Nele ocorre a adição 
e união por colagem de laminados recortados e sobrepostos. Uma das primeiras 
tecnologias pelo princípio de adição de lâminas que surgiu no mercado é o LOM 
(laminated object manufacturing). 
 
 
11 
3.1 Laminated Object Manufacturing (LOM) 
A laminação em folha (sheet lamination) pode ser descrita como sendo uma 
tecnologia de manufatura aditiva que faz uso de lâminas de materiais, 
frequentemente em papel ou em metal, visando à criação de modelos 
tridimensionais. 
O processo de produção que se destaca dentro dessa tecnologia é o LOM 
(Objeto em Lâmina - Laminated Object Manufacturing), o qual faz uso de laser 
baseado em dióxido de carbono para produzir fatias de um objeto tridimensional 
mediante camadas finas de papel com material adesivo. O início do processo se 
dá por um sistema de alimentação do papel. Esse sistema encaminha o papel 
para uma plataforma móvel em que sofre uma fixação para que o laser seja capaz 
de delimitar o formato do produto a ser produzido; na sequência, o laser fatia a 
área que continuará na plataforma, ou que, neste caso, refere-se a uma borda. 
Isto acontece de modo que as laterais do papel possam ser direcionadas ao 
sistema de refugo; possui ainda um rolo aquecido para apoiar na ação de fixação 
das camadas; por fim, o objeto tridimensional estará envolta nas camadas de 
papel, que são fatiadas para que o objeto desejado seja retirado. O desenho do 
procedimento esquemático dessa tecnologia é apresentado na Figura 6. 
Figura 6 – Esquema básico do funcionamento da Manufatura de Objeto em 
Lâminas 
 
Fonte: TopMaxTechnologyMaganize, 2015. 
 
 
12 
3.2 CAD, Conversão e Transferência do Arquivo 
A elaboração de um modelo para ser produzido por uma tecnologia de 
manufatura aditiva (AM-Additive Manufacturing) por um engenheiro ou designer 
necessita de ações por softwares de criação do tipo CAD para serem capazes de 
efetuar uma representação do modelo conceituado. Para início desse processo 
por software, diferentes técnicas de engenharia reversa, como com utilização de 
laser scanning, podem ser utilizadas. Essas técnicas efetuam uma varredura a 
laser na peça, criando automaticamente o modelo em CAD. 
Alguns pontos relativos à geração em CAD, quando comparado com o 
modelo real, devemser considerados, como no processo de adição de camadas, 
o qual pode ser visto como sendo uma principal característica da AM. Com esta 
característica, é normal que o acréscimo constante de camadas não viabilize o 
mesmo modelo projetado no software CAD, mas sim uma versão aproximada do 
mesmo; tal aproximação pode variar conforme a espessura da camada, com o 
modelo previamente projetado em CAD. 
O arquivo gerado em cada precisa ser importado pelo equipamento de 
impressão. Para isso, é necessário que o arquivo esteja em um formato 
compreensível ao equipamento de manufatura aditiva. Esse formato pode ser o 
STL, desenvolvido pela 3D Systems e que, atualmente, é um formato de domínio 
público. Esse formato de arquivo armazena uma cópia do modelo projetado em 
vários triângulos, os quais sofrem variação de tamanho e quantidade conforme a 
complexidade do objeto ou resolução exigida. É necessário ressaltar que 
resoluções muito baixas inviabilizam a obtenção de um objeto fiel ao projetado, e 
resoluções altas podem impossibilitar que alguns determinados tipos de 
equipamentos sejam capazes de produzi-lo. 
TEMA 4 – FABRICAÇÃO FERRAMENTAL 
Com a adoção crescente de tecnologias de AM (manufatura aditiva – 
additive manufacturing), diversos países como a Alemanha, China, EUA e 
Singapura vem realizando investimentos no setor, impactando em uma maior 
expansão da tecnologia. Esse fato vem gerando novos nichos para aplicação de 
AM, a exemplo do setor de fundição. Uma grande maioria dos produtos fabricados 
por esse setor são elaborados por meio do processo de fundição em areia; para 
isso, são utilizados modelos para criar a cavidade onde será depositado o metal. 
 
 
13 
A AM apresenta diversos benefícios frente ao processo tradicional de 
fabricação no que se destaca na produção de pequenas peças, com geometria 
complexa em lotes reduzidos. O desenho utilizado para a manufatura 
convencional se diferencia muito do desenho para manufatura aditiva 
principalmente por conta das inúmeras possibilidades que o desenho da AM 
oferece, tendo como única limitação à capacidade do equipamento. Os programas 
que utilizam desenhos de sólidos em desenho auxiliado por computador (CAD – 
Computer Aided Design), basicamente utilizados para o desenvolvimento de 
partes mecânicas possuem limitações quanto às possibilidades geométricas que 
se podem alcançar com AM. Isso se deve ao fato de que não possuem a 
capacidade de representar dezenas ou mesmo centenas de diferentes 
características, superfícies ou partes. 
4.1 Desenho de peças por manufatura aditiva 
Para adaptação de um componente de fundição, devem ser consideradas 
as características referentes ao valor do ângulo de saída, forma de contração de 
metal, dimensão de espessura mínima de parede, sobremetal de usinagem, linha 
de partição, dados de concentração de massa, valor da solidificação direcional, 
quantidade de concentração de tensão. 
Pensando nesse sentido, um desenho de peças por manufatura aditiva 
necessita: 
• Apresentar estruturas de suporte que precisam ser projetadas para 
entalhes e partes sobressalentes; 
• Dispor a peça orientada na câmara de construção com a finalidade de 
diminuir a utilização de material para suporte; 
• Contar com estruturas internas caso se queira ampliar a relação peso x 
volume. 
4.2 Limitações de projeto 
Em qualquer modelo de geometria da peça, encontram-se diferentes 
formas de se posicionar a linha de partição. Isso depende dos requerimentos do 
cliente, especificações de qualidade, facilidades de manufatura e considerações 
econômicas. A linha de partição é exigida para gerar a cavidade do molde. Essa 
linha afeta e é afetada pela direção da peça, pela imagem do modelo, pela 
 
 
14 
quantidade de cavidades, posicionamento dos canais de vazamento, 
posicionamento dos massalotes, resfriamento e permeabilidade do molde. 
Nesse cenário, encontram-se algumas limitações de projeto para AM como: 
• A adversidade da construção de paredes finas, ângulos agudos e cantos 
vivos no plano vertical pelo motivo da pressão de contato nos filamentos 
saindo do bico, podendo causar deformação; 
• Anisotropia, ocorrendo por conta do processo de deposição em camadas, 
pois existe baixa resistência no sentido vertical; 
• A resistência para com a tração típica de aproximadamente 2/3 da 
resistência do mesmo termoplástico moldado por injeção. 
TEMA 5 – APLICAÇÕES DE AM 
A indústria 4.0, de maneira geral, pode ser entendida como sendo a 
continuação da evolução do setor industrial; contudo, realiza um salto tecnológico, 
capaz de aumentar a automação à potência máxima, possibilitando que robôs 
realizem funções complexas que se tornam mais complicadas a cada dia. Com o 
uso da inteligência artificial, além de métodos e diretrizes que apresentam maior 
eficácia e dinamismo, a indústria possibilita transformar os processos industriais 
ampliando sua escalabilidade, velocidade e rentabilidade. Dessa maneira, a AM 
chega como uma das aplicações dessa nova fase industrial mundial, agregando 
os benefícios que agilizam os processos, tornando-os cada vez mais efetivos. 
As primeiras tecnologias de AM (manufatura aditiva – additive 
manufacturing) tornaram possível a criação de protótipos para visualização, com 
redução de exigências quanto a materiais, precisão dimensional, função e 
desempenho. O aumento da percepção quanto ao potencial de utilização desse 
tipo de tecnologia desencadeou um acréscimo da exigência por melhorias, em 
amplo sentido, sendo nos processos e seus componentes e também nos materiais 
e funcionalidades. 
Esses fatos fizeram com que a tecnologia de AM fosse amplamente 
difundida em diversos segmentos, em destaque nas pequenas produções. Os 
segmentos vão desde acessórios femininos até o segmento da indústria 
automotiva, constituído pela construção civil e medicina, além de outras áreas que 
passarem a enxergar na tecnologia de AM a oportunidade de produzir inovação, 
visto hoje como sendo exigido e de importante potencial competitivo. 
 
 
15 
5.1 Área de transporte (automobilismo/ aeronáutica/ aeroespacial) 
Na área de transporte relativa ao setor automobilístico, é factível a 
produção de carros inteiros mediante o uso de impressoras 3D. As peças ou 
objetos possuem uma alta qualidade; além de carros, diferentes protótipos podem 
ser fabricados com o objetivo de realização de testes que envolvem segurança. 
As peças produzidas nas impressoras 3D podem também ser utilizadas em 
indústrias do setor aeroespacial, assim como elementos essenciais para o 
funcionamento efetivo de aeronaves em peças funcionais como de turbinas, asas, 
sistemas de controle de combustível e palhetas guia. 
Um exemplo de utilização prático de impressão 3D aplicado ao setor de 
transporte ocorreu em Boston, onde estudantes do MIT elaboraram um anel com 
capacidade de substituir os bilhetes únicos que são usados nos ônibus da cidade 
de Boston nos EUA. O surgimento dessa ideia ocorreu na busca por uma solução 
para o problema enfrentado pelos estudantes, que normalmente esqueciam seus 
cartões em suas residências. Esse anel possui propriedade de ser à prova d’água, 
podendo ainda ser recarregado com créditos monetários e tem seu funcionamento 
semelhante ao passe convencional, bastando encostá-lo ao leitor de passe. Outro 
exemplo que ilustra o interesse do setor de transporte na indústria de impressão 
3D está no desenvolvimento, por parte de uma empresa chinesa, de um carro 
produzido completamente com autopeças que foram impressas por meio do 
processo de manufatura aditiva. 
5.2 Área de alimentação 
A impressão de alimentos por meio do processo de fabricação aditiva já é 
uma realidade vivenciada. Com o uso de matéria-prima comestível, podemos 
produzir diversos pratos. Essa produção pode ser realizada por processosde 
sobreposição de camadas ou mesmo métodos mais complexos. 
5.3 Área médica (saúde) 
A evolução tecnológica na indústria incorpora também a área da saúde, 
requerendo uma discussão sobre o futuro da produção de equipamentos e 
insumos. A área da saúde vem se beneficiando das vantagens que a manufatura 
aditiva traz com guias cirúrgicos e biomodelos realistas. 
 
 
16 
A AM abrange um conjunto de tecnologias que possibilita a fabricação de 
dispositivos médicos que possibilitam o atendimento das necessidades 
individuais, a exemplo de peças implantáveis, sendo possível adequar o produto 
a cada paciente, proporcionando resultados mais adequados em uma intervenção 
cirúrgica. São inúmeras as aplicações da manufatura aditiva para a da 
comunidade médica. A tecnologia de AM possibilita o desenvolvimento acelerado 
e rentável de novos dispositivos médicos, da mesma forma que produtos de uso 
final personalizados mais efetivos quanto a entrega e resultados no atendimento 
a pacientes. Esses benefícios, conforme a economia gerada e resultados de maior 
qualidade, são estendidos à comunidade médica, percorrendo o trajeto desde os 
fabricantes de dispositivos chegando até os pacientes. 
Até os dias atuais, treinamento, educação e teste de dispositivos clínicos 
exigem a utilização de manequins, modelos animais ou mesmo cadáveres 
humanos para experimentos práticos na realização de simulação clínica. Essas 
questões apresentam muitas deficiências, além da limitação de suprimentos, as 
despesas com manuseio e armazenagem, a carência de patologia nos modelos, 
incoerências com a anatomia humana e a incapacidade de representar, com 
refinada precisão, as especificidades dos tecidos de seres humanos vivos. 
Figura 5 – Peças produzidas para a área de saúde com tecnologia de manufatura 
aditiva 
 
Créditos: Iaremenko Sergii/shutterstock. 
 
 
17 
 Em se tratando de cuidados de pacientes de forma individual, análise e 
planejamento pré-cirúrgico com uso de Tomografia Computadorizada (TC) e 
Ressonância Magnética (RM) até hoje apresentam imagens com certas limitações 
em duas dimensões. Os modelos produzidos com tecnologias de AM podem ser 
criados com base na anatomia real do paciente de modo a capturar a 
complexidade e o realismo no tratamento relativo ao corpo humano. A corrida pela 
inovação em AM tem ganhado destaque nesse setor. Empresas pioneiros que 
venham a adotar a manufatura aditiva no intuito de aplicar em aplicações 
ortopédicas, por exemplo, beneficiam-se da construção de geometrias complexas 
e estruturas em materiais de alta especificidade como é o caso do titânio. 
5.4 Área de Engenharia 
O destaque de AM para o setor de engenharia de produção está nas 
impressões em 3D utilizando metal e polímeros, sendo este último o mais utilizado 
até o momento. No âmbito da engenharia mecânica, destacam-se a produção de 
diversas peças de reposição para linha de produção por meio de impressoras 3D. 
No campo da engenharia de manufatura, os polímeros se destacam por meio dos 
filamentos, termoplásticos, resinas, fibra de vidro e carga de fibra de carbono. 
5.5 Área de Educação 
A utilização da tecnologia da manufatura aditiva vem ajudando também nas 
escolas e universidades no aprimoramento do ensino. As impressões realizadas 
em 3D oferecem um suporte didático aos professores para apresentar aos seus 
alunos, representações realistas do conteúdo que é estudado. 
 
 
 
18 
REFERÊNCIAS 
CHESHIRE, J. et al. CyberGIS for Analyzing Urban Data. In: CyberGIS for 
Geospatial Discovery and Innovation. Springer, Dordrecht, 2019. p. 33-52. 
DE REZENDE MARTINS, J. F.; DROZDA, F. O. Oportunidades de Design Para A 
Manufatura Aditiva. X Congresso Brasileiro de Engenharia de Produção, 2020. 
FREIRE, T. et al. 3D Printing Technology in the Construction Industry. In: 
Sustainability and Automation in Smart Constructions. Springer, Cham, 2021. p. 
157-167. 
GIBSON, I.; ROSEN, D. W.; STUCKER, B. Additive manufacturing 
technologies: Rapid prototyping to direct digital manufacturing. Singapura: 
Springer, 2010. 
I. Gibson, D. Rosen, B. Strucker, Additive Manufacturing Technologies: 3D 
Printing, Rapid Prototyping and Direct Digital Manufacturing, Springer, 2ed, 
2015. 
MARTINS, I. P; JUNIOR, R. M. Integração e gerenciamento de dados: uma 
proposta de aplicação em city information modeling. AtoZ: novas práticas em 
informação e conhecimento, v. 8, n. 1, p. 51-55, 2019. 
READES, J. et al. Cellular census: Explorations in urban data collection. IEEE 
Pervasive computing, v. 6, n. 3, p. 30-38, 2007. 
ROMBOUTS, M. Selective laser sintering / meltin g of iron-based powders. 
2006. 268 f. Tese (Doutorado) – Curso de Engenharia, Katholieke Universiteit 
Leuven, Leuven, 2006. 
SANTOS, C. M.; DE FIGUEIREDO BELÉM, J. Indústria 4.0 e Manufatura Aditiva: 
Um Estudo de Caso com os Consumidores de Calçados Produzidos nas 
Indústrias de Calçados de Juazeiro do Norte. ID on line Revista de psicologia, v. 
12, n. 42, p. 1059-1072, 2018. 
Top Max Technology Magazine. 2015. TYPES of 3D Printers or 3D Printing 
Technologies Overview. Disponível em: 
 <http://en.topmaxtech.net/reviews/2015/12/27/types-of-3d-printers-or-3d-
printing-technologies-overview/279.html>. Acesso em: 15 ago. 2016. 
 
 
 
19 
VALLS, Francesc et al. Urban data and urban design: A data mining approach to 
architecture education. Telematics and Informatics, v. 35, n. 4, p. 1039-1052, 
2018. 
WANG, Yichuan; KUNG, LeeAnn; BYRD, Terry Anthony. Big data analytics: 
Understanding its capabilities and potential benefits for healthcare 
organizations. Technological Forecasting and Social Change, v. 126, p. 3-13, 
2018. 
VOLPATO, N.; DE CARVALHO, J. Introdução à manufatura aditiva ou impressão 
3D. In: VOLPATO, N. Manufatura Aditiva – Tecnologias e aplicações da 
impressão 3D. São Paulo: Blucher, 2017. p. 15-29. 
VOLPATO, N.; MUNHOZ, A.; COSTA, C.; CARVALHO, J.; SANTOS, J.; SILVA, 
J.; FOGGIATTO, J; LIMA, M. Manufatura aditiva: tecnologias e aplicações da 
impressão 3D. 1. ed. Edgard Blucher Ltda, 2018.

Outros materiais