AULA 2 TENDENCIAS EM PERSONALIZACAO E MANUFATURA ADITIVA

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AULA 2 
TENDÊNCIAS EM 
PERSONALIZAÇÃO E 
MANUFATURA 
ADITIVA 
INTRODUÇÃO 
Estamos vivenciando um cenário em que a manufatura aditiva vem 
se concretizando como uma tecnologia inserida no processo fabril, 
atuando em diferentes setores industriais. Este novo cenário 
industrial apresenta diversas inovações tecnológicas e se insere no 
conceito da indústria 4.0, destacando a tecnologia como um fator 
não apenas para o sucesso, mas também para a continuidade das 
organizações no novo modelo de mercado. 
A utilização do termo Industria 4.0 teve início na Alemanha em 
2011, contando com o apoio e suporte tanto do governo quanto das 
indústrias, representando um conjunto de estratégias que instigam 
a indústria a efetuar um tipo de “revolução”, interligando todos seus 
processos com redes inteligentes, tornando-se, assim, mais 
eficientes, ampliando seu potencial competitivo, possibilitando que 
processos produtivos venham a ter a capacidade de se 
autogovernar. 
TEMA 1 – MANUFATURA ADITIVA COMO PRELÚDIO 
FABRIL 
A utilização de novas tecnologias como a integração de sensores, 
impressoras 3D e recursos de robótica estão à frente de um novo 
cenário industrial. A cadeia produtiva tem a possibilidade de uma 
maior flexibilidade com o potencial de gerar produtos de maneira 
personalizada, reduzindo perdas constantes de insumos por 
decorrência da utilização da manufatura aditiva. 
A manufatura aditiva, originada do termo em inglês “additive 
manufacturing” (AM), é conhecida popularmente como impressão 
3D, em que ocorre um processo de fabricação por meio de 
inserções sucessivas de camadas de componente material 
oriundas do projeto geométrico desenvolvido em 3D, com a 
utilização de um software de computador que possibilita o 
desenvolvimento fabril de componentes físicos com diferentes 
insumos. Uma vez que se tenha um projeto, este servirá de modelo 
para um particionamento em 2D, sendo a etapa inicial, definindo as 
estruturas que proporcionarão suporte ao objeto e ao material a ser 
utilizado. A fabricação do objeto desejado e projetado só tem início 
após a execução dessa etapa inicial. 
O processo é finalizado somente na ocorrência do chamado pós- 
processamento ou fase final do processo. Nessa fase, o objeto 
fabricado tem a 
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tratativa de um acabamento que opera de forma diferente para 
cada objeto, baseado no insumo ou material que for utilizado para 
impressão. 
Crédito: asharkyu/Shutterstock. 
1.1 Mercado da manufatura aditiva 
A manufatura aditiva (AM) vem se destacando como uma 
tecnologia adotada em todo mundo, sendo utilizada na produção 
de diversos produtos em uma escala que vem crescendo de 
maneira espantosa. A AM se utiliza de diferentes e variados 
materiais ou insumos para a composição de diferentes objetos. Por 
conta dos avanços proporcionados pelas tecnologias, vem 
ganhando aplicabilidade industrial que se destaca no setor 
automotivo, construção civil e aeroespacial, e possibilita até o 
desenvolvimento e fabricação de implantes odontológicos, 
procedimento utilizado em inúmeros países. 
De uma forma resumida, podemos simplificar a AM como um 
conjunto de tecnologias para produção de objetos originados de 
modelos digitais. Mesmo seguindo o mesmo princípio, a produção 
desses objetos utiliza características diferenciadas que se baseiam 
no insumo utilizado. Podemos citar o exemplo da impressão SLA 
que utiliza resina líquida como matéria-prima, enquanto que 3D 
FDM faz uso de polímero no formato de filamento nas impressoras. 
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TEMA 2 – PRINCÍPIOS DE PROCESSAMENTO DAS 
TECNOLOGIAS (AM- ADDITIVE MANUFACTURING) 
O modelo de fabricação aditiva apresenta um conjunto de 
diferentes tecnologias de fabricação que se baseia na contribuição 
de material para sua formação. Diferentemente do que podemos 
encontrar na fabricação subtrativa, que contempla métodos 
tradicionais do padrão de usinagem (CNC), a AM tem seu princípio 
na construção de objetos por meio do fornecimento de materiais de 
forma seletiva para cada uma das diferentes camadas produzidas. 
Crédito: Phonlamai Photo/Shutterstock. 
Neste contexto, podem ser encontradas diferentes tecnologias que 
atuam de forma dissemelhante e apresentam vantagens ou mesmo 
desvantagens em sua utilização. Para uma escolha mais assertiva 
se faz necessário o entendimento dos fundamentos, bem como das 
limitações que cada uma proporciona, buscando a escolha mais 
adequada para sanar a necessidade que se tenha. 
2.1 Deposição de material fundido (FDM) 
A sigla FDM é derivada da língua inglesa e representa “Fused 
Deposition Modeling” que significa ser uma tecnologia que efetua o 
depósito em camadas 
 
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de um fio de material – como termoplásticos – para criação de um 
objeto impresso no modelo 3D. Enquanto ocorre o processo de 
impressão, esse filamento de plástico é sustentado por meio de 
uma extrusora quente que flexibiliza o plástico de forma suficiente 
para que ocorra a sua colocação pela cabeça de impressão de 
uma forma precisa. O processo utiliza dois tipos de materiais, 
sendo um para a modelagem do objeto e outro para o suporte, o 
qual serve de sustentação para o objeto a medida que está sendo 
impresso. Esse processo é efetuado de forma repetida em que o 
filamento derretido tem sua colocação em camadas individuais 
inseridas na área de impressão até a conclusão do objeto ou peça 
de trabalho. Depois de ter impresso um objeto em uma impressora 
FDM, é necessário remover os suportes (no caso de o objeto estar 
saliente) e o excesso de plástico, podendo ser feito com uso dos 
dedos ou mesmo com a utilização de uma ferramenta de corte. A 
utilização de uma lixa pode auxiliar na obtenção de superfícies 
mais lisas e polidas. 
Crédito: sadedesign/Shutterstock. 
As impressoras que utilizam a tecnologia 3D FDM variam de preço 
conforme características que apresentam. Existe no mercado uma 
variedade desse tipo de impressoras, o que torna possível a 
escolha tanto nos fatores técnicos como orçamentários. As 
impressoras FDM podem fazer uso de filamentos no formato 
padrão apresentando diâmetros de 1,75 ou 2,85 mm, contudo 
alguns fabricantes utilizam tamanhos proprietários, apresentando 
um custo mais elevado mas com maior qualidade. Apesar disso, os 
carretéis de 
 
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filamento plástico tem um custo relativamente baixo, sendo 
adquiridos por quilo. Esses fatores levam a uma popularização do 
uso de impressoras FDM tanto para o setor fabril como para os 
usuários domésticos. 
2.2 Fotopolimerização seletiva de resinas (SLA) 
A sigla SLA é uma abreviatura do inglês “Stereolithography 
Apparatus” ou, de forma resumida, “stereolithography”. Assim como 
no FDM, o SLA opera de maneira aditiva, em que os modelos têm 
sua construção efetuada singularmente, camada a camada. A 
diferença está na utilização de fotopolímero curável. Trata-se de 
uma resina líquida que sofre um processo denominado cura em 
que ocorre o endurecimento por meio da aplicação de uma luz 
focalizada ou luz UV. 
Diferentemente das impressoras FDM, as SLA efetuam a 
construção de um modelo de cima para baixo em que a plataforma 
ou base de construção efetua a elevação do modelo para cima, 
extraindo-o do banho de resina. Na sequência, é aplicada a 
tecnologia DLP (“Digital Light Processing) fazendo uso de um 
projetor digital ou um laser como fonte de luz. O processo funciona 
de forma que a fonte de luz desenha a camada (DLP) e uma 
camada inteira (bidimensional) do objeto, inserida no banho de 
resina, é produzida de uma única vez. 
Crédito: Sergey Privalov/Shutterstock. 
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As impressoras SLA oferecem um palete limitado de materiais de 
resina geralmente proprietários, ou seja, não sendo possível sua 
troca entre impressoras de outros fabricantes. Além disso, a 
escolha das cores sofre limitações também, sendo as mais comuns 
preta, branca e cinza. Contudo, além de serem materiais de maior 
durabilidade, são melhores para uso industriais como é o caso de 
resinas dentárias ou que exijam resistência ao calor ou 
flexibilidade.Crédito: MarinaGrigorivna/Shutterstock. 
TEMA 3 – DESIGN DE PRODUTOS COM 
MANUFATURA ADITIVA 
A concepção moderna de sustentabilidade reformula de maneira 
geral o conceito de design de produtos. O progresso nas 
abordagens dos programas de qualidade e produtividade fez com 
que surgisse uma nova definição para o conceito de melhoria 
contínua. Ao presenciarmos o surgimento da tecnologia de 
manufatura aditiva, vemos a consolidação desse fato e isso não 
ocorre há pouco tempo. Podemos buscar sua origem em tempos 
bem distantes, quando ocorreu o aparecimento dos seus princípios 
básicos. Esses princípios tem origem nos povos egípcios, os quais 
faziam uso de técnicas de construção já no modelo de 
sobreposição de camadas, utilizando-se de blocos que eram 
amontoados em progressivas camadas para a construção de 
pirâmides. 
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A tecnologia atual de manufatura aditiva teve como antecessoras a 
fotoescultura e também a topografia, avançando até 1982 quando 
Herbert da empresa 3M apresentou uma proposta de sistema de 
polimerização com base em um feixe de laser com ultravioleta, 
operado por computador. Este fato deu início a um processo de 
desenvolvimento de uma nova tecnologia que ficou conhecido no 
final da década de 80 como tecnologia de impressoras 3D. Porém, 
a função para sua utilização era mais limitada a produção de 
protótipos de produtos em 3D apenas, se apresentando como 
solução rápida e generalista. 
3.1 Histórico 
Com base no contexto desenvolvido desde o início dos anos 80, 
surge a Estereolitografia, se destacando como precursora 
tecnológica com patente registrada em 1986 por Charles W. Hull, 
ou simplesmente Chuck Hull, que foi sócio-fundador da 3D 
Systems, com destaque por ser a primeira empresa a utilizar esse 
tipo de tecnologia antes do final dos anos 80. 
Desde esse período até hoje surgiram diversos tipos de manufatura 
aditiva no que se refere a sua execução, tanto pela tecnologia 
utilizada como também pelos insumos na fabricação de peças que 
variam de líquida, sólida ou mesmo em pó. Existem atualmente 
mais de 20 opções de diferentes técnicas que podem ser utilizadas. 
As que se destacam são a Fabricação com Filamento Fundido e a 
Sintetização Seletiva à Laser. O objetivo a ser alcançado 
encaminha a opção de adoção por determinado material que 
impacta na escolha da melhor tecnologia atrelada a este fim. 
Inicialmente, como a exigência de precisão dimensional e o 
desempenho não eram requeridas, os protótipos criados com 
tecnologia AM ganharam muita adesão pela capacidade de 
proporcionar uma melhor visualização. A medida que foram 
ampliadas as percepções quanto a capacidade da utilização desse 
tipo de tecnologia, ocorreu também o aumento do nível de 
exigência na melhoria dos processos e componentes, impactando 
na qualidade dos materiais e nas diferentes funcionalidade 
proporcionadas. Esse fato possibilitou que fossem difundidas as 
tecnologias aos níveis que vemos hoje, tendo uma adesão não 
somente pelos grandes segmentos industriais, como também 
pequenas indústrias e utilizadores domésticos. 
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3.2 Atuação visual 
Por meio do processo de melhoria contínua da tecnologia em que a 
capacidade de precisão proporciona uma maior abrangência de 
uso, a AM tem seu uso cada vez maior e se destaca em vários 
setores. Este fato pode ser visto por meio de produtos que vão 
desde roupas e acessórios até a indústria automotiva, envolvendo 
moda e transporte, transpassando áreas como de construção civil e 
medicina, com capacidade para inúmeras outras. 
A inovação é tida como uma importante exigência que impacta 
diretamente na capacidade competitiva das organizações. Ao 
atingirmos a capacidade tecnológica de criarmos praticamente 
tudo, mantendo padrões de qualidade ou melhorando-os, vemos a 
queda das barreiras de novos produtos e negócios. A capacidade 
da fabricação de objetos como próteses dentárias, moda e 
vestuário, até órgãos para pacientes na área da saúde, se 
apresenta como a principal, mas não única fonte motivacional para 
a adoção dessa tecnologia. A efetividade na produção torna a 
fabricação mais rápida com redução nos custos pela redução do 
desperdício de insumos, impactando diretamente no tempo de 
entrega de produtos ao cliente, com a possibilidade de redução do 
preço final. 
TEMA 4 – MANUFATURA ADITIVA NO MUNDO 
As organizações têm muito a ganhar com a manufatura aditiva. 
Essa afirmação é no mínimo questionável pelo próprio ponto de 
vista otimista que apresenta. A redução de custos e o aumento da 
produtividade são questões que integram o cotidiano de diversas 
empresas, mais especificamente as empresas do setor industrial e 
impacta diretamente na visão dos gestores. Com um ritmo de 
economia interrompido por conta de uma pandemia de COVID-19, 
ocorreu um olhar ainda mais preocupante quanto a AM. 
O setor industrial de eletroeletrônica reduziu em abril de 2020 mais 
da metade de sua produção e, em julho do mesmo ano, os custos 
de diversos componentes e insumos teve um aumento expressivo 
no mercado. Com esses fatos, as pressões sofridas pelos gestores 
de organizações tem aumentado consideravelmente. 
Contudo, a AM apontou ainda mais como solução para as 
empresas, servindo de contraponto para os problemas gerados 
pela pandemia. Ela 
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desponta como um recurso que tem um futuro promissor, 
apresentando avanços diários, sendo uma questão de curto 
período de tempo para que seu uso venha a se expandir e se 
enraizar na indústria, conduzindo o setor produtivo a outro patamar 
mais elevado. 
4.1 Aplicações 
A aplicação inicial da AM estava focada no desenvolvimento de 
protótipos visuais e para teste de funcionalidade no 
desenvolvimento de produtos. A AM hoje pode ser utilizada de 
diversas maneiras, onde podemos destacar seu maior uso em 
algumas situações como: 
Elaboração de protótipos e desenvolvimento de produto: 
• Maquete; 
• Desenvolvimento de modelo Conceitual de apresentação 
(mockup); • Criação de protótipos operacionais. 
Desenvolvimento de ferramental (ferramental rápido – “rapid 
tooling”): 
• Dispositivos de fixação e encaixe; 
• Ferramentais ou Moldes de sacrifício; • Ferramentais ou Moldes 
permanentes; • Modelos guia para elaboração. 
Fabricação final (manufatura rápida – “rapid manufacturing”) 
• Componentes de manutenção e melhorias para máquinas de AM; 
• Setor automobilístico (veículos customizados); 
• Aeroespacial (peças e equipamentos); 
• Saúde (peças e órgãos); 
• Setores de artes e joalheria; • Museus; 
• Arquitetura; 
4.2 Benefícios do uso de AM 
A utilização de AM acarreta diferentes benefícios, com destaque 
para: 
• Ampliação da liberdade geométrica na fabricação; 
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o Formatos geométricos impossíveis de fabricar por processos 
tradicionais; 
o Elaboração de estruturas monolíticas com redução do número 
de peças nas montagens; 
o Otimização topológica ou do formato estrutural com a geração 
de estruturas; otimização de projetos implementando maior 
resistência e menor peso com redução de custos; 
• Fácil acesso à tecnologia (tecnologia em expansão) 
• Redução no desperdício de material; 
• Eliminação da exigência de dispositivos para fixação; 
• Não necessita troca de ferramenta durante a fabricação; 
• Um único equipamento é capaz de produzir um 
componente; 
• Eliminação da necessidade de serem efetuados cálculos 
complexos 
no percurso das ferramentas; 
• Agilidade na obtenção de menores quantidades de 
componentes; 
• Capacidade de elaboração de produtos finais; 
• Possibilita a mistura de diferentes materiais. 
4.3 Limitações do uso de AM 
Assim como em qualquer tecnologia, podemos encontrar 
algumas limitações que poderão ser minimizadas, mas que 
ainda requerem cuidados. Entre essas limitações destacamos: 
• As propriedades dos insumos requerem algumas 
adaptações, o que os torna diferentes dos utilizados nos 
processos tradicionais; 
• Existência de problemas de desvio e empenamento com 
alguns materiais; 
• Em alguns casos, tanto a precisãocomo o acabamento 
superficial, ainda se apresentam inferiores aos dos 
objetos obtidos por processos 
tradicionais; 
• A maioria das tecnologias ainda possui certas limitações 
quanto à seleção 
dos materiais a serem aplicados; 
• Em muitos casos, ainda é uma alternativa demorada e 
cara ao ser 
utilizada na produção de grandes lotes; 
• Algumas das tecnologias de aspecto industrial 
apresentam ainda um 
custo oneroso; 
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Crédito: Daveido/Shutterstock. 
TEMA 5 – TIPOS DE MODELOS DE REPRESENTAÇÃO 
FÍSICA NO DESIGN DE PRODUTOS 
Ao se pensar em um modelo, temos a visão de um protótipo para o 
visualizarmos antes de sua elaboração de fato. Um protótipo pode 
ser entendido como um modelo construído para que sejam 
efetuados testes em produtos ou serviços. Ao imaginarmos um 
protótipo, a primeira visão que temos é a reprodução de um objeto, 
só que menor escala e em papelão. Esse entendimento não está 
incorreto, contudo existem diversas outras formas de se prototipar 
a idealização de um objeto. 
Quando praticamos a ação de inovar não temos um caminho 
seguro preestabelecido, tornando importante o aprendizado. O fato 
de prototipar é considerado como uma maneira de aprendermos o 
máximo possível sobre um produto ou serviço, sendo uma forma 
segura e econômica para se testar uma ideia. Esse fato possibilita 
avaliar se um produto é viável para produção em série, em que 
investidores e diretores de empresas podem se tornar capazes de 
obter o fundamento e a natureza do seu produto antes que o 
produto seja realmente desenvolvido. 
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5.1 Tipos de prototipação 
Existem cinco tipos básicos para o processo de prototipação. São 
eles: 
Crédito: lucadp/Shutterstock. 
• 1) Os protótipos de viabilidade. Tiveram sua criação realizada 
por engenheiros com a finalidade de minimizar os riscos 
técnicos durante o período de desenvolvimento de um produto 
anteriormente a decisão de sua viabilidade. 
• 2) Protótipos de usuário de alta fidelidade. Esse tipo de 
protótipo ainda se apresenta como sendo uma simulação, 
contudo, mais próximo do real. O fato é que em diversos tipos 
desse protótipo de alta fidelidade, é necessária muita atenção 
para diferenciá-lo do real. As informações apresentadas se 
assemelham demais a informações reais, porém não são reais 
de fato, demonstrando que não são informações de tempo 
real. 
• 3) Protótipos de usuário de baixa fidelidade. O critério de 
fidelidade está relacionado com o nível de realismo e 
aparência de um protótipo. Ao se produzir um protótipo que 
apresente uma redução no nível de fidelidade, não se 
apresenta como real. O protótipo do usuário pode ter seu 
entendimento como sendo uma simulação e não algo real. 
Dessa forma, podemos efetuar a inserção das informações de 
um cartão de crédito quantas vezes quiser, mas não efetuar 
nenhuma compra. 
 
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• 4) Protótipos de dados em tempo real ou ao vivo. Esse tipo 
de protótipo tem um nível de dificuldade alta quanto à sua 
explicação, porém, são completamente críticos e seu custo de 
produção vem sendo reduzido rapidamente. O propósito 
principal de um protótipo desse tipo é de provar algo de fato, 
sendo utilizado usualmente para demonstrar se uma ideia 
como um recurso qualquer, um tipo de abordagem de design, 
ou mesmo um workflow (fluxo de trabalho) é de fato funcional. 
• 5) Híbridos. Esse tipo de protótipo combina aspectos de cada 
um de seus antecessores. Se destaca por assumir o principal 
princípio de uma descoberta de produtos, destacando a forma 
mais veloz e de baixo custo para validar uma ideia. 
Crédito: Phonlamai Photo/Shutterstock. 
5.2 Comparativo de tecnologias 3D – FDM x SLA 
A tecnologia FDM possui determinadas características que a torna 
vantajosa em alguns casos em relação a outras tecnologias. 
Podemos dizer que para casos em que seja necessário uma 
prototipagem rápida seria um exemplo, e ainda: 
• Construção de modelos de custo reduzido; 
• Necessidade de um menor grau de conhecimento técnico, se 
destacando 
como excelente opção para para usuários amadores e 
fabricantes iniciantes; 
 
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• Utilização nos casos em que a precisão e o acabamento não são 
vitais para o modelo impresso. 
Da mesma forma que a FDM, a tecnologia SLA apresenta 
situações em que sua adoção é a melhor opção. São elas: 
• Quando houver a necessidade de detalhes enredados ou 
níveis de acabamento em alto padrão; 
• Em casos em que não é importante manter a robustez e 
durabilidade do modelo, pois os objetos elaborados a base de 
resina podem enfrentar deterioração quando submetidos ao 
sol por períodos prolongados; 
• Em situações de elaboração de moldes para fundição, 
possibilitando a produção em massa de objetos como os 
fornecidos em joalherias ou ainda pelos fabricantes de 
utensílios domésticos e brinquedos diversos. 
5.3 Opção de adoção de tecnologia 3D 
Crédito: luchschenF/Shutterstock. 
Mediante a possibilidade de utilização das tecnologias mais 
adotadas para AM, podemos dizer que existe uma 
necessidade de avaliar o cenário e o objetivo desejado. 
Quando se busca uma impressão com maior economia, a 
impressora do tipo FDM se destaca. Contudo, ao se buscar 
uma alta precisão com um melhor nível de acabamento, sem 
relutar quanto aos custos de impressão, a impressora do tipo 
SLA se destaca como melhor solução. 
 
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