Apresentao do PowerPoint

- PROTOTIPAGEM - PROCESSO DE MANUFATURA POR CAMADASPROTOTIPAGEMLucas dos Santos Andrade ....................................................FN121362Prottipo um produto de trabalho da fase de testes e/ou planejamento de um projeto. Pode se referir a umautomvel(como umcarro conceptual),avio,nave espacial,navioou qualquer outraembarcao,veculode transporte,moveis ou produto da engenharia, como, por exemplo, umportoou umausina hidreltrica, umaturbina, umabomba hid.rulicaPROTOTIPAGEM - INTRODUO

PROTOTIPAGEM - INTRODUOConsiste basicamente na fabricao de objetos atravs da sobreposio de camadas

O processo utilizado principalmente na fabricao de prottipos funcionais ou no

As peas so projetadas com o auxilio de software destinados a obteno de peas em trs dimenses (3D)

Aps a criao do modelo computacional o mesmo fatiado virtualmente para determinar a ordem de sobreposio das camadas

A escolha do tipo de processo deve obedecer a finalidade da pea a ser fabricada

PROTOTIPAGEM - HISTRIAO Conceito de construo por camadas milenarPirmides do Egito

O pensamento da prototipagem se originou pelos estudos da Topografia e das Fotoescuturas

Os primeiros grandes avanos tem origem na dcada de 70

A primeira impressora 3D foi fabricada em 1984

Exemplo de obra de Topografias

Exemplo de obra de Fotoescuturas

HISTRIA ANOS 70Em 1972 Matsubara, da Mitsubishi Motors, props um mtodo de a partir de uma resina fotopolimerizvel.

Em 1974, verificou-se a utilizao na fabricao de superfcies de geometria complexa.

Em 1979, o Prof Takeo Nakagawa da Universidade de Tquio utilizou-se dessas tcnicas para fabricar moldes para injeo.

HISTRIA PRIMEIRA IMPRESSORA 3DEm 1983, Chuck Hull inventou lmpadas para solidificao de resinas

Em 1984, Chuck Hull, utilizando a Estereolitografiacriou a primeira impressora 3D funcional do mundo

Tinha como objetivo a confeco de peas de plstico.

Anos depois, Chuck fundou a 3D Systems

Os estudos na rea de prototipagem apenas cresceram com o passar dos anos

CHUCK HULL

PROTOTIPAGEM - TIPOSExistem mais de cerca de 20 tipos de processos

Na maioria dos casos os processos so propriedades das empresas que o desenvolveram

Pode-se destacar trs tipos principais atravs do estado original que a matria prima se encontraPrototipagem por meio SlidoPrototipagem por PPrototipagem por meio Lquido

PROTOTIPAGEM POR MEIO SLIDOUtilizam materiais slidosGeralmente materiais granulados ou em filamentos

O processo feito atravs da fuso dos materiais depositados

Os mais importantes so:Modelagem por Deposio (FDM)Manufatura Laminar de Objetos (LOM)Tecnologia com Laminas de Papel (PLT)FDM - MODELAGEM POR DEPOSIOUtiliza o principio da extruso de matria prima

Em geral utilizam de dois bicos extrusores1 Confeco da base de suporte2 Confeco da pea fabricada

Material depositado se encontra em estado: semilquidopastoso

FDM - PEASuporte confeccionado em material mais frgil que a pea

Material comuns para a construo de peasABBSPolisterPolicarbonatoCera

Remoo da pea manualmente ou por submergido em soluo aquecida.FDM ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

FDM VANTAGENS E DESVANTAGENSVantagensPeas com alta resistnciaNo requer ps curaGasta menos energiaO equipamento para ser instalado em praticamente qualquer ambiente

DesvantagensPeas com baixa preciso um processo lento

LOM MANUFATURA LAMINAR DE OBJETOSBaseia-se na sobreposio de folhas

utilizado um rolo aquecido para a ativao da cola entre as folhas

Utiliza um laser de CO2 para recortar os detalhes da pea

No necessita da construo de suporteLOM - PEAMaterial comuns para a construo de peasPolmeros em geralTecidosCermicasFolhas metlicas Papel Kraft

Posteriormente pode-se utilizar resina epxi para a proteo

LOM ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

LOM VANTAGENS E DESVATAGENSVantagensNo necessita de ps curaAlta velocidade de fabricao

Desvantagens Pode necessitar de processos posterioresFabricao de peas no maleveisPeas com poucos detalhes e com paredes finasDemora na limpeza das peas e do equipamentoPLT TECNOLOGIA COM LAMINAS DE PAPELSimilar ao processo de Manufatura Laminar de Objetos

depositado um p de resina no formato da superfcie a ser fatiada

A superfcie elevada e prensada contra uma placa aquecidaAtivando assim a cola

Utiliza-se uma faca de corte para retalhar os detalhes

Pode-se aplicar uma camada de resina epxi durante o processo para o aumento da resistncia da pea finalPLT VANTAGENS E DESVANTAGENSVantagensNo utiliza o laser como fonte de corteNo necessita de ps curaNo requer a construo de suportesEm geral no ocorrem distores da pea fabricada.

DesvantagensPoucos materiais disponveis para o processoPeas no flexveisNo pode-se fabricar peas com detalhes internosNo aconselhvel a fabricao de peas com paredes finasPROTOTIPAGEM POR MEIO DE PUtiliza-se de materiais que se encontram originalmente em estado de p

Pode-se utilizar de diversos tipos de materiaisCermicasPolmerosMetais

Na maioria dos processos utilizado um laser de CO2

Como principal processo pode-se destacar o SLS

o mais caro dos tipos de Prototipagem

SLS SINTERIZAO SELETIVA LASERUtiliza-se um laser de CO2

As camadas da pea so fundidas camada por camada

utilizado um rolo aquecido para manter o nvel entre as camadas

O ambiente deve ser controlado com nitrognio

Um sistema de varredura calcula a energia necessria para a fabricao da prxima camada

SLS - PEAPode-se executar a fabricao de peas de mltiplas construes e desconexas

No necessrio a fabricao de um suporte

Os materiais utilizados so:CermicasPolmeros Metais

As peas finais podem ter caractersticas funcionais

Pode-se fabricar diversas peas por empilhamento durante o processo

SLS OUTROS DADOS exigidos uma ps cura em alta temperatura quando utilizado materiais metlicos e polmeros

O acabamento superficial das peas dependem do tamanho do gro utilizado

um processo de elevado custo e consumo de energia

Utilizado principalmente na confeco de modelos e prottipos funcionais e de encaixe

SLS ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

SLS EXEMPLO DE PEAS

3DP IMPRESSO TRIDIMENSIONALNo utiliza laser

Existem duas empresas que desenvolvem Z CorporationProMetal da Ex One Corporation

O material agregado por um aglutinante

utilizado um rolo para o nivelamento da impresso em cada camada

No requer suporte

Varias peas podem ser fabricadas empilhadas

3DP VANTAGENS E DESVANTAGENSVantagensNo utiliza laserAlta velocidade de trabalhoNo necessita de suporteExiste a possibilidade de impresses coloridasNo existe desperdcio de material

DesvantagensNecessita de processos posteriorestimo acabamento superficialPouca diversidade de materialApenas metlicos no caso do processo da Prometal.PROTOTIPAGEM POR MEIO LQUIDOUtiliza-se de materiais que se encontram originalmente em estado de lquido

Utiliza-se como matria prima resinas fotossensveis

A cura realizado atravs do uso da exposio de luz UV

Pode-se destacar os seguintes processos.EsteriotografiaImpresso Jato de tinta (IJP)

ESTEREOLITOGRAFIA considerada a tcnica que iniciou a revoluo da prototipagem

Tem como matria prima resinas foto curveis

Utiliza-se um laser com comprimento de onda UV para curar as camadas de resina

Detalhes desconectadas so obtidas a partir do uso de suportes criados automaticamente pela mquina

A pea fabricada necessita de um banho de solvente ao final do processoESTEREOLITOGRAFIA ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

ESTEREOLITOGRAFIA ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

ESTEREOLITOGRAFIA PEAS

ESTEREOGRAFIA VANTAGENS E DESVANTAGENSVantagens o processo de prototipagem mais difundido no mundoPossui bom superficial

DesvantagensNecessita da construo de suportes para os detalhes desconectadosEm geral necessita de ps curaAs resinas utilizadas so danosas aos operadoresIJP IMPRESSO JATO DE TINTAUtiliza de material em estado de gel ou de resina epxi com 30% de cera

Possui duas principais patentes no mercadoPolyjet3D System

O material encontrado em cartuchos

As gotas de material so colocadas em camadas

utilizado a cura por fonte de ondas UVIJP VANTAGENS E DESVANTAGENSVantagens seguro para o operadorBom acabamento superficial Boa precisoMenor gasto de energiaNo necessita do uso de ps cura

Desvantagens Necessita do uso de suportes

IMPRESSORAS 3D CASEIRASAs impressoras tem por caracterstica serem equipamentos simples, com poucas peas e baixo custo.

Impressoras 3D tambm so simples e por esse motivo podem ser construdas em casa

Possuem a caracterstica de serem auto replicantes

EXEMPLO DE IMPRESSORAS 3D CASEIRAS

IMPRESSORAS 3D NA MEDICINA uma rea relativamente nova

Utilizado na fabricao principalmente de:Modelos de rgos e esqueletosCriao de prteses Enxertos sseos ou de m formao de rgos

So utilizados imagens de ressonncias ou tomografias como base para a fabricao

Existem pesquisas para a construo de rgos com materiais idnticos aos originais (biotintas)

IMPRESSORAS 3D NA MEDICINA - VANTAGENSCusto relativamente baixo

Menor utilizao dos centros cirrgicos

Menor tempo de cirurgia

Recuperao do paciente mais eficaz

EXEMPLO DE UTILIZAO NA MEDICINA

BIOTINTAS - ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO

PROTOTIPAGEM CONSIDERAO FINAIS