Inovação e prototipagem

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DESCRIÇÃO
Modelagem e visualização 3D. Inovação: manufatura aditiva e outras tecnologias. Cotagem.
PROPÓSITO
Compreender a utilização de um software de modelagem 3D e do processo de manufatura aditiva, a fim de obter um bom desempenho em
suas funções como engenheiro.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar o conteúdo deste tema, tenha em mãos: folhas de papel liso (tamanho A4), lápis com grafite preto, borracha branca macia,
instrumentos básicos (régua, par de esquadros, transferidor, compasso). Além disso, para a utilização do Tinkercad, é necessário acesso à
internet.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer um software de modelagem e visualização 3D
MÓDULO 2
Identificar o processo de manufatura aditiva e outras tecnologias emergentes
MÓDULO 3
Listar as condições normativas básicas para a cotagem
INOVAÇÃO E PROTOTIPAGEM
MÓDULO 1
 Reconhecer um software de modelagem e visualização 3D
CONHECENDO O TINKERCAD
 
Fonte: Shutterstock.com
A PERSPECTIVA É UMA FORMA DE REPRESENTAÇÃO GRÁFICA BIDIMENSIONAL QUE
AUXILIA SOBREMANEIRA A COMPREENSÃO DA VOLUMETRIA E DAS CARACTERÍSTICAS
GEOMÉTRICAS DOS OBJETOS AO PROPORCIONAR A SENSAÇÃO DE
TRIDIMENSIONALIDADE.
Essa compreensão impacta no desenvolvimento e execução dos protótipos nos projetos de Engenharia. Diante dessa realidade, a
elaboração e a análise de modelos tridimensionais virtuais utilizando ferramentas CAD (Computer Aided Design) contribuem para que os
Engenheiros tenham êxito em seus projetos.
Nesse módulo, vamos conhecer o Tinkercad, software online de representação gráfica de objetos, de fácil utilização, que irá nos auxiliar na
modelagem 3D de objetos.
CONCEITOS
A modelagem 3D agiliza o processo da criação à fabricação. É possível criar produtos cada vez mais personalizados através desses
ambientes de modelagem virtual, que possuem grande potencial de inovação, já que as ideias podem ser concebidas, analisadas, testadas e
modificadas na tela do computador — do esboço à produção, testando e modificando quantas vezes for necessário.
QUAL É A FUNÇÃO DO TINKERCAD?
O Tinkercad é um software CAD, da Autodesk, que permite criar objetos tridimensionais, vê-los em perspectiva e obter suas vistas
ortográficas. É uma ferramenta de uso fácil e intuitivo, com a qual vamos nos familiarizar neste momento.
O aplicativo pode ser utilizado online, e acessando o site oficial (em tablets, celulares e computadores), é possível fazer o download na
Microsoft Store, por exemplo.
 SAIBA MAIS
Para iniciar o uso do software, é necessário inscrever-se na AutoDesk (empresa responsável pela comercialização do programa) que também
disponibiliza versões educacionais gratuitas de seus softwares a estudantes. Basta acessar a seção Estudantes e Educadores no menu da
página, criar uma conta e fazer o download do programa para o seu computador.
TELA DE TRABALHO E COMANDOS INICIAIS DO TINKERCAD
Na página inicial do aplicativo, clique em ENTRAR e efetue seu login com seu usuário e senha. A seguinte tela aparecerá, e nela você clicará
em Criar novo design:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 1 - Criar novo design no Tinkercad.
A tela que se abre representa a região de trabalho do programa e alguns comandos básicos para sua utilização:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 2 - Tela de trabalho inicial Tinkercad.
SEGUE A DESCRIÇÃO DOS COMANDOS APRESENTADOS NA FIGURA, SEGUNDO A
NUMERAÇÃO ESPECIFICADA NA IMAGEM:
01
Plano de trabalho, representado em grade ajustada em milímetros.
02
Os botões apresentam as opções de copiar, colar, duplicar e excluir. Ao lado, as setas para a esquerda e para a direita indicam os botões
desfazer e refazer, respectivamente.
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javascript:void(0)
03
O cubo representa as vistas visíveis na tela do plano de trabalho. Essa visualização pode ser modificada clicando e mexendo o cubo. Ao
simplesmente clicar em uma das vistas, a tela apresentará somente a vista escolhida. Ao posicionar o mouse sobre o cubo, setinhas
aparecem acima e abaixo, para a direita e para a esquerda, para que você possa alterar a vista de visualização das vistas.
04
O menu vertical apresenta as opções de visualização inicial, ajustar tudo na visualização, aumentar o zoom, reduzir o zoom e mudar para
exibição ortográfica. Essa última opção retira a representação distorcida cônica representando a tela de trabalho em isometria.
05
Os botões têm as opções de mostrar tudo, agrupar, desagrupar, alinhar e virar.
06
A setagem inferior é referente à grade do plano de trabalho. É possível desligá-la ou modificar a distância da malha ortogonal presente no
plano. Também é permitido alterar as unidades e definir o tamanho padrão do plano de trabalho. A configuração padrão do programa é a
malha de 1 mm, com largura e comprimento de 200 mm.
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javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 3 - Menus à direita da tela de trabalho.
À direita da tela de trabalho, podemos incluir uma régua (1) no plano de trabalho, facilitando o processo de desenho. Esse recurso será
utilizado durante o exemplo de utilização do programa que será apresentado a seguir. Abaixo, o Tinkercad agrupa as entidades de desenho
em grupos, dos quais destacamos três:
FORMAS BÁSICAS
As mais aplicáveis ao nosso estudo serão caixa, cilindro, cone, esfera, polígono, entre outras. Todas as formas básicas servem para criar
objetos tridimensionais sólidos. Além das formas tridimensionais básicas presentes, o programa disponibiliza formas em caixa e cilindro
especiais (hachuradas em cinza) para moldar orifícios em objetos sólidos com as formas escolhidas.
TEXTOS E NÚMEROS
Permite a criação de textos no plano de trabalho.
SHAPE GENERATORS
Selecionável no mesmo menu de formas básicas e textos e números. É possível escolher a opção, que permite a criação de diferentes
formas geométricas modificadas através de extrusão ou revolução em torno de um eixo de referência.
EXEMPLO EM TINKERCAD
Para que você perceba o quanto a utilização do Tinkercad é simples, objetiva e intuitiva, vamos modelar um objeto tridimensional e obter
suas vistas ortográficas e perspectivas.
A modelagem deve utilizar, como critérios, os procedimentos de soma e subtração de volumes para formação de um modelo tridimensional.
Para isso, é importante estudar o objeto a ser modelado antes de iniciar o desenho, identificando os sólidos primitivos de soma e/ou
subtração de volumes a serem utilizados durante a modelagem.
VEJAMOS A SEGUIR O PASSO A PASSO DO PROCEDIMENTO DE SOMA
E SUBTRAÇÃO DE VOLUMES, PARTINDO DA PERSPECTIVA
ISOMÉTRICA DO OBJETO A SER MODELADO (AS DIMENSÕES
COTADAS ESTÃO EM MILÍMETROS).
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 4 - Objeto a ser modelado utilizando o Tinkercad.
Para modelar o objeto, vamos considerar sua subdivisão em cinco formas básicas, dentre as quais três serão caixas do tipo sólido, que
serão somados ou agrupados; e duas formas básicas do tipo orifício, uma cilíndrica e a outra em forma de caixa, que serão os volumes a
serem subtraídos do modelo. A figura a seguir ilustra uma opção de subdivisão do objeto:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 5 - Subdivisão do objeto a ser modelado em volumes a somar e a subtrair.
 ATENÇÃO
É importante salientar que essa é uma das opções para subdividir o objeto em formas básicas. Agora, vamos criar os volumes no programa e
modelar o objeto proposto.
No cubo que indica a vista do plano de trabalho, clique em Superior. Depois, mude a exibição do plano de trabalho para ortográfica (nos
menus à esquerda apresentados anteriormente). O plano de trabalho, nesse momento, aparece como uma malha ortogonal em tela.
Agora, utilizando o mouse para selecionar a forma básica caixa, aparecerá junto ao cursor um quadrado que representa a vista superior da
caixa a ser desenhada. Clique em qualquer ponto do plano de trabalho e digite, na caixa de informações que se abrirá, os valores de
comprimento, largura e altura (é preciso clicar em cada medida antes de digitar os valores).
O plano de trabalho, após essespassos, ficará da seguinte forma:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 6 - Plano de trabalho após a modelagem inicial da Caixa 1.
Clicando no objeto, é possível rotacionar o volume para que sua maior dimensão fique na direção horizontal. Posicionando o cursor do mouse
sobre a seta dupla de giro que aparece à esquerda do objeto, clique no número que indica a inclinação original (0°) e digite 90, para que o
sólido fique na orientação desejada, após repetir o mesmo procedimento para todas as caixas que devem ser modeladas.
DICA 1
Não se esqueça de que a Caixa 4 deve ser escolhida como orifício, pois será subtraída da Caixa 1.
DICA 2
O botão scroll do mouse serve para aproximar e afastar a imagem. Se pressionado continuamente, move todo plano de desenho.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 7 - Plano de trabalho após o posicionamento de orientação de todas as caixas.
O PRÓXIMO PASSO É O DESENHO DO ORIFÍCIO EM CILINDRO.
Selecione a forma básica do cilindro no menu à direita da tela de trabalho e posicione a figura em qualquer ponto do plano de trabalho. Para
definir seu diâmetro, clique no cilindro desenhado, nas dimensões que aparecerão em torno dele e edite as dimensões no plano para 10 mm
e a altura para 20 mm (a altura aparece ao clicar no quadrado que fica posicionado no meio da figura).
Com todos os volumes na tela de trabalho, você pode posicionar os volumes adequadamente. Para isso, é necessário modificar a
visualização do plano de trabalho, de forma a conseguir visualizar os objetos em elevação.
Posicione o cursor do mouse no quadrado à esquerda, onde se encontra indicada a vista superior utilizada até o momento, e clique na forma
azul que aparecerá na borda superior.
Em seguida, posicione o cursor do mouse no canto superior direito da vista frontal e clique na forma azul, que aparecerá no canto. Dessa
maneira, sua visualização se alterará, e você verá em tela as vistas superior, frontal e lateral direita dos objetos representados.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 8 - Plano de trabalho com todos os objetos na visualização superior-frontal-direita (modo ortogonal).
O próximo passo é mover os objetos posicionando-os, como indicado na imagem inicial. Posicionando a régua junto ao canto inferior direito
do objeto, você terá mais facilidade de ajustar a posição do furo cilíndrico. A seta em forma de cone, que aparece em cada objeto clicado,
movimenta o objeto na direção perpendicular ao plano de trabalho.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 9 - Plano de trabalho com todos os objetos posicionados, não agrupados, na visualização superior frontal direita (modo ortogonal).
O último passo é selecionar todos os objetos e agrupar, utilizando o menu horizontal presente no canto superior direito da tela de trabalho,
finalizando a modelagem. O modelo pronto permite múltiplas visualizações de suas vistas ortográficas e diferentes perspectivas isométricas.
Modificando a forma de visualização para o modo perspectiva (no último botão do menu esquerdo vertical), podemos perceber a distorção
dada pelo software (representando o objeto em perspectiva cônica).
 
Fonte: EnsineMe.
Figura 10 - Modelo finalizado na visualização superior frontal direita (modo ortogonal).
 
Fonte: EnsineMe.
Figura 11 - Modelo finalizado na visualização superior frontal (modo perspectiva).
MODELANDO NO TINKERCARD: SOMA E SUBTRAÇÃO DE
VOLUMES
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. DAS AFIRMATIVAS REALIZADAS ABAIXO SOBRE O TINKERCAD, ASSINALE A INCORRETA:
A) Permite modelar um objeto tridimensional e obter suas vistas ortográficas e perspectivas.
B) É importante estudar o objeto a ser modelado antes de iniciar o desenho, identificando os sólidos primitivos de soma e/ou subtração de
volumes a serem utilizados durante a modelagem.
C) Não é considerado um software CAD (Computer Aided Design).
D) Após posicionar e selecionar todos os objetos que compõem a forma final desejada, deve-se agrupar o conjunto para finalizar a
modelagem.
E) O Tinkercad utiliza de soma e subtração de volumes para a formação de um modelo tridimensional.
2. ANALISE AS SENTENÇAS ABAIXO REFERENTES À OPERAÇÃO DO TINKERCAD:
A MODELAGEM DEVE UTILIZAR COMO CRITÉRIOS OS PROCEDIMENTOS DE SOMA E SUBTRAÇÃO DE
VOLUMES PARA A FORMAÇÃO DE UM MODELO TRIDIMENSIONAL.
É IMPORTANTE ESTUDAR O OBJETO A SER MODELADO ANTES DE INICIAR O DESENHO,
IDENTIFICANDO OS SÓLIDOS PRIMITIVOS DE SOMA E/OU SUBTRAÇÃO DE VOLUMES A SEREM
UTILIZADOS DURANTE A MODELAGEM.
O ÚLTIMO PASSO É SELECIONAR TODOS OS OBJETOS E AGRUPÁ-LOS, FINALIZANDO A MODELAGEM.
ESTÁ(ÃO) CORRETA(S), APENAS:
A) I e II
B) II e III
C) I, II e III
D) I e III
E) Somente III
GABARITO
1. Das afirmativas realizadas abaixo sobre o Tinkercad, assinale a incorreta:
A alternativa "C " está correta.
 
A Tinkercad é um software de auxílio de desenho assistido por computador, ou seja, um software CAD (Computer Aided Design).
2. Analise as sentenças abaixo referentes à operação do Tinkercad:
A modelagem deve utilizar como critérios os procedimentos de soma e subtração de volumes para a formação de um modelo
tridimensional.
É importante estudar o objeto a ser modelado antes de iniciar o desenho, identificando os sólidos primitivos de soma e/ou
subtração de volumes a serem utilizados durante a modelagem.
O último passo é selecionar todos os objetos e agrupá-los, finalizando a modelagem.
Está(ão) correta(s), apenas:
A alternativa "C " está correta.
 
Todas as sentenças estão corretas, pois é necessário estudar bem o objeto a ser modelado de maneira a construir corretamente os critérios
dos procedimentos de soma e subtração, sempre lembrando no fim de agrupar os objetos modelados, finalizando a modelagem.
MÓDULO 2
 Identificar o processo de manufatura aditiva e outras tecnologias emergentes
INDÚSTRIA 4.0 OU QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
 
Fonte: Shutterstock.com
Vimos que a evolução da computação gráfica cria o conceito de modelagem 3D, que viabiliza a criação de modelos virtuais intangíveis
(protótipos virtuais). Tais modelos, após testados e ajustados, podem ser materializados através do processo de manufatura aditiva.
ESSE PROCESSO CONTRIBUI PARA UMA MUDANÇA PARADIGMÁTICA DE PRODUÇÃO
INDUSTRIAL, CONHECIDA COMO INDÚSTRIA 4.0 OU QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL.
Trata-se de uma alternativa revolucionária para a produção, com enorme potencial de crescimento no atendimento a nichos específicos de
mercado e às tendências de customização de produtos. Produtos de alto valor agregado poderão ser produzidos com um mínimo de mão de
obra.
Nesse módulo, abordaremos os conceitos relacionados à manufatura aditiva e outras tecnologias emergentes associadas à Indústria 4.0.
MANUFATURA ADITIVA E PROTÓTIPO
A modelagem 3D é muito demandada e permite criar modelos virtuais intangíveis (protótipos virtuais) cada vez mais personalizados e
próximos da realidade física do produto que está se querendo representar. Com isso, as chances de que o desenvolvimento de um produto,
do projeto à produção, seja bem-sucedido aumentam consideravelmente, o que pode ser enxergado como uma importante vantagem
competitiva no mercado.
E SE HOUVER A NECESSIDADE DO PROTÓTIPO FÍSICO OU MESMO A CRIAÇÃO DA VERSÃO
FINAL DO OBJETO A SER COMERCIALIZADO, COMO PROCEDER?
É aí que entra o revolucionário processo de manufatura aditiva, com diversas tecnologias e materiais para a produção desses objetos.
Manufatura aditiva é o nome utilizado para definir o processo de manufatura digital por adição de material. As diversas tecnologias utilizadas
nessa fabricação digital funcionam adicionando-se camadas de material, uma sobre a outra, até imprimir o objeto final. Esse processo está
revolucionando a prototipagem e a fabricação de produtos em diversas áreas.
A IMPRESSÃO 3D, COMO É POPULARMENTE CONHECIDA A
MANUFATURA ADITIVA, POSSIBILITA A FABRICAÇÃO DE OBJETOS
COM GEOMETRIAS RELATIVAMENTE COMPLEXAS, QUE NÃO
PODERIAM SER FEITAS POR OUTRAS TÉCNICAS TRADICIONAIS DE
FABRICAÇÃO. ALÉM DISSO, POR UTILIZAR SOMENTE O MATERIAL
NECESSÁRIO PARADAR FORMA AO OBJETO, PROPORCIONA
ECONOMIA DE MATÉRIA PRIMA E, CONSEQUENTE, REDUÇÃO DOS
CUSTOS DE PRODUÇÃO.
Essa economia pode ser mais significativa dependendo da quantidade, da complexidade da geometria e do nível de customização das peças.
O PROCESSO DE MANUFATURA ADITIVA É COMPOSTO DE QUATRO ETAPAS,
APRESENTADAS A SEGUIR:
 
Fonte: Shutterstock.com
 Figura 12 - Etapas do processo de manufatura aditiva.
Veja a descrição detalhada dessas etapas:
CONSTRUINDO O PROJETO 3D
É o desenvolvimento do projeto tridimensional num software de computador (CAD), definindo o design e as medidas. Pode-se também obter
o modelo através de escaneamento a laser, caso se queira utilizar um objeto físico já existente.
CORTANDO PEÇAS EM CAMADAS
Nesta etapa, o modelo 3D será dividido em camadas (fatias). Para isso, utiliza-se um software chamado de slicer (fatiador; o Simplify3D e o
Cura são os mais famosos). Após a definição de alguns parâmetros no slicer, será gerado um arquivo (formato G-Code) que será
enviado/carregado para o equipamento de impressão 3D.
PROCESSO DE MANUFATURA ADITIVA (PEÇA FINA IMPRESSA EM 3D)
O arquivo G-Code é enviado para a impressora 3D, que responderá às coordenadas pré-configuradas e fará a deposição do material em
camadas, até que o objeto seja completamente impresso. Dependendo das variáveis do projeto, pode-se levar de alguns minutos a alguns
dias.
TECNOLOGIAS E MATERIAIS PARA MANUFATURA ADITIVA
Existem várias tecnologias para impressão 3D, cuja escolha depende do objeto e do material específicos. Essas tecnologias estão sendo
aprimoradas com o passar do tempo e, provavelmente, surgirão outras, que irão tornar o processo mais rápido e melhorar a qualidade da
impressão.
Apresentaremos a seguir as tecnologias mais difundidas no mercado.
MODELAGEM POR FUSÃO E DEPOSIÇÃO OU MODELAGEM DE
DEPOSIÇÃO FUNDIDA - FDM (FUSED DEPOSITION MODELING)
Também chamada de FFF (Fused Filament Fabrication), tornou-se a mais difundida e acessível das tecnologias de impressão 3D.
Funciona de maneira simples, ao extrusar (Forçar a saída do material por um orifício.) um filamento plástico (Polímero específico.)
derretido, que assumirá uma forma alongada ou filiforme, acrescentando-o camada sob camada, em alta precisão, até formar o objeto final.
Em um sistema de impressão por FDM, o bico de extrusão movimenta-se horizontal e verticalmente sobre a plataforma de construção,
“desenhando” uma seção transversal do objeto na plataforma. Cada uma das finas camadas de plástico esfria e endurece, vinculando-se
imediatamente à camada abaixo dela.
Comparada a outras técnicas de impressão em 3D, como a estereolitografia (SLA) ou a sinterização laser seletiva (SLS), a FDM é um
processo bastante lento.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Figura 13 - Manufatura aditiva FDM.
ESTEREOLITOGRAFIA OU SLA (STEREOLITHOGRAPHY
APPARATUS)
Um feixe de laser ultravioleta (UV) é utilizado para solidificar a resina líquida que está contida em um reservatório, criando a forma 3D
desejada. O processo converte a resina líquida fotossensível em plástico sólido (fotopolimerização), camada após camada, até formar o
objeto final.
É UMA DAS TECNOLOGIAS DE MANUFATURA ADITIVA MAIS PRECISAS,
PROPORCIONANDO SUPERFÍCIES LISAS E OS MAIS RICOS DETALHES,
MESMO EM PEÇAS MUITO PEQUENAS (EXEMPLOS: ODONTOLOGIA E
JOALHERIA). 
 
É IDEAL PARA A CRIAÇÃO DE PROTÓTIPOS COM ASPECTO DE
PRODUTO FINAL E MATRIZES PARA UMA VARIEDADE DE TÉCNICAS DE
MOLDAGEM.
O objeto é formado camada a camada através da elevação (tipicamente cerca de 0,1 mm por camada) de uma plataforma que se encontra
mergulhada num tanque de resina líquida. O laser “desenha” as camadas da impressão na resina fotossensível, solidificando o líquido onde
ele atinge. A resina que não é tocada pelo laser permanece no tanque e pode ser reutilizada.
Depois de terminar a polimerização do material, a plataforma sobe para fora do tanque, e o excesso de resina é drenado. No final do
processo, o modelo é removido da plataforma, lavado do excesso de resina e colocado em um forno UV para a cura final. A cura pós-
impressão permite que os objetos atinjam a maior força possível e se tornem mais estáveis.
POSSUI UM CUSTO DE PRODUÇÃO BEM MAIS ELEVADO QUE A TÉCNICA FDM.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Figura 14 - Manufatura aditiva SLA.
SINTERIZAÇÃO SELETIVA A LASER OU SLS (SELECTIVE LASER
SINTERING)
Trabalha com insumo em forma de pó, sendo o laser utilizado para fundir ou sintetizar esse pó seletivamente, agregando as camadas do
material, para formar o objeto desejado.
O laser varia em potência, o que determina qual material está sendo utilizado para impressão: plásticos, metais ou cerâmicas. Dependendo
do material, o laser não é capaz de criar uma ligação completamente sólida, podendo ser necessário que o objeto seja posteriormente
processado em um forno.
Dentro da máquina, há um dispositivo de rolo que deposita continuamente novas camadas de material bruto (pó) sobre aquelas
anteriormente sintetizadas.
As peças podem ser mais complexas, tanto no que diz respeito à estrutura geométrica quanto aos componentes de intertravamento.
Essa tecnologia tem o diferencial de não exigir estruturas de suporte; contudo, costuma ser a mais cara entre as três apresentadas.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Figura 15 - Manufatura aditiva SLS.
SINTERIZAÇÃO DIRETA DE METAL A LASER - DMLS (DIRECT METAL
LASER SINTERING)
É UTILIZADA PARA IMPRESSÃO DE PEÇAS EM LIGAS DE METAL, COMO TITÂNIO, AÇO E
OUTROS.
A Sinterização Direta de Metal a Laser trabalha com matéria-prima na forma de pó metálico, em um processo de sinterização por meio de um
laser que une as partículas de forma seletiva, semelhante ao SLS.
Um feixe de laser poderoso (Yb-fibre) funde as partículas dos metais para formar as camadas do objeto, permitindo criar peças complexas,
que nos modelos tradicionais de fabricação seriam difíceis de produzir.
Essa técnica tem custo bastante elevado, tanto do equipamento (impressora) quanto dos objetos impressos. É utilizada em áreas específicas:
indústria aeroespacial, medicina e odontologia.
MANUFATURA ADITIVA: PROCESSO E TECNOLOGIAS
REALIDADE VIRTUAL
 
Fonte: Shutterstock.com
A realidade virtual ou VR (virtual reality) consiste em levar o usuário para um mundo ou realidade digital, ou seja, que não existe fisicamente.
Imagens e sons ao redor são substituídos por conteúdo virtual (digital), criados e controlados com processamento computacional.
Esse “ambiente falso” (virtual), composto por elementos gráficos, pode ser muito semelhante ao mundo real, proporcionando uma experiência
de estar em algum lugar, ver e “tocar” algo, mesmo sabendo que isso não existe como matéria.
A experiência de imersão nesse mundo virtual envolve o usuário 360° e em três dimensões, transmitindo uma ilusão de que tudo aquilo
existe. Essa experiência é transmitida ao usuário pela navegação através de ambientes e a interação com objetos.
A REALIDADE VIRTUAL PROPORCIONA UMA INTERFACE DIGITAL
AVANÇADA, QUE PERMITE AO USUÁRIO REPRODUZIR AS SENSAÇÕES
DE “REALIDADE”, INTERAGINDO COM OBJETOS VIRTUAIS, EM TEMPO
REAL, SEM CONTATO FÍSICO. PODE-SE, POR EXEMPLO, ENTRAR EM
ALGUM LUGAR E MANIPULAR ALGO QUE ESTEJA LÁ DENTRO.
REALIDADE AUMENTADA
COMO FUNCIONA ESSE RECURSO? É IGUAL OU DIFERENTE DA REALIDADE VIRTUAL?
VAMOS A ESSAS RESPOSTAS!
Diferente da realidade virtual, que só usa elementos digitais num mundo que não existe fisicamente, a Realidade Aumentada ou AR
(augmented reality) mistura elementos reais com elementos digitais em um mesmo ambiente. Conforme vimos, na realidade virtual o
ambiente é totalmente virtualizado, não ocorrendo a mistura de realidades.
A REALIDADE AUMENTADA É A SOBREPOSIÇÃO DE OBJETOS
VIRTUAIS TRIDIMENSIONAIS, PROCESSADOS POR COMPUTADOR, NUM
AMBIENTE REAL, UTILIZANDO PARA ISSO UM SUPORTE
TECNOLÓGICO. POR MEIO DE DISPOSITIVOS E SOFTWARES,
CONSEGUEM-SE INSERIR ELEMENTOS DIGITAIS EM UM ESPAÇO REAL.
UM BOM EXEMPLO DO USO DA AR É O JOGO ELETRÔNICO POKÉMON
GO, VOLTADO PARA A PLATAFORMADOS SMARTPHONES.
Numa linha de montagem, os óculos de realidade aumentada podem auxiliar os funcionários com instruções (manuais, animações, vídeos)
sempre atualizadas de instalação de peças. Numa obra, pode-se, na tela de um smartphone, mostrar o que se pretende realizar num projeto
e discutir ajustes com a equipe de Engenharia, ou mesmo demonstrar e dimensionar para o cliente o resultado previsto nesse projeto.
O processo de formação do objeto virtual consiste em:
1
Coloca-se o objeto real em frente à câmera, para que ela capte a imagem e transmita ao equipamento que fará a interpretação.
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2
A câmera “enxerga” o objeto e manda as imagens, em tempo real, para o software que gerará o objeto virtual.
3
O software já estará programado para retornar determinado objeto virtual, dependendo do objeto real que for mostrado à câmera.
4
O dispositivo de saída (que pode ser uma televisão ou monitor de computador) exibe o objeto virtual em sobreposição ao real, como se
ambos fossem uma coisa só.
 
Fonte: Shutterstock.com
javascript:void(0)
javascript:void(0)
javascript:void(0)
 Figura 16 - Realidade aumentada holográfica: Modelo 3D do protótipo de turbina do motor.
 
Fonte: Shutterstock.com
 Figura 17 - Realidade aumentada e realidade virtual combinadas na Indústria 4.0.
INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
A INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL OU AI (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) É UMA INTELIGÊNCIA
SIMILAR À HUMANA, MAS DESENVOLVIDA POR PROCESSAMENTO COMPUTACIONAL, QUE
É EXIBIDA POR UM SOFTWARE, DISPOSITIVO OU MECANISMO.
Nesse contexto, as máquinas aprendem com experiências, se adaptam à novas entradas e realizam tarefas como se fossem seres humanos.
Geralmente, os computadores são treinados para cumprir tarefas específicas (por exemplo: jogar xadrez); para tanto, realizam o
processamento de grandes quantidades de dados, reconhecendo neles os padrões.
A AI tem funcionamento e desenvolvimento complexos.
UMA SOLUÇÃO DE IA ENVOLVE UM AGRUPAMENTO DE VÁRIAS TECNOLOGIAS,
COMO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS, ALGORITMOS, SISTEMAS DE
APRENDIZADO, ENTRE OUTROS QUE CONSEGUEM SIMULAR CAPACIDADES
HUMANAS LIGADAS À INTELIGÊNCIA. POR EXEMPLO, O RACIOCÍNIO, A
PERCEPÇÃO DE AMBIENTE E A HABILIDADE DE ANÁLISE PARA A TOMADA DE
DECISÃO.
TOTVS, 2019,
Nas Engenharias, podemos utilizar a inteligência artificial de várias formas. Imaginamos que apenas engenheiros das áreas de Controle e
Automação e de Computação desenvolvem projetos com robôs inteligentes, mas não é só isso que os engenheiros fazem com a AI.
O Instituto de Robótica e Sistemas Inteligentes de Zurique, na Suíça, criou um robô capaz de reproduzir diversas tarefas humanas em um
canteiro de obras: manipula materiais de construção, anda por terrenos desnivelados e monta estruturas com uma precisão milimétrica.
Existem ainda outras possibilidades relacionadas às novas habilidades de um engenheiro civil: construções inteligentes. Os mais variados
tipos de sensores (de presença para garantir um consumo de energia otimizado, ligando e desligando luzes; de temperatura para regular a
potência dos aparelhos de ar-condicionado) serão previstos no projeto de construção.
OS ENGENHEIROS CIVIS, ALÉM DO PROJETO DE ESTRUTURA FÍSICA, SERÃO
DIRETAMENTE RESPONSÁVEIS PELO PLANEJAMENTO DA INFRAESTRUTURA
INTELIGENTE.
Fonte: Shutterstock.com
Os modelos de aprendizado de máquina do Construction IQ foram treinados com dados de 30.000 projetos de construção. Tarefas e dados
históricos são usados para prever condições de segurança em um canteiro de obras, possibilitando o gerenciamento dos problemas em
aberto de maior risco pelos gerentes de projeto.
QUAL A RELAÇÃO DESSAS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS COM A
CHAMADA INDÚSTRIA 4.0?
Os engenheiros devem se manter atualizados sobre o uso das tecnologias apresentadas nesse módulo, pois todas fazem parte da 4ª
Revolução Industrial. Segundo o Ministério da Indústria, Comércio e Serviços, no site Indústria 4.0:
“As três primeiras revoluções industriais trouxeram a produção em massa, as linhas de montagem, a eletricidade e a tecnologia da
informação, elevando a renda dos trabalhadores e fazendo da competição tecnológica o cerne do desenvolvimento econômico. A quarta
revolução industrial, que terá um impacto mais profundo e exponencial, se caracteriza por um conjunto de tecnologias que permitem a fusão
do mundo físico, digital e biológico. As principais tecnologias que permitem a fusão de tais mundos são a manufatura aditiva, a IA, a IoT, a
Biologia Sintética e os sistemas ciberfísicos (CPS).”
 
Fonte: Industria40
 Figura 19 - Tecnologias da 4ª Revolução Industrial. Fonte: Ministério da Indústria, Comércio e Serviços
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. EM RELAÇÃO À MANUFATURA ADITIVA, NÃO É CORRETO AFIRMAR:
A) É muito demandada e permite criar modelos virtuais intangíveis (protótipos virtuais) cada vez mais personalizados e próximos da realidade
física do produto que está se querendo representar.
B) É o nome utilizado para definir o processo de manufatura digital por adição de material.
C) Existem diversas tecnologias utilizadas nessa fabricação digital, e todas funcionam adicionando-se camadas de material, uma sobre a
outra, até imprimir o objeto final.
D) Só possibilita a fabricação de objetos com geometrias simples, sem partes internas vazias (ocas, sem material para sustentação).
E) É muito utilizada para impressão 3D e está em constante aprimoramento.
2. QUAL DAS OPÇÕES ABAIXO NÃO ESTÁ CORRETA EM RELAÇÃO À REALIDADE AUMENTADA?
A) Diferente da realidade virtual, a realidade aumentada mistura elementos reais com elementos digitais em um mesmo ambiente.
B) Só usa elementos digitais num mundo que não existe fisicamente.
C) Trata-se da sobreposição de objetos virtuais tridimensionais, processados por computador, num ambiente real.
D) Por meio de dispositivos e softwares, são inseridos elementos digitais em um espaço real.
E) Tem como principal característica a utilização dos óculos de realidade aumentada, que auxiliam o funcionário em sua função.
GABARITO
1. Em relação à manufatura aditiva, não é correto afirmar:
A alternativa "D " está correta.
 
A manufatura aditiva possibilita a fabricação de objetos com geometrias relativamente complexas, que não poderiam ser feitas por outras
técnicas tradicionais de fabricação.
2. Qual das opções abaixo não está correta em relação à realidade aumentada?
A alternativa "B " está correta.
 
A realidade aumentada mistura elementos reais com digitais em um mesmo ambiente, enquanto a realidade virtual só usa elementos digitais
num mundo que não existe fisicamente.
MÓDULO 3
 Listar as condições normativas básicas para a cotagem
CONCEITOS INICIAIS
COTAGEM: ELEMENTOS GRÁFICOS E ORIENTAÇÕES
PRINCIPAIS PONTOS DA ABNT NBR 10.126
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) elabora as normas brasileiras (NBR), que apesar de serem de uso voluntário, são
amplamente utilizadas por representarem consenso sobre o estado da arte obtido entre especialistas.
MAS AFINAL, O QUE ESSAS NORMAS DEFINEM?
Segundo a própria ABNT (s.d.), “as normas asseguram as características desejáveis de produtos e serviços, como qualidade, segurança,
confiabilidade, eficiência, intercambialidade, bem como respeito ambiental — e tudo isto a um custo econômico”, o que é muito importante
para os projetos de Engenharia.
NESTE MÓDULO, VAMOS APRESENTAR OS PRINCIPAIS PONTOS DA
ABNT NBR 10.126:1998 (COTAGEM EM DESENHO TÉCNICO), QUE FIXA
OS PRINCÍPIOS GERAIS DE COTAGEM A SEREM APLICADOS EM
TODOS OS DESENHOS TÉCNICOS.
CONCEITOS
O QUE É COTAGEM?
Segundo a ABNT NBR 10.126:1987 (Cotagem em desenho técnico – Procedimento), a cotagem é a representação gráfica no desenho da
característica do elemento, através de linhas, símbolos, notas e valor numérico numa unidade de medida. Ela deve fornecer informações
perfeitas sobre as dimensões do objeto, evitando dúvidas que justifiquem cálculos para a obtenção de medidas.
QUAIS SÃO OS ELEMENTOS GRÁFICOS DE UMA COTAGEM?
Os elementos gráficos de umacotagem são a linha de cota, a linha auxiliar, os limites da linha de cota e a cota, que é a dimensão numérica
propriamente dita, indicada levando em consideração a escala utilizada para o desenho.
A linha de cota e as linhas auxiliares devem ser desenhadas com traço contínuo fino. Os limites da linha de cota podem ser representados
por setas, cujos lados devem formar um ângulo de aproximadamente 15º. A seta pode ser aberta ou fechada preenchida.
É muito comum chamar a cotagem somente de cota. Mas vale lembrar que a cota é tão somente a medida numérica (ou dimensão) de uma
cotagem, e não todo o conjunto de elementos que fazem parte da cotagem.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 20 - Elementos fundamentais da cotagem e diferentes elementos limites da linha de cota.
Em geral, posicionamos a cota centralizada entre as linhas auxiliares, colocando o texto acima da linha de cota, no caso de cotas horizontais,
ou à esquerda da linha de cota, no caso de cotas verticais. Também é possível interromper a linha de cota e posicionar os textos em posição
que em possa ser lido da base do papel.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 21 - Cotas alinhadas à linha de cota e alinhadas à base do papel.
ORIENTAÇÕES BÁSICAS PARA COTAGEM NO DESENHO
TÉCNICO
As cotas devem ser capazes de descrever completamente um desenho, sendo localizadas na vista ou corte que melhor represente o produto
projetado.
Vejamos a seguir algumas orientações básicas para a execução da cotagem no desenho técnico. Mais informações podem ser obtidas na
norma vigente.
Os limites da linha de cota se alteram dependendo do tipo de desenho técnico. Os desenhos mecânicos, por exemplo, utilizam mais as setas.
Já os desenhos de arquitetura utilizam os traços oblíquos, inclinados em 45º com relação à linha de cota.
É aconselhável manter uma distância padrão entre a linha de cota e o contorno do desenho. A mesma distância deve ser mantida entre uma
linha de cota e a outra. Já a linha auxiliar não deve tocar o desenho e precisa ultrapassar a linha de cota.
Estephanio (1996) recomenda que a distância entre o desenho e a linha de cota seja de aproximadamente 7 mm e orienta uma medida de 3
mm para a extensão da linha auxiliar com relação à linha de cota.
TAIS RECOMENDAÇÕES NÃO SÃO NORMATIZADAS, MAS SÃO CITADAS AQUI SOMENTE
COM O OBJETIVO DE DAR A VOCÊ UMA ORDEM DE GRANDEZA PARA ESSAS MEDIDAS.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 22 - Afastamento da linha auxiliar e posicionamento da linha de cota com relação ao contorno do desenho.
TUDO BEM ATÉ AQUI? VAMOS SEGUIR COM NOSSAS
RECOMENDAÇÕES.
Linhas de centro podem ser utilizadas como auxiliares da cotagem, devendo ser prolongadas até o contorno do desenho como linha traço e
ponto fina, tornando-se linha contínua fina até ultrapassar a linha de cota.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 23 - Utilização de linhas de centro como linha auxiliar.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 24 - Cotagem de pequenos detalhes.
Se o espaço disponível entre as linhas auxiliares for insuficiente para a representação dos elementos limites da linha de cota, as setas podem
ser apresentadas externamente no prolongamento da linha de cota desenhado com essa finalidade. A cota também pode ser escrita junto a
esse prolongamento.
O ideal é que a cotagem fique posicionada fora da vista ou do corte, porém é permitida, em certos casos, a colocação interna dos elementos
da cotagem. Procure posicionar as cotas maiores por fora das menores, de forma a evitar o cruzamento de linhas.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 25 - Exemplo de cotagem fora do contorno do desenho, utilizando cotagem em cadeia e posicionamento adequado de cotas
maiores por fora das menores.
Uma forma interessante de posicionar cotas sucessivas é fazendo a cotagem em cadeia, como podemos ver na cota horizontal e vertical
acima e à direita do contorno da vista representada ao lado:
Se a linha de cota for inclinada, ela deve se situar como ilustrado ao lado:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 26 - Cotagem com linha de cota inclinada.
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 27 - Cotagem de raios e diâmetros.
A cotagem de diâmetros e raios pode ser feita de diversas maneiras, conforme apresentado ao lado. Se os raios forem grandes, estando o
centro do arco além dos limites do desenho, a cota pode ser representada através do desenho de um ponto como um centro fictício ou
somente indicada junto ao arco, sem representação de linha de centro. Nas cotas de raios e diâmetros, devem-se utilizar símbolos, antes do
número, que facilitam a interpretação do desenho (R para raio e Φ para diâmetro).
A cotagem de ângulos e arcos deve seguir os padrões indicados ao lado:
 
Fonte: EnsineMe.
 Figura 28 - Cotagem de ângulos e arcos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. MARQUE A ALTERNATIVA INCORRETA:
A) Cotagem é a representação gráfica no desenho da característica do elemento através de linhas, símbolos, notas e valor numérico numa
unidade de medida.
B) A cotagem deve fornecer informações perfeitas sobre as dimensões do objeto, evitando dúvidas que justifiquem cálculos para a obtenção
de medidas.
C) Os elementos gráficos de uma cotagem são a linha de cota, a linha auxiliar, os limites da linha de cota e a cota, que é a dimensão
numérica propriamente dita.
D) É muito comum chamar a cotagem somente de cota, pois são exatamente a mesma coisa.
E) A cotagem de diâmetros e raios pode ser representada pelo desenho de um ponto, através de um centro fictício.
2. ANALISE AS SENTENÇAS ABAIXO REFERENTES ÀS ORIENTAÇÕES BÁSICAS PARA COTAGEM NO
DESENHO TÉCNICO:
OS LIMITES DA LINHA DE COTA SE ALTERAM DEPENDENDO DO TIPO DE DESENHO TÉCNICO. OS
DESENHOS MECÂNICOS, POR EXEMPLO, UTILIZAM MAIS AS SETAS. JÁ OS DESENHOS DE
ARQUITETURA UTILIZAM OS TRAÇOS OBLÍQUOS, INCLINADOS EM 45º COM RELAÇÃO À LINHA DE
COTA.
NÃO É NECESSÁRIO MANTER UMA DISTÂNCIA PADRÃO ENTRE A LINHA DE COTA E O CONTORNO DO
DESENHO, TAMPOUCO ENTRE UMA LINHA DE COTA E A OUTRA.
LINHAS DE CENTRO PODEM SER UTILIZADAS COMO LINHAS AUXILIARES DA COTAGEM, DEVENDO
SER PROLONGADAS ATÉ O CONTORNO DO DESENHO COMO LINHA TRAÇO E PONTO FINA,
TORNANDO-SE LINHA CONTÍNUA FINA ATÉ ULTRAPASSAR A LINHA DE COTA.
MESMO QUE O ESPAÇO DISPONÍVEL ENTRE AS LINHAS AUXILIARES SEJA INSUFICIENTE PARA A
REPRESENTAÇÃO DOS ELEMENTOS LIMITES DA LINHA DE COTA, AS SETAS DEVEM SER
APRESENTADAS INTERNAMENTE NESSE ESPAÇO.
ESTÁ(ÃO) CORRETAS, APENAS:
A) II e IV
B) I, III e IV
C) I e III
D) II e III
E) I e II
GABARITO
1. Marque a alternativa incorreta:
A alternativa "D " está correta.
 
A cota é tão somente a medida numérica (ou dimensão) de uma cotagem, e não todo o conjunto de elementos que fazem parte da cotagem.
2. Analise as sentenças abaixo referentes às orientações básicas para cotagem no desenho técnico:
Os limites da linha de cota se alteram dependendo do tipo de desenho técnico. Os desenhos mecânicos, por exemplo, utilizam
mais as setas. Já os desenhos de arquitetura utilizam os traços oblíquos, inclinados em 45º com relação à linha de cota.
Não é necessário manter uma distância padrão entre a linha de cota e o contorno do desenho, tampouco entre uma linha de
cota e a outra.
Linhas de centro podem ser utilizadas como linhas auxiliares da cotagem, devendo ser prolongadas até o contorno do
desenho como linha traço e ponto fina, tornando-se linha contínua fina até ultrapassar a linha de cota.
Mesmo que o espaço disponível entre as linhas auxiliares seja insuficiente para a representação dos elementos limites da
linha de cota, as setas devem ser apresentadas internamente nesse espaço.
Está(ão) corretas, apenas:
A alternativa "C " está correta.
 
É preciso manter uma distância padrão entre a linha de cota e o contorno do desenho, bem como a mesma distância deve ser mantida entre
uma linha de cota e a outra (sentença II) e, se o espaço disponível entre as linhas auxiliares for insuficiente para a representação dos
elementos limites da linha de cota, as setas podem ser apresentadas externamente no prolongamento da linha de cota desenhadocom essa
finalidade (sentença IV).
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O uso dos softwares de computação gráfica para a modelagem 3D agiliza o processo de concepção, testagem e produção, refletindo na
confiabilidade, qualidade, bem como na competividade de um produto. Vários aspectos são considerados e analisados: design,
funcionamento, estrutura, processos de fabricação.
Associada à modelagem virtual está a prototipagem física, ou até mesmo a fabricação do produto final, utilizando-se o processo de
manufatura aditiva. Partindo-se do modelo virtual 3D, faz-se a programação da impressora 3D e a impressão do produto. Os custos e o
tempo de produção (impressão do protótipo ou produto final) estão cada vez menores quando comparados aos processos de usinagem.
Existem diversos tipos de materiais e tecnologias para impressão 3D, que conferem ao objeto um bom acabamento, além de resistência
mecânica, térmica e química.
Como vimos, outras tecnologias surgem, se relacionam e se completam: realidade virtual, realidade aumentada, holografia, inteligência
artificial. Esse é o novo contexto tecnológico do engenheiro do século XXI, que deve se apropriar destas tecnologias para exercer suas
funções e desenvolver seus projetos para a Indústria 4.0.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Definição. Consultado em meio eletrônico em: 30 nov. 2020.
ESTEPHANIO, Carlos Alberto do Amaral. Desenho técnico: uma linguagem básica. 4. ed. Rio de Janeiro: Carlos Estephanio, 1996.
GIESECKE, Frederick E. Mitchell et al. Computação Gráfica Moderna. 1. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.
MUNIZ, César; MANZOLLI, Anderson. Desenho técnico. 1. ed. Rio de Janeiro: Lexikon, 2015.
SILVA, Arlindo; RIBEIRO, Carlos Tavares Ribeiro; DIAS, João; SOUSA, Luís. Desenho Técnico Moderno. 4. ed. São Paulo: LTC, 2006.
TOTVS. Inteligência artificial: por que a tecnologia tem se tornado cada vez mais estratégica? In: blog Totvs. Publicado em: 12 jun. 2019.
EXPLORE+
Para sabe mais sobre os assuntos trados neste tema, leia:
Capítulos 3 e 4 do livro Desenho Técnico, de César Muniz e Anderson Manzoli. 1ª edição. Rio de Janeiro. Editora Lexikon, 2015.
Itens 6.23 a 6.25 do livro Computação Gráfica Moderna, dos autores Frederick E. Mitchell Giesecke, entre outros.
Subitens 6.1, 6.2 e 6.3 do capítulo sobre Perspectivas do livro Desenho Técnico Moderno, de Arlindo Silva e outros autores. 4ª edição.
Itens 4.1 a 4.7 do livro Curso de desenho técnico e AutoCAD, dos autores Antônio Clelio Ribeiro, Mauro Pedro Peres e Nacir Izidoro,
entre outros. (O livro consta na biblioteca virtual da Estácio).
Acesse o site Tinkercad, na seção Aprenda, e veja lições básicas para a utilização desse software.
CONTEUDISTA
Luiz di Marcello Senra Santiago
 CURRÍCULO LATTES
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