AULA 4 TECNOLOGIAS PARA A INDUSTRIA 4 0

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AULA 4 
TECNOLOGIAS PARA 
A INDÚSTRIA 4.0 
TEMA 1 – ROBÔS COLABORATIVOS: ASPECTOS 
GERAIS 
Muito se fala da substituição da mão de obra humana por robôs, 
mas será que de fato isso ocorre ou se trata de uma remodelagem 
das atribuições exercidas? O primeiro aspecto que devemos 
analisar para responder a esses questionamentos é a tecnologia 
utilizada ao se considerar a robótica. Na prática, até o momento, 
tem-se o maior uso de cobots, robôs autônomos e RPA. De modo 
geral, os RPAs diferenciam-se pelo fato de automatizarem o 
processo como um todo, ao passo que os dois primeiros atuam na 
estação de trabalho. Numa abordagem macro, o RPA automatiza 
as atividades dos robôs autônomos, ou seja, um RPA pode atribuir 
a lógica para todos os robôs autônomos de uma linha de produção. 
Vale ressaltar também que essa automação de cunho global não se 
aplica somente à indústria, mas também a todas as áreas que 
possuem métricas e repetitividade. 
Saiba mais 
Para maior entendimento sobre robôs autônomos e RPA, 
recomenda-se o aprofundamento por meio das seguintes leituras: 
• ASL, M. I. et al. (2013). Autonomous Robots for Agricultural Tasks 
and Farm Assignment and Future Trends in Agro Robots. 
International Journal of Mechanical & Mechatronics 
Engineering IJMME-IJENS, v. 13, n. 3. 
• VAN DER AALST, W. M. P.; BICHLER, M.; HEINZL, A. (2018). 
Robotic Process Automation. Business & Information Systems 
Engineering, v. 60. 
1.1 Reflexões 
Após leitura do preâmbulo do presente tema, acrescido das leituras 
recomendadas, podemos agora analisar um segundo aspecto: a 
automatização. Tal característica é de grande importância, visto 
que influencia diretamente no contexto global de dada empresa. 
Quando se fala em automatizar, geralmente imagina-se uma 
indústria repleta de robôs que executam as atividades sem 
necessitar de influência humana ou algo próximo a isso. 
Um possível exemplo para esse perfil de alto grau de automação 
poderia ser uma indústria automobilística. A Volkswagen, por 
exemplo, seguindo um 
2 
cenário similar produz um carro a cada 30 segundos. Contudo, 
quais seriam os prováveis problemas dentro desse contexto? 
Algo de grande importância a se verificar é a lei de oferta e 
procura, sendo este um modelo conhecido por estipular o preço de 
determinado produto no mercado. Deve-se levar em consideração 
também que esse modelo será influenciado por aspectos como 
poder de compra, necessidade e concorrência. 
Constata-se nesse ponto que existe um ciclo para que a economia 
flua naturalmente, visto que as pessoas necessitam de trabalho 
para poderem consumir aquilo precisam e desejam, ou seja, 
aumentar a produtividade não significa, necessariamente, a 
obtenção de maior lucro por parte empregador. Logo, o cenário 
mais apropriado é a remodelação das atribuições exercidas, 
destinando os colaboradores para funções de menor repetitividade 
e risco. 
Outro ponto que surge para reflexão é se necessariamente a minha 
empresa precisar estar robotizada para ser competitiva. A resposta 
mais adequada é depende, visto que todos os pilares da indústria 
4.0 devem ser avaliados conforme o grau de maturidade da sua 
empresa. Basicamente, a empresa precisa estar pronta para dar 
um passo adiante em vez de dar passos para trás por antecipação. 
1.2 Aspectos gerais da robótica 
Após fazer uma reflexão sobre o contexto da robótica, devemos 
agora entender de uma forma um pouco mais técnica como essa 
tecnologia surgiu, seus conceitos inerentes, suas características e 
respectivas aplicações. 
Sabe-se que o homem sempre buscou construir um humanoide 
mecanizado, ou seja, uma máquina com inteligência artificial e com 
capacidade de agir e pensar de modo semelhante. Esse interesse 
pode ser notado, seja no aspecto industrial no intuito automatizar 
os processos seja na realização de atividades de alto risco, de alta 
precisão e/ou de movimentos repetitivos. 
Os respectivos pensamentos e ações para esse fim desaguaram 
no que denominamos hoje como robô. Segundo Rosário (2005), a 
referida palavra possui origem tcheca (robotnik), que significa 
servo. O termo em questão foi utilizado pela primeira vez por Karel 
Capek, em 1923. Vale ressaltar que nessa época a referida 
concepção ainda era vista como uma obra de ficção. 
Conforme citado anteriormente, a tecnologia geralmente advém de 
uma necessidade, de um problema ou ao acaso. No presente 
contexto, a ideia de 
3 
construir um robô, que ganhou forte impulso no início do século XX, 
partiu da necessidade de aumentar a produtividade industrial e 
melhorar a qualidade dos produtos. Como grande referência dessa 
tecnologia, pode-se citar George Devol, considerado o pai da 
robótica. 
Segundo Craig (2013), a utilização do robô industrial tornou-se 
significativa na década de 1960, juntamente com os sistemas CAD 
(Computer-Aided Design) e CAM (Computer-Aided Manufacturing), 
que juntos caracterizam as últimas tendências da automação no 
processo de manufatura. 
Antes de conceituarmos o que vem a ser um robô, levemos em 
consideração o que se define por robótica que, segundo Rosário 
(2005), é a área que preocupada com o desenvolvimento desses 
dispositivos (robôs). De forma multidisciplinar, ela busca a 
integração de técnicas e algoritmos para a criação destes. Num 
aspecto global, ela envolve o estudo da engenharia mecânica, da 
engenharia elétrica e da inteligência artificial. 
Por sua vez, como podemos definir o termo robô? Segundo dada 
pelo RIA (Robot Institute of America), em 1981, “um robô industrial 
é um manipulador reprogramável, multifuncional, projetado para 
mover materiais, peças, ferramentas ou dispositivos especiais em 
movimentos variáveis programados para a realização de uma 
variedade de tarefas”. 
Segundo definição ampliada, fornecida em 2011 pela ISO 10218, 
“um robô industrial é uma máquina para manipulação, com vários 
graus de liberdade, controlada automaticamente, reprogramável, 
multifuncional, que pode ter base fixa ou móvel para utilização em 
aplicações de automação industrial.” 
Em uma definição mais global, Mataríc (2017) emprega o termo 
robô da seguinte maneira: “Um robô é um sistema autônomo que 
existe no mundo físico, pode sentir o seu ambiente e pode agir 
sobre ele para alcançar alguns objetivos.” 
Note que dois verbos se destacam na definição: sentir e agir. 
Segundo Mataríc (2017), sentir o ambiente significa a utilização de 
sensores, ou seja, possui meio para perceber os sentidos básicos 
(ouvir, tocar, ver e cheirar) no intuito de obter informações. Por sua 
vez, o agir significa tomar medidas frente as informações 
sensoriais, contudo, essas ações devem ser coerentes. 
Segundo Santos (2015), 
o atual estado da arte de robôs industriais implica preponderantemente tarefas 
de controle de posicionamento e movimentação, que é ainda o principal objetivo 
desses mecanismos. Diversas capacidades de controle lógico de entrada e saída 
têm sido acrescentadas aos recentes robôs, assim como a possibilidade de 
comunicação, como em redes ethernet, 
4 
fieldbus ou conexões seriais (RS-232, RS-485 etc.). Quanto à forma de 
programação, observa-se o uso de scripts para acesso aos recursos de software 
disponíveis no robô. 
Ainda, de acordo com Craig (2013), as principais características da 
robótica são: descrição de posição e orientação, a cinemática dos 
manipuladores, a velocidade dos movimentos do robô, o controle 
de força e, por fim, a programação do robô. 
Figura 1 – Conceitos básicos de um robô 
Crédito: Smile Ilustras. 
Por fim, pode-se citar algumas aplicações que vão além da 
utilização de braços robóticos, entre elas: carros autônomos; na 
medicina, com teleoperação e reabilitação por meio de próteses; 
entregas via drones; e sistemas de monitoramento militar aéreo. 
Figura 2 – Utilização na medicina 
 
Crédito: Zapp2photo/Shutterstock. 
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Figura 3 – Entrega de produtos via drone 
Crédito: Phoelixde/Shutterstock. 
TEMA 2 – COBOTS E SUA ABRANGÊNCIA 
Resgatando a abordagemda robótica colaborativa, vislumbra-se 
um cenário mais interessante seja pela empregabilidade como 
também nas mais diversas práticas industriais. Para tanto, é de 
grande importância sabermos os respectivos conceitos, 
características e o entorno dessa tecnologia. 
2.1 O que são cobots? 
Frente à crescente demanda por customização em massa de 
produtos no mercado global, uma classe completamente nova de 
robôs apareceu recentemente, representando uma solução 
acessível para esse problema. Projetados para colaborar com 
segurança junto aos trabalhadores humanos, esses robôs estão 
apresentando novas oportunidades para automatizar parcialmente 
os processos de fabricação. 
Anteriormente, o uso de automação e robótica era uma proposta de 
tudo ou nada. Por esses motivos, o campo da robótica colaborativa 
está expandindo rapidamente sua gama de aplicações e de acordo 
com uma previsão de mercado publicada recentemente pela Loop 
Ventures, até o ano 2025 um em cada três robôs será usado para 
aplicações colaborativas. 
De acordo com Ferraguti (2019), os robôs colaborativos são um 
dos principais impulsionadores da indústria 4.0 e evoluíram 
consideravelmente desde as últimas décadas do século XX. Se 
comparados aos robôs industriais, os 
6 
colaborativos são mais produtivos, flexíveis, versáteis e seguros. 
Nos últimos anos, muitos produtores e startups de robôs industriais 
entraram no segmento de robôs colaborativos. Conforme pode ser 
visto na Figura 4, o contexto da respectiva tecnologia promove um 
equilíbrio bastante interessante, uma vez que erros que seriam 
gerados por humanos em dada atividade são dirimidos pela 
utilização do cobot e, ao mesmo tempo, não há um alto 
investimento inicial ou ainda a necessidade de automatizar todos 
os processos inerentes a uma linha de produção. 
Figura 4 – Proposta da robótica colaborativa 
Créditos: Tanakrid Prombut; Gorodenkoff; Jenson; Willyam Bradberry/
Shutterstock. 
Segundo Zanchettin et al. (2018), estatísticas recentes também 
indicam que o mercado correspondente deve expandir-se a uma 
taxa de crescimento anual composta de quase 60%, atingindo 
US$12 bilhões nos próximos dez anos. Assim como os robôs 
tradicionais de mais de 40 anos atrás, os primeiros a adotar essa 
tecnologia foram os fabricantes de automóveis. No entanto, 
enquanto levou mais de 40 anos para os robôs tradicionais serem 
adotados em números significativos fora do setor automotivo, a 
robótica colaborativa já penetrou em outros setores desde a sua 
primeira aparição no mercado. 
Como o nome sugere, um robô colaborativo (cobot) é um robô 
projetado para colaborar com trabalhadores humanos. Nos 
trabalhos iniciais de pesquisa e 
 
7 
padronização, a ênfase principal estava na segurança, com o 
objetivo de permitir que os robôs trabalhassem ao lado de 
humanos. 
Conforme Østergaard (2018), ao desenvolver o primeiro cobot 
comercialmente bem-sucedido do mundo, percebeu-se que além 
da facilidade de programação, também seria necessária uma 
flexibilidade leve de design e implantação para que um robô fosse 
realmente colaborativo. A visão era desenvolver um robô que 
pudesse servir como ferramenta para os trabalhadores da fábrica. 
Figura 5 – Robô YuMi: o primeiro robô com dois braços 
verdadeiramente colaborativo do mundo 
Crédito: Mikedotta/Shutterstock. 
Figura 6 – Interatividade homem e robô colaborativo 
 
Crédito: Zapp2photo/Shutterstock. 
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2.2 Características do cobot 
Robôs colaborativos também podem ser chamados de robôs 
cooperativos, cobots ou assistentes robóticos. De acordo com 
Vysocky e Novak (2016), um robô destinado à cooperação com 
seres humanos não precisa ter um design estritamente diferente 
dos robôs industriais padrão que estão em conformidade com a 
norma de segurança ISO EN 10218. No entanto, o robô deve estar 
equipado com outros componentes de segurança. As 
recomendações para robôs colaborativos estão resumidas na 
especificação técnica ISO / TS 15066 (Robôs e dispositivos 
robóticos - robôs colaborativos). 
Conforme Østergaard (2018), CTO e cofundador da Universal 
Robots, os cobots possuem as seguintes características: 
• Segurança para as pessoas trabalharem ao redor - sem 
necessidade de cercas protetoras; 
• Simplicidade na programação, implantação e reimplantação; 
• Serve como ferramenta para operadores, não como 
dispositivos que 
substituem trabalhadores humanos; 
• Permite que as empresas mantenham o controle de seus 
próprios 
processos automatizados. 
Figura 7 – Avanço do nível de colaboração entre humano e 
robô 
Crédito: Smile Ilustras. 
De forma complementar, Vysocky e Novak (2016), trazem as 
vantagens que a respectiva tecnologia apresenta: 
 
9 
• Do ponto de vista socioeconômico, a implantação de robôs 
produz maior competitividade das empresas em comparação 
com países com mão de obra muito barata. Mesmo uma 
pequena empresa pode concentrar-se nas demandas dos 
clientes e oferecer um produto por um preço mais baixo. 
• A precisão de posicionamento repetível do robô e a operação 
contínua oferecem melhor qualidade e menores requisitos 
para pós-processamento e controle de qualidade. 
• O robô pode acelerar algumas operações e também ajustar-se 
a condições especiais, o que pode levar ao aumento da 
produção. 
• Limitar o trabalho desconfortável, repetitivo e tedioso resulta 
no levantamento da carga de seres humanos que, de outra 
forma, pode resultar em doenças ocupacionais. 
• Existe uma relação entre a carga sobre os trabalhadores e a 
ergonomia das operações. Melhorar o ambiente de trabalho 
pode levar à diminuição da quantidade de lesões 
ocupacionais. 
• Situações perigosas geralmente ocorrem devido à violação 
das regras de segurança e à simplificação dos procedimentos. 
Se houver uma tecnologia mais segura, o risco de ferimentos 
é menor. 
2.3 Cobots na indústria 4.0 
Os cobots representam uma tecnologia bastante aderente aos 
princípios da indústria 4.0, pois uma vez que são equipados 
com poderosos computadores de bordo, eles são 
interoperáveis e facilmente capazes de ingressar na Internet 
das Coisas (IoT) em qualquer ambiente de fábrica. Além 
disso, eles promovem a transparência das informações por 
meio de sua capacidade de coletar dados e repassá-los para 
outros sistemas para análise, modelagem e assim por diante. 
Por fim, eles fornecem assistência técnica no sentido de que 
apoiam fisicamente os seres humanos, realizando uma série 
de tarefas desagradáveis, exaustivas ou inseguras para seus 
colegas de trabalho humanos (Østergaard, 2018). 
Além disso, os cobots são produtos clássicos da indústria 4.0, 
pois são produtos digitais que continuam evoluindo por meio 
de atualizações de software e de sua própria programação. 
Eles até suportam modelos de negócios digitais (XaaS), a 
exemplo de empresas como a Hirebotics que aluga cobots por 
hora. 
Sem a necessidade de isolar sua área de trabalho, a 
integração de cobots nos espaços de trabalho humanos torna-
se mais econômica e produtiva e abre 
10 
muitas aplicações possíveis nas indústrias. Na indústria 4.0, robôs 
e humanos trabalharão de mãos dadas, por assim dizer, em tarefas 
de interligação e usando interfaces homem-máquina com sensor 
inteligente. 
Segundo Bahrin et al. (2016), a utilização de robôs está em 
ascensão e visa a incluir várias funções, como produção, logística 
e gerenciamento de escritório (para distribuir documentos) que 
podem ser controlados remotamente. Na existência de qualquer 
eventualidade, o trabalhador receberá uma mensagem em seu 
telefone celular, que está vinculado a uma webcam, de modo que 
possa visualizar determinada ocorrência e dar instruções para que 
a produção continue normalmente. Assim, a planta está operando 
24 horas por dia, enquanto os trabalhadores estão lá apenas 
durante o dia. 
2.4 Abrangência dos cobots 
Os conceitos da indústria 4.0 promovem alto impacto e ampla 
gama de mudanças nos processos de fabricação, nos resultados e 
também nos modelos denegócios. Além disso, propiciam 
customização em massa, aumento de produtividade, flexibilidade e 
velocidade de produção, e melhoria na qualidade do produto. Essa 
customização em massa permitirá a produção de pequenos lotes 
devido à capacidade de configurar rapidamente as máquinas para 
se adaptarem às especificações fornecidas pelo cliente e à 
fabricação aditiva. Essa flexibilidade também incentiva a inovação, 
já que protótipos ou novos produtos podem ser produzidos 
rapidamente, sem necessidade de reformulação de ferramentas ou 
configuração de novas linhas de produção. Assim, é possível 
produzir um produto com muitas variantes, proporcionando 
diminuição no estoque (Boston Consulting Group, 2015). 
A velocidade com que um produto pode ser produzido também 
melhorou; os projetos digitais e a modelagem virtual do processo 
de fabricação reduzem o tempo entre o design de um produto e 
sua entrega. Na Alemanha, as cadeias de suprimentos orientadas a 
dados podem acelerar o processo de fabricação em cerca de 120% 
em termos de tempo necessário para entregar pedidos e em 70% 
no tempo necessário para colocar produtos no mercado (European 
Comission, 2015). 
A utilização da robótica em aplicações industriais tem um impacto 
econômico substancial em que o aumento da produtividade pode 
impulsionar o crescimento econômico. Um estudo recente estima 
que esses benefícios 
11 
contribuirão com 78 bilhões de euros para o PIB alemão até 2025 
(Hermann; Otto; Pentek, 2015). 
Outro viés de grande importância é o da acessibilidade, uma vez 
que os cobots têm desempenhado um papel importante ao permitir 
que empresas que talvez não tenham conseguido pagar por robôs 
industriais possam começar a automatizar seus processos. Além 
disso, por se tratar de dispositivos versáteis, fáceis de programar, 
pequenos, leves e acessíveis, os cobots estão sendo implantados 
nas pequenas e médias empresas no intuito de modernizar fábricas 
mais antigas, promovendo sua compatibilidade com a indústria 4.0. 
Por fim, com essa abrangência e simplicidade, os cobots ajudam 
as empresas em todos os lugares a se unirem com a mais recente 
onda de automação, mesmo que não estejam prontas para ir até o 
setor 4.0. 
Figura 8 – Alcance da tecnologia 
Crédito: Maxuser/Shutterstock. 
TEMA 3 – MANUFATURA ADITIVA: ASPECTOS 
GERAIS 
A manufatura é fundamental para a prosperidade da sociedade, 
tanto no intuito de atender as mais diversas necessidades quanto 
no de promover a qualidade de vida. O termo manufatura faz 
alusão a processos de fabricação, podendo estes serem 
enquadrados como convencionais ou não convencionais. Mediante 
novas necessidades frente a um contexto diferenciado, a 
manufatura aditiva ganhou força e merece grande atenção, pois 
essa tecnologia vai além das aplicações industriais. 
Dessa forma, caro aluno, seja você um gestor, empreendedor ou 
colaborador de dada empresa/indústria, é preciso vislumbrar novas 
oportunidades 
 
12 
de negócio ou ainda possíveis melhorias de processo que discorre 
dessa temática. 
3.1 Aspectos gerais da manufatura aditiva 
A manufatura aditiva (AM) é uma tecnologia que está 
desenvolvendo-se rapidamente e sendo integrada à manufatura e 
ao nosso dia a dia. Muitas pessoas ouviram falar de seu 
surgimento no mundo comercial, embora ele tenha sido rotulado 
por nomes diferentes, como impressão tridimensional (3-D), 
prototipagem rápida (RP), fabricação em camadas (LM) e 
fabricação de forma livre sólida (SFF) (Bandyopadhyay; Bose, 
2016). 
Como a AM é uma tecnologia relativamente jovem, quase não 
houve esforços de padronização por muitos anos além de alguns 
trabalhos preliminares na Alemanha, no início dos anos 90. Em 
2007, uma recomendação especial dedicada à RP foi criada sob a 
supervisão da Sociedade Alemã de Engenheiros Mecânicos e 
publicada no outono de 2008. A partir de 2009, a Sociedade 
Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME), em cooperação 
com a Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), iniciou 
o desenvolvimento de seus próprios procedimentos de 
padronização. 
No outono de 2009, surgiu o comitê F42 de Manufatura Aditiva 
(subcomitê F42.91 de Terminologia), também chamado de 
Terminologia Padrão para Tecnologias de Manufatura Aditiva. Entre 
outras definições, o nome manufatura aditiva foi definido por esse 
comitê. Como sempre, leva tempo até que termos recém-definidos 
sejam geralmente aceitos. Uma grande variedade de termos 
diferentes, aumentada por nomes de marcas e termos conduzidos 
pela empresa, ainda está em uso, às vezes até em competição 
entre si (Gebhardt, 2011). 
Contextualizando a referida tecnologia, dois pontos norteadores se 
fazem presentes: competitividade e complexidade. Tais premissas 
têm exigido das empresas diversas alterações no Processo de 
Desenvolvimento de Produtos (PDP), a fim de reduzir o tempo 
envolvido e aumentar a qualidade dos produtos com o objetivo de 
promover maior competitividade. Essas alterações envolvem os 
aspectos de gestão e a utilização de novas técnicas e ferramentas 
para projeto, além de habilidades para identificar as necessidades 
dos clientes (Volpato; Carvalho, 2018). 
13 
Figura 9 – Máquina de impressão 3-D 
Crédito: Blackday/Shutterstock. 
De forma a contemplar uma visão global da manufatura aditiva, 
previamente aos seus conceitos, tem-se o Quadro 1, a seguir: 
Quadro 1 – Definição de níveis de aplicação e tecnologia 
Fonte: Gebhardt, 2011. 
 
14 
Saiba mais 
Durante este tema será dada uma especial atenção ao processo de 
prototipagem rápida (ou Rapid Prototyping). Para a outra vertente 
de aplicação (Rapid Manufacturing), recomenda-se a leitura do 
seguinte artigo: 
• LEVY, N. G.; SCHINDEL, R.; KRUTH, J. P. Rapid Manufacturing 
and Rapid Tooling With Layer Manufacturing (LM) Technologies, 
State Of The Art And Future Perspectives. CIRP Annals, 2003 – 
Elsevier. 
3.2 Manufatura aditiva: conceitos 
Segundo Volpato e Carvalho (2018), os principais processos de 
fabricação possuem princípios baseados na moldagem do material, 
caracterizado pela fusão ou não (moldagem por injeção de 
plástico), pela remoção de material como ocorre em processos 
clássicos como o fresamento e o torneamento, ou pela 
conformação do material que objetiva gerar a geometria final pela 
deformação plástica como a laminação e o forjamento. Outros dois 
processos bastante tradicionais têm a união de componentes por 
meio, por exemplo, da soldagem e da divisão de componentes 
pelos procedimentos que envolvem cortes. 
No final da década de 1980, um novo princípio de fabricação 
baseado na adição de material foi apresentado, sendo este 
denominado manufatura aditiva ou impressão 3-D. De acordo com 
Prado, Mattos e Rodrigues (2019), a origem dos princípios básicos 
dessa tecnologia remonta de tempos muitos distantes, quando os 
egípcios já empregavam a técnica de construção por sobreposição 
de camadas, utilizando blocos que eram empilhados em camadas 
sucessivas para construírem suas pirâmides. 
A manufatura aditiva, segundo Volpato e Carvalho (2018), consiste 
em um processo de fabricação por meio de adição sucessiva de 
material na forma de camadas, com informações obtidas 
diretamente de uma representação geométrica computacional 3-D 
do componente originado, geralmente de um sistema CAD. Por sua 
vez, Srivatsan e Sudarshan (2016) definem que a manufatura 
aditiva pode ser descrita como o processo de união ou adição de 
materiais com o objetivo principal de criar objetos com base em 
dados de modelos tridimensionais (3-D) usando o princípio de 
camada por camada. As tecnologias de fabricação de camadas 
(LM) são conhecidas entre as comunidades científica e de 
engenharia como fabricação rápida ou prototipagem rápida (RP). 
15 
Figura 10 – Impressão 3-D de motor de avião 
Crédito: Chesky/Shutterstock. 
O processo de construção é totalmente automatizado e possui 
tempo reduzido se comparado aos processos tradicionais. Em 
geral, a manufatura aditiva apresenta sete categorias: VAT 
photopolymerisation,FDM, Material Jetting, Binder Jetting, Powder 
Bed Fusion, Sheet Laminatiton e Directed Energy Deposition. 
Saiba mais 
Para mais detalhes sobre esses processos, acesse o artigo: 
• JUNIOR, G. B. M.; COSTA, C. A. Manufatura aditiva aplicada na 
fabricação de insertos para moldes de injeção termoplásticos. 
Scientia cum 
Industria, 2019. 
TEMA 4 – MANUFATURA ADITIVA: O PROCESSO 
Tendo ciência do conceito da manufatura aditiva bem como das 
diferentes categorias, é de grande valia identificarmos cada uma 
das etapas do processo e suas respectivas vantagens e limitações. 
4.1 Etapas do processo 
Tendo como base que esse processo aditivo permite fabricar 
componentes físicos a partir de diversos materiais, formas e 
princípios diferentes, imagina-se 
16 
certa complexidade no manejo de cada uma das etapas. No 
entanto, o processo como um todo é automatizado e relativamente 
mais rápido se comparado aos meios tradicionais de fabricação. 
De acordo com Volpato e Carvalho (2018), o processo inicia-se 
com o modelo 3-D da peça sendo fatiado eletronicamente com o 
objetivo de determinar as curvas de nível 2-D, nas quais será ou 
não adicionado material. Na sequência, a peça física é gerada por 
meio de empilhamento e adesão das respectivas camadas, 
partindo da base da peça até o seu topo. De forma mais específica, 
pode-se definir o processo em cinco etapas: 
• Modelagem tridimensional no intuito de gerar o modelo 
geométrico 3-D. 
• Obtenção do modelo geométrico 3-D em formato específico, 
geralmente, conforme o padrão STL (STereoLithography) ou 
AMF (additive 
manufacturing format). 
• Fatiamento, definição de estruturas de suporte e consequente 
estratégia 
para deposição de material. 
• Fabricação da peça em equipamento de AM. 
• Pós-processamento. 
Figura 11 – Etapas da manufatura aditiva 
Crédito: Jefferson Schnaider. 
17 
4.2 Vantagens da manufatura aditiva 
A seguir, podermos observar as vantagens do referido processo: 
• Não apresenta restrição de design. Tal fato gera diversas 
oportunidades em termos de projeto, uma vez que é possível 
reduzir o número de peças nas montagens por meio da 
integração das funções. 
• Trata-se de um processo único do início ao fim, que pode 
fazer a peça inteira e não requer várias máquinas ou 
processos. 
• Redução no custo de produção e no desperdício de matéria-
prima por se tratar de uma técnica aditiva. 
• Se for constatado que o design que está sendo produzido 
possui uma falha, ou se houver algo que possa ser alterado 
para otimizar seu uso, ele poderá ser alterado 
instantaneamente. 
• Produção sob demanda. 
4.3 Limitações da manufatura aditiva 
Agora, vamos observar as respectivas limitações: 
• O pós-processamento é necessário para o acabamento ideal 
da superfície. 
• Taxas de produção mais lentas para fabricação de alto 
volume. 
• É necessário um grande investimento de capital para a 
obtenção de 
impressoras 3-D de ponta. 
• Problemas como distorções e empenamento do material 
devido à natureza 
térmica/química do princípio de adesão selecionado. 
• Restrições de material e tamanho. 
Saiba mais 
Para verificar mais detalhes, entre eles as possíveis aplicações de 
manufatura aditiva, recomenda-se a leitura do capítulo 1 do livro a 
seguir: 
• VOLPATO, N.; CARVALHO, J. Manufatura Aditiva – Tecnologias 
e aplicações da impressão 3-D. São Paulo: Blucher, 2018. 
18 
TEMA 5 – ESTUDO DE CASO 
Para finalizar esta aula, trazendo o aspecto prático, que é o 
objetivo de um curso de especialização, tem-se um estudo de caso 
bastante interessante que trata da evolução digital na aplicação de 
cirurgia craniana. Questiona-se aqui como a cirurgia craniana pode 
estar atrelada a alguma das tecnologias mencionadas durante a 
aula. Pois bem, acompanhe o conteúdo a seguir e você obterá a 
resposta. 
• Contextualização: Da cirurgia facial reconstrutiva complexa à 
cirurgia ortopédica e de trauma, os avanços na manufatura aditiva 
inspiraram cirurgiões a cada vez mais encomendarem implantes 
específicos para pacientes (PSIs) impressos em 3-D e guias de 
corte para procedimentos complexos e diretos. 
• Motivação: Diversos estudos de caso fornecem evidências 
convincentes de que os cirurgiões que adotam essa tecnologia em 
relação aos implantes padrão ou tradicionalmente fabricados estão 
fornecendo, de forma consistente, resultados melhores e mais 
previsíveis em termos de segurança e satisfação do paciente, além 
de eficiência e economia hospitalar. 
• Exemplo prévio: Os hospitais do NHS do Reino Unido, em busca 
de melhor qualidade e eficiência, usaram modelos anatômicos, 
guias e implantes impressos em 3-D para melhorar previsibilidade, 
precisão, segurança e velocidade das operações. 
Figura 12 – Reconstrução das costelas localizada no peito de 
paciente 
Crédito: Jefferson Schnaider. 
19 
• Ramo industrial: Medicina e saúde. 
• Demanda médica: O paciente necessitou de uma craniectomia 
para 
retirada de tumor e de uma cranioplastia para reconstruir o crânio. 
• Demanda industrial: Fabricar as peças em máquina de 
impressão 3-D, 
em titânio, conforme especificação do neurocirurgião. 
• Conclusão: Como a segurança é a principal prioridade, o 
fornecimento de uma guia de corte predefinida e do implante 
correspondente ajudou a eliminar todo o risco que possa advir do 
trabalho à mão livre durante p procedimento. A satisfação do 
paciente também era uma prioridade e a precisão do PSI permitiu 
ao cirurgião fornecer a qualidade estética necessária. Assim como 
nos procedimentos de reconstrução facial mais complexos, o poder 
do design específico do paciente forneceu dimensões adicionais de 
consistência e previsibilidade. Nenhum ajuste foi necessário 
durante a cirurgia. O uso da guia de corte e implante impressos em 
3-D economizou aproximadamente 30% do tempo necessário para 
esse tipo de cirurgia. Além disso, tempos de cirurgia mais curtos 
podem ajudar a reduzir o risco de infecção, acelerar a recuperação 
do paciente e propiciar mais produtividade. 
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