Processo de fabricação 03

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Processos de Fabricação II
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Lincoln Nascimento Ribeiro
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Natalia Conti
Processos de Fabricação por Adição de Material
• Processos de Fabricação por Adição de Material.
• Apresentar os principais processos de fabricação por adição de material, incluindo os 
processos conhecidos como Estereolitografi a, FDM e SLS.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Processos de Fabricação 
por Adição de Material
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Processos de Fabricação 
por Adição de Material
Os processos de fabricação por adição de material são assim chamados porque 
durante a realização desses processos sempre ocorre a adição de material ao pro-
duto que está sendo fabricado.
Um dos processos de fabricação mais utilizados na indústria, que pode ser exe-
cutado através da adição de material, é o processo de soldagem.
O processo de soldagem apresenta uma enorme versatilidade e permite que se 
construam produtos com os mais variados formatos e tamanhos. Sem dúvida, é um 
processo de fabricação essencial para a indústria.
Na figura 1 é possível visualizar um exemplo de processo de soldagem que utiliza 
a adição de material. Nesse exemplo, o soldador utiliza corrente elétrica para fundir 
o material do eletrodo que é depositado sobre o tubo que está sendo soldado.
Figura 1 – Exemplo de processo de soldagem por adição de material
Fonte: Getty Images
Porém, a soldagem, como um processo de fabricação por adição de material, 
pode ser utilizada somente para a fabricação de produtos de materiais metálicos.
O objetivo desta unidade é estudar outros processos de fabricação por adição de 
material que utilizam polímeros e outros materiais como material de adição.
Por que estudar os processos de fabricação por adição de material?
Ex
pl
or
Para entendermos a importância dos processos de fabricação por adição de 
materiais é necessário saber que esses processos são razoavelmente novos. Os pri-
meiros processos utilizados comercialmente surgiram por volta da década de 1980. 
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A década de 1980 é caracterizada pela popularização dos computadores nas 
plantas industriais. Nessa mesma época surgem os programas de computador que 
passaram a ser utilizados com mais frequência para a construção dos desenhos a 
serem utilizados para a fabricação dos produtos e execução de serviços. 
É possível afirmar que esses programas de Desenho Auxiliado por Computa-
dor (CAD – Computer Aided Design) foram os precursores que permitiram que 
os processos de fabricação por adição de material polimérico fossem desenvolvi-
dos e popularizados.
Porém, durante o processo de desenvolvimento do projeto de um produto, mui-
tas vezes, o engenheiro ou projetista responsável pelo projeto precisa realizar cálcu-
los de resistência mecânica, ou ainda precisa verificar a montagem desses produtos 
e o funcionamento dos mesmos.
Essa verificação deve ser realizada antes da liberação dos desenhos definitivos 
desses produtos, que serão utilizados para se construir os ferramentais (máquinas, 
equipamentos, dispositivos, estampos, moldes, etc.) que serão utilizados para fabri-
car esse produto em larga escala.
A importância de se realizar essa verificação é que dessa maneira é possível 
identificar possíveis falhas no funcionamento do produto e, dessa forma, efetuar 
correções no projeto antes da fabricação dos ferramentais que serão utilizados para 
fabricação desse produto em larga escala. 
Qualquer alteração no projeto e, consequentemente, na geometria do produto, 
que se tornar necessária posteriormente ao início da fabricação dos ferramentais, 
implicará muitas vezes em altos custos de retrabalho ou até pode resultar na perda 
desses ferramentais.
O artifício utilizado para a realização desses testes é a construção dos chama-
dos protótipos.
O que são protótipos?
Ex
pl
or
Um protótipo é um modelo de um produto fabricado em tamanho real ou em 
escala de aumento ou redução, utilizando o mesmo material do produto ou outro 
material disponível para sua fabricação.
Na indústria aeronáutica, por exemplo, antes da construção de uma aeronave 
em tamanho real, são construídos protótipos em escala reduzida das aeronaves que 
estão sendo projetadas, para a realização de ensaios e testes. 
Na figura 2 é possível visualizar um exemplo de túnel de vento aerodinâmico, 
que pode ser utilizado para o ensaio de modelos de aeronaves, ou ainda automó-
veis. Nesse exemplo, um automóvel está sendo ensaiado, de forma a otimizar suas 
linhas aerodinâmicas.
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UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Figura 2 – Exemplo de túnel para o ensaio aerodinâmico de automóveis
Fonte: Getty Images
Os valores das medições realizadas em ensaios nesses protótipos podem ser uti-
lizados posteriormente para simulações em computador das condições de utilização 
do produto, para melhorar o projeto. 
Na figura 3 é possível visualizar um protótipo de um conjunto formado por 
um pistão em uma biela de um motor automotivo, fabricado com utilização de 
material polimérico.
Figura 3 – Exemplo de protótipo fabricado utilizando-se material polimérico
Fonte: Getty Images
Os programas de computador utilizados para simulação das condições de utili-
zação de um produto são conhecidos como programas de CAE (Computer Aided 
Engineering) ou seja, programas de Engenharia Auxiliada por Computador.
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Porém, deve se levar em conta que a construção desse protótipo será realizada 
em uma fase do projeto em que o projetista ainda não dispõe dos ferramentais ne-
cessários para a fabricação desse produto em larga escala.
Isso significa dizer que esses protótipos precisam ser construídos, muitas vezes, 
através de processos artesanais, um protótipo de cada vez. Dessa forma, o custo de 
fabricação desses protótipos é bastante elevado e muito lento.
Nesse cenário surgem os processos de fabricação por adição e materiaispoliméricos.
A elevada demanda por protótipos para realização de testes e ensaios durante o 
desenvolvimento de um projeto levou ao desenvolvimento de tecnologias conheci-
das por Técnicas de Prototipagem Rápida (TPR).
Na década de 1980 eram utilizadas apenas 2 técnicas para fundir ou mudar o 
estado físico de um material em um processo de fabricação por adição de material. 
Era utilizado o laser ou a resistência elétrica.
Atualmente, existem diversos processos de fabricação por adição de materiais:
• Soldagem;
• Estereolitografia;
• Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM – Fused Deposition 
Modelling);
• Sinterização Seletiva a Laser (SLS – Selective Laser Sintering).
Na figura 4 é possível visualizar um fluxograma que ilustra as etapas de um pro-
cesso de fabricação por adição de material. A agente responsável pela mudança de 
estado físico nesse caso é a alteração da temperatura.
Grandeza de
transformação
Meio de
transformação
Gradiente do meio
de transformação
Adiação de
material
Nome da técnica
Temperatura Solidificação Ttrabalho> Tfusão
SLS, 
Estereolitografia;
FDM, 3D Printing
e Soldagem
Figura 4 – Fluxograma geral dos Processos de Fabricação por adição de material
Fonte: Adaptado de LIRA, 2018
A seguir, serão apresentados os processos de fabricação por adição de material 
conhecidos como Estereolitografia, Modelagem por Deposição de Material Fundido 
(FDM) e Sinterização Seletiva a Laser (SLS).
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UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Estereolitografia
A Técnica de Prototipagem Rápida conhecida como Estereolitografia é um dos 
primeiros processos de fabricação por adição de material que foram desenvolvidos.
Na estereolitografia os protótipos são construídos utilizando-se polímeros no 
estado líquido que estão em temperatura ambiente. Esse polímero é solidificado 
através da exposição do mesmo a uma radiação ultravioleta. 
O equipamento utilizado para a estereolitografia é composto por uma platafor-
ma que é mergulhada apenas alguns décimos de milímetros dentro de um reserva-
tório que contém a resina líquida (polímero). 
Esse equipamento possui um canhão que emites raios laser na direção de um 
conjunto de lentes e espelhos, que direcionam esses raios para cima da resina líquida.
Nos caminhos por onde passarem esses raios laser ocorrerá a solidificação da 
resina, dando início à formação do protótipo. Esse processo de solidificação é co-
nhecido como polimerização.
É interessante notar que as regiões do material líquido por onde os raios laser 
não passaram permanecem no estado líquido.
A máquina de estereolitografia trabalha utilizando os 3 eixos cartesianos X, Y 
e Z. Os eixos X e Y correspondem às coordenadas de movimentação dos raios 
laser sobre a superfície do material líquido. O eixo Z corresponde ao movimento 
da mesa, onde se forma o protótipo. Essa mesa se move para cima e para baixo.
Sendo assim, a cada passada dos raios laser sobre a superfície do material líqui-
do, a mesa realiza um pequeno deslocamento para baixo. Dessa forma, o protótipo 
vai se formando abaixo do nível do material líquido.
O equipamento de estereolitografia ainda dispõe de uma lâmina que passa por 
cima do protótipo a cada movimento da mesa para baixo, de forma a uniformizar 
a superfície do material líquido.
Como são produzidas as coordenadas cartesianas para a movimentação do equipamento de 
estereolitografia durante a fabricação do protótipo?Ex
pl
or
As coordenadas cartesianas que serão utilizadas para a fabricação do protótipo 
são obtidas a partir de um modelo do protótipo desenhado em 3 dimensões (3D) 
em um programa de CAD.
A partir desse desenho, um programa é utilizado para gerar os códigos de progra-
mação necessários para definir os trajetos dos raios laser e o movimento da mesa.
Na figura 5 é possível visualizar uma ilustração do processo de estereolitografia.
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Figura 5 – Ilustração do Processo de Estereolitografi a
Fonte: Adaptado de LIRA, 2018
Na figura 6 é possível visualizar um exemplo de equipamento utilizado para Es-
tereolitografia em tamanho real. Esse equipamento possui uma mesa que permite 
a construção de protótipos de tamanhos consideráveis. 
Figura 6 – Exemplo de equipamento utilizado para o processo de Estereolitografi a
Fonte: Wikimedia Commons
Ao observar a figura 6 é possível ainda verificar que o equipamento de estereo-
litografia possui um computador acoplado. Esse computador é o responsável pela 
decodificação dos códigos de programação que possuem as coordenadas de deslo-
camento dos raios laser e de movimentação da mesa do equipamento.
Na figura 7 é possível visualizar ainda um exemplo de protótipo de material po-
limérico fabricado através do processo de estereolitografia.
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UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Figura 7 – Exemplo de protótipo fabricado através do processo de Estereolitografia
Fonte: Wikimedia Commons
Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM)
A Técnica de Prototipagem Rápida (TPR) conhecida como Modelagem por 
Deposição de Material Fundido (FDM) tem como base a extrusão de filamentos 
de materiais poliméricos aquecidos.
O equipamento utilizado para a Modelagem por Deposição de Material Fundido 
(FDM) também trabalha com as coordenadas cartesianas X, Y e Z. Esse equipa-
mento possui um cabeçote que se movimenta nas direções X e Y no plano horizon-
tal. A direção vertical é formada pelo Eixo Z que corresponde a uma mesa que se 
movimenta para cima e para baixo.
O cabeçote possui 1 ou 2 orifícios de saída. Através do orifício principal sai o 
polímero fundido que é depositado sobre a mesa para fabricação do protótipo. 
Porém, caso o protótipo a ser construído possua partes que fiquem suspensas, 
é necessário que, durante a fabricação do protótipo, sejam fabricadas estruturas de 
sustentação, também de material polimérico, que sirvam de apoio para essas partes 
suspensas, para que seja possível a solidificação do material sem deformação das 
partes suspensas. 
Quando o cabeçote possui 2 orifícios, esse material extra para as estruturas de 
sustentação sai pelo orifício adicional do cabeçote. Esse orifício adicional também 
pode ser utilizado quando se utilizam 2 filamentos simultâneos com cores e/ou 
materiais diferentes para a fabricação dos protótipos.
Na figura 8 é possível visualizar um exemplo de protótipo de um produto fa-
bricado através do processo de Modelagem por Deposição de Material Fundido 
(FDM), com estruturas para sustentar partes suspensas. Essas estruturas podem ser 
descartadas após a conclusão da fabricação do protótipo.
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Protótipo Principal
Estrutura de
sustentação
Figura 8 – Exemplo de protótipo fabricado pelo processo FDM 
com estruturas de sustentação de partes suspensas
Fonte: Adaptado de Getty Images
Na figura 9 é possível visualizar o detalhe de um cabeçote de um equipamento 
utilizado para Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM).
Entrada do filamento de material polimérico
Saída do
polímetro fundido
Figura 9 – Detalhe do cabeçote de um equipamento para o processo FDM
Fonte: Adaptado de Getty Images
No processo de Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM), o mate-
rial polimérico entra no cabeçote através de guias que empurram esse material para 
dentro do cabeçote. Em seguida, esse material é aquecido até fundir-se e então o 
material é depositado sobre a mesa ao mesmo tempo em que o cabeçote se movi-
menta através de coordenadas nos eixos cartesianos X e Y, formando uma camada 
do protótipo. Em seguida, a mesa movimenta-se para baixo e uma nova camada 
de material é depositada sobre a mesa. Esses movimentos são obtidos através de 
um programa de computador elaborado a partir de um modelo computacional em 
3 dimensões do produto feito em um programa de CAD.
Os filamentosutilizados para a fabricação de protótipos pelo processo de Mo-
delagem por Deposição de Material Fundido (FDM) podem ser de polímero ABS, 
policarbonatos, elastômeros e cera.
Como é fornecida a matéria prima (filamentos) utilizada no processo FDM?
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or
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UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Na figura 10 é possível visualizar exemplos de bobinas de materiais utilizados 
para a alimentação de equipamentos que utilizam o processo de Modelagem por 
Deposição de Material Fundido (FDM). 
Figura 10 – Exemplos de bobinas de filamentos de diversas cores para processo FDM
Fonte: Getty Images
Finalmente, na figura 11 é possível visualizar um exemplo de equipamento por-
tátil utilizado para o processo de Modelagem por Deposição de Material Fundido 
(FDM). Esses equipamentos são popularmente chamados de impressoras 3D.
Figura 11 – Exemplo de equipamento portátil para processo FDM
Fonte: Pixabay
Sinterização Seletiva a Laser (SLS)
A Técnica de Prototipagem Rápida (TPR), conhecida como Sinterização Seleti-
va a Laser (SLS), é um processo metalúrgico de fusão de materiais não metálicos 
e pós metálicos utilizando como fonte de calor um feixe de raios laser.
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O equipamento utilizado para a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) possui uma 
mesa e um rolo que é utilizado para espalhar um material termofundível sobre 
essa mesa. Em seguida, o feixe de raio laser funde (derrete) a porca de pó atingi-
da pelo seu foco e uma nova camada de pó de material termofundível é deposi-
tada e novamente ocorre a termo fusão, até que todas as camadas do protótipo 
estejam concluídas.
O pó que não foi sinterizado é armazenado em um recipiente.
Na figura 12 é possível visualizar uma ilustração do equipamento utilizado para 
o processo de Sinterização Seletiva a Laser (SLS).
Figura 12 – Ilustração do Processo de Sinterização Seletiva a Laser (SLS)
Fonte: Adaptado de LIRA, 2018
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UNIDADE Processos de Fabricação por Adição de Material
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Para acessar a obra a seguir, percorra o seguinte caminho:
Após entrar em sua “área do aluno”, no menu à esquerda da tela, clique em “Serviços”, 
depois em “Biblioteca” e, no centro da tela, clique em “E-books – Minha Biblioteca”. 
No topo da tela que abrirá, haverá um campo de busca para autor, título, assunto etc. 
Nesse espaço, digite o nome da obra e clique na capa, que aparecerá como resultado.
Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e Polímeros 
Como material complementar, leia o capítulo 6 (p. 188-211) da obra LIRA, V. M. 
Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e Polímeros. 1ª Edição 
digital – Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2018. Nesse texto serão apresentados com 
mais detalhes os processos de fabricação por adição de materiais.
Para acessar a obra a seguir, percorra o seguinte caminho:
Após entrar em sua “área do aluno”, no menu à esquerda da tela, clique em “Serviços”, 
depois em “Biblioteca” e, no centro da tela, clique em “E-books – Bib. Virtual 
Universitária”. No topo da tela que abrirá, haverá um campo de busca para autor, 
título, assunto etc. Nesse espaço, digite o nome da obra clique na capa, que aparecerá 
como resultado.
Ciência dos Materiais
Como material complementar, leia o capítulo 13 (p. 292-314) da obra de SHACKELFORD, 
J. F. Ciência dos Materiais. Nesse texto será apresentado os materiais poliméricos e o 
seu processamento.
 Vídeos
Como funciona a impressora 3D #ManualMaker Aula 14, Vídeo 1
Nesse endereço eletrônico está disponível um vídeo bem interessante que trata do 
funcionamento de uma impressora 3D.
https://youtu.be/6N-F4TZkMXI
10 Coisas que a Impressora 3D Faz e Talvez Você Não Sabia!
Nesse endereço eletrônico também está disponível um vídeo que trata das diversas 
possibilidades de impresão 3D.
https://youtu.be/ixM6bTPhvjQ
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Referências
ASKELAND, D. R. & WRIGHT, W. J. Ciência e Engenharia dos materiais. 
3ª Edição – Ed. Cengage Learning, São Paulo, 2014.
CALLISTER Jr., W. D. & RETHVISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Mate-
riais – Uma Introdução. 9ª Edição – Ed. LTC, Rio de Janeiro, 2018.
LESKO, J. Design Industrial: Materiais e Processos de Fabricação. 1ª Edição – 
Ed. Blucher, São Paulo, 2004.
LIRA, V. M. Princípios dos Processos de Fabricação Utilizando Metais e Polí-
meros. 1ª Edição digital – Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2018.
SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. 6ª Edição – Ed. Pearson Prentice 
Hall, São Paulo, 2008.
SMITH, W. F. & HASHEMI, J. Fundamentos de Engenharia e Ciência dos Ma-
teriais. 5ª Edição – Ed. AMGH, Porto Alegre, 2012.
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