PROTOTIPAGEM RÁPIDA POR DEPOSIÇÃO DE MATERIAL … · 2016-08-11 · Igor Assis Lana e Cruz...

PROTOTIPAGEM RÁPIDA POR

DEPOSIÇÃO DE MATERIAL FUNDINDO

- UMA APLICAÇÃO ACADÊMICA

Wanderson de Oliveira Leite (PPGEP-UFMG)

[email protected]

Igor Assis Lana e Cruz (DEMEC-UFMG)

[email protected]

Kivia de Fatima Resende (DEMEC-UFMG)

[email protected]

Juan Carlos Campos Rubio (DEMEC-UFMG)

[email protected]

Em um ambiente industrial altamente competitivo a utilização da

prototipagem rápida (RP) tornou-se indispensável para reduzir o ciclo

de desenvolvimento de produtos. Assim, surge a demanda por

profissionais qualificados/familiarizados com eesse sistema. Nesse

contexto, a utilização do equipamento de prototipagem rápida de baixo

custo apresenta diversas vantagens para o meio acadêmico, como a

possibilidade dos estudantes participarem de todas as etapas de

desenvolvimento de protótipos de maneira prática, desde a modelagem

CAD até a obtenção do protótipo em si.O objetivo desse trabalho foi,

então, fazer um estudo no meio acadêmico, da utilização de uma

ferramenta de RP comercialmente disponível, a fim de evidenciar sua

viabilidade de utilização como meio de ensino e pesquisa de baixo

custo e ainda descrever algumas características dessa ferramenta.

Palavras-chaves: Projeto de produto, Manufatura Integrada,

Prototipagem Rápida, Deposição de Material Fundido (FDM), Ensino

em Engenharia

XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no

Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.



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1. Introdução

Os processos modernos de criação e manufatura de produtos tem incluído cada vez mais a

utilização de sistemas computadorizados completamente integrados, da concepção à

produção. A criação desses sistemas se deu através de ferramentas para desenho

computadorizado (CAD), posteriormente integradas à manufatura computadorizada (CAM).

A implantação dessas ferramentas reduziu drasticamente o tempo de desenvolvimento e os

custos de novos produtos, além de aumentar muito a flexibilidade dos projetos. Com o

desenvolvimento subsequente, as ferramentas de CAD/CAM foram quase que completamente

sincronizadas, entretanto as etapas de produção continuam se utilizando de alguns processos

manuais e artesanais, visivelmente no que se refere à construção de protótipos e moldes para

fabricação. O aumento de competitividade das empresas, redução do ciclo de vida dos

produtos e um mercado com padrões crescentes exige o desenvolvimento de novas técnicas

que excluam atividades “artesanais” e tornem possível a utilização de computadores para

automatização de processos previamente manuais. (KAI, 2000)

Nesse contexto, foram sendo desenvolvidos nas últimas décadas processos que permitissem a

criação de protótipos de maneira flexível e rápida, como a prototipagem rápida (RP). Esses

processos reduziram o tempo de fabricação de um protótipo para poucos dias ou apenas

algumas horas, resultando em um grande ganho de tempo e flexibilização do projeto e

permitindo alterações e correção de erros de concepção em fases iniciais do desenvolvimento.

A efetiva aplicação dessas novas técnicas e seus desdobramentos naturalmente torna a

tecnologia mais acessível e eficaz, além de criar novas necessidades e desafios para seu

aprimoramento. Dessa forma, cada vez mais as empresas e o meio acadêmico em si

necessitam de pessoas familiarizadas com os conceitos, ferramentas, e técnicas envolvidas em

todo o trabalho de RP. Apesar disso, conforme visto na literatura pesquisada, os meios

acadêmicos em geral ainda não possuem estrutura ou meios suficientes para uma adequada

familiarização e desenvolvimento de atividades relacionadas à RP, seja pela relativa novidade

na utilização de tais técnicas, seja pelo custo ainda proibitivo que elas ensejam. Entretanto,

começam a surgir equipamentos e plataformas para RP relativamente simples, para aplicações

menos complexas, com custos extremamente baixos quando comparados aos equipamentos

para efetiva produção industrial, além de possuírem interfaces mais simples e facilmente

assimiláveis.

O objetivo desse trabalho foi, então, fazer um estudo no meio acadêmico da utilização de uma

ferramenta comercialmente disponível, a fim de evidenciar sua viabilidade de utilização como

meio de ensino e pesquisa de baixo custo para a comunidade acadêmica e ainda, apresentar

essa nova concepção de manufatura.

2. Revisão da Literatura

2.1 Prototipagem Rápida

Segundo Liou (2007), prototipagem rápida pode ser definida como o processo de construção

de um modelo físico a partir de um projeto (CAD), utilizando uma classe especial de

máquinas. Já Raja e Fernandes (2008) definem RP como uma classe de tecnologias que são

usadas para produzir objetos físicos, camada por camada, diretamente de sistemas CAD.

Nesses sistemas os modelos - peça(s) - são construídos por camadas até adquirir a forma final,

não havendo necessidade de utilizar qualquer tipo de ferramentas. Essas camadas representam

a seção transversal da peça e podem ser formadas por partes sólidas processadas, líquidos ou

pós (Fig. 1) (CHEAH et al., 2004; OLIVEIRA & OLIVEIRA, 2007).



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a b c d

Figura 1 – Sequência de prototipagem rápida: a) modelo CAD 3D, b) fatiamento ou geração das camadas,

c) processamento de camadas e d) camadas empilhadas (modelo). Fonte: Autores

A primeira técnica comercial de RP, a estereolitografia (SLA), surgiu em 1987. Atualmente,

existem mais de 30 diferentes processos de RP, nem todos disponíveis comercialmente

(OLIVEIRA; OLIVEIRA 2007). Ao mesmo tempo, o desenvolvimento da prototipagem

rápida está intimamente relacionado ao desenvolvimento de aplicações de computadores para

a manufatura e o avanço de algumas tecnologias, incluindo CAD, CAM e CNC. Para Kai e

Fai (1998), o surgimento dos sistemas de RP não teria sido possível sem a existência de CAD.

No entanto, hoje se pode facilmente constatar que, além do CAD, muitas outras tecnologias e

avanços em outras áreas, como sistemas de manufatura, engenharia de precisão e tecnologia

dos materiais, também foram cruciais no desenvolvimento dos sistemas de RP atuais (KAI &

FAI, 1998; RAJA & FERNANDES, 2008).

No desenvolvimento de produtos, para Kai e Fai (1998) e Liou (2007), entre as diversas novas

ferramentas e abordagens de desenvolvimento de produto, a RP é um processo que permite

construir rapidamente geometrias complexas (parte de produtos ou produtos completos) com

formas físicas fidedignas, diretamente de um modelo de CAD 3D, reduzindo, assim, muito, o

tempo de desenvolvimento de um produto. Para Raja e Fernandes (2008), essa técnica permite

que os engenheiros e designers produzam protótipos tangíveis de seus projetos rapidamente,

em vez de apenas imagens bidimensionais. Numa fase inicial, eles servem para testar e validar

o modelo tridimensional. Posteriormente, os protótipos podem ser usados para testar vários

aspectos de sua concepção, tais como testes em túnel de vento, verificações dimensionais,

montagem, entre outros (OLIVEIRA & OLIVEIRA, 2007). Complementar a isso, para

Canciglieri et al. (2007) a integração e a rapidez entre as várias fases do desenvolvimento de

produtos por meio da passagem rápida do conceito do produto à produção é, sem dúvida, uma

ferramenta de competitividade entre as organizações que a prototipagem pode vir a oferecer.

2.2 Processos de Prototipagem Rápida

Nesse trabalho são abordados apenas os processos de RP baseados em deposição de material

(não estando incluídos os processos mais recentemente desenvolvidos de prototipagem rápida

por remoção de material (Subtractive Rapid Prototyping – SRP), cujos modelos são obtidos

pelo desbaste sucessivo de blocos de diversos materiais, desde metais aos polímeros).

Assim sendo, pode-se sisteticamene considerar que “todos” os processos de prototipagem

rápida por deposição de material comercialmente existentes são constituídos por cinco

etapas básicas:

a) Modelagem de um modelo CAD 3D da peça que está sendo projetada;

b) Conversão do arquivo CAD em formato compatível (IGS, Stereolithography (STL) etc.);

c) Fatiamento do arquivo em camadas transversais pelo software e em alguns casos, geração

do programa de processamento;

d) Construção física do modelo, empilhando-se as camadas uma sobre a outra;



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e) Pós- processamento / Limpeza e acabamento do protótipo.

A figura 2 apresenta esta sequência de etapas de processamento.

Figura 2 – Representação das etapas do processo de PR. Fonte: Raja & Fernandes (2008)

A seguir algumas técnicas de prototipagem mais difundidas serão tratadas com mais detalhes.

2.2.1 Estereolitografia

As máquinas de estereolitografia constroem o modelo por meio da superposição de camadas

de resina polimérica fotossensível líquida (Fig. 3). O processo consiste na solidificação dos

contornos da peça, de acordo com a geometria criada em CAD, por raios laser ultravioleta

projetados na resina, camada por camada, em uma plataforma que se encontra submersa no

banho da resina líquida, até completar a formação da peça (CANCIGLIERI et al., 2007;

OLIVEIRA; OLIVEIRA, 2007). A peça completa é removida do equipamento e a resina

restante, dentro dos contornos, é curada por meio de aquecimento em forno (GRIMM, 2004).

As resinas utilizadas podem ser epóxi ou acrílica.

Figura 3 – Representação do processo de prototipagem por esteriolitografia. Fonte: Liou (2007)

2.2.2 Sinterização Seletiva a Laser

O equipamento de sinterização seletiva a laser constrói objetos tridimensionais pela

superposição de camadas homogêneas de polímeros em pó, conforme a geometria CAD, até a



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formação da peça (CANCIGLIERI et al., 2007). As camadas superpostas são ligadas

quimicamente entre si (sinterizadas) por ação do calor proveniente de um laser dióxido de

carbono (CO2) (PEREIRA, 2007). Inicialmente, no processo, o pistão de fabricação (A)

(Fig. 4) encontra-se na posição superior e, com o auxílio do rolo (B), uma fina camada de pó é

depositada sobre ele. Sobre a ação da radiação de laser, o material é sinterizado, formando a

primeira camada da peça dentro de um cilindro de formação do objeto, posicionado no centro

do equipamento. Na sequência, camadas adicionais do pó são depositadas através de roletes

sobre a camada já sinterizada para sofrer a ação do laser, repetindo-se o processo até a

formação final do objeto. O pó não sinterizado pela ação do laser é removido quando a peça

estiver completa. Este serve como uma estrutura de suporte para partes salientes e

desconectadas (CANCIGLIERI et al., 2007; LIOU, 2007).

Figura 4 – Representação do processo de prototipagem por sinterização seletiva a Laser. Fonte: Liou (2007)

2.2.3 Modelagem por Deposição de Material Fundido

O processo de modelagem por FDM é o segundo método mais utilizado de prototipagem

rápida, logo depois da estereolitografia (RAJA & FERNANDES, 2008). Esse processo

constrói objetos por extrusão de filamentos de polímeros como ABS e poliamida, entre outros,

aquecidos por um cabeçote onde são fundidos e extrudados, Fig. 5 (CANCIGLIERI et al.,

2007).

Figura 5 – Representação do processo de prototipagem FDM. Fonte: Raja & Fernandes (2008)

Mecanicamente, o cabeçote movimenta-se nas coordenadas X e Y, além de uma plataforma

movimentando-se no sentindo vertical (coordenada Z). No cabeçote, fios do material



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termoplástico são direcionados por guias rotativas que atravessam um ou mais bicos

extrusores aquecidos. Esses bicos recebem o material para a construção do objeto 3D e, ainda,

outro bico auxiliar pode ser usado para depositar material a ser utilizado como suporte para a

fabricação. Ao final de cada camada a plataforma se desloca para baixo (eixo Z), com

distância igual à espessura de camada, compondo, assim, camadas superpostas de filamento

até formar o objeto pretendido (GRIMM, 2004). Em alguns equipamentos o processo ocorre

todo no interior de uma câmara com temperatura controlada, abaixo da temperatura de

transição vítrea da resina. Isso permite grande controle do processo (RAJA & FERNANDES,

2008).

2.2.4 Impressão Tridimensional

O processo de impressão tridimensional ou 3D Printers utiliza o conceito de impressão a jato

de tinta, de impressoras de computadores, sendo alguns desses equipamentos construídos com

partes dessas impressoras. A técnica consiste em utilizar cabeçotes semelhantes aos de

impressoras, que se movimentam nos eixos X e Y, para aplicar um aglomerante que une as

partículas de um pó cerâmico ou polimérico usado para fazer o modelo. Nesse sistema, uma

plataforma contendo pó se movimenta no eixo Z. Então, é aplicado sobre a superfície da

plataforma o aglomerante líquido em determinadas regiões, formando uma camada da peça.

Na medida em que a plataforma desce, um rolo do reservatório contendo pó carrega nova

camada, gerando outra plataforma ascendente (Fig. 6). Novamente, o cabeçote aplica o

aglomerante nas regiões de interesse até o fim da construção do objeto, que é retirado de

dentro do volume de pó excedente. Nesse processo, o pó que não foi aglomerado permanece

no equipamento, a fim de prover sustentação para a peça que está sendo gerada, podendo ser

reaproveitado posteriormente no processo. Após o procedimento de construção, é necessária a

infiltração de novos elementos químicos na porosidade do objeto e/ou curar o material (pós-

processamento) (CANCIGLIERI et al., 2007; GRIMM, 2004).

Figura 6 – Esquema de funcionamento do processo de 3D Print. Fonte: ZCorp (2010)

2.2.5 Manufatura de Objetos em Lâminas

O processo de manufatura de objetos em lâminas (LOM) difere de outros sistemas de RP nos

quais o modelo é gerado pela adição de sucessivas camadas em um processo de

empilhamento, por um processo de empilhamento de folhas (camadas de materiais como

folhas de papel comum, plásticos, compósitos, entre outros), cobertas por um material adesivo



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no qual são cortadas as regiões de contorno do modelo por um laser de alta precisão (existe

equipamento que executa esse corte com lâmina de metal, entretanto, é um processo não

difundido) (GRIMM, 2004). Como em outros processos, a pilha de folhas cortadas e unidas

que formam a peça é gerada sobre uma plataforma, que se desloca para baixo (coordenada Z)

a cada nova camada de material, Fig. 7 (LIOU, 2007; RAJA & FERNANDES, 2008). Outra

particularidade desse processo é que a espessura da seção transversal 2D gerada para o

processamento corresponde à espessura da folha (0,01 a 0,05 mm de espessura). Esse

processo é capaz de produzir peças que podem ser usinadas ou polidas para proporcionar bom

acabamento superficial.

Figura 7 – Representação do processo de prototipagem por manufatura de objetos em lâminas. Fonte: Raja &

Fernandes, 2008

3. Estudos da Prática

Para este estudo foi utilizada uma máquina de prototipagem rápida por deposição de material

fundido (FDM) modelo RapMan 3.1, fabricada pela empresa inglesa Bits From Bytes.

A máquina é disponibilizada desmontada, em um kit que contém todas as peças necessárias ao

seu completo funcionamento, bem como instruções detalhadas de montagem e calibração do

equipamento, Fig. 8(a). A estrutura do equipamento é feita de barras de aço e peças de

acrílico, de forma a reduzir os custos ao máximo, Fig. 8(b). A montagem é feita em alguns

dias ou horas e utiliza-se apenas de ferramentas básicas, como chaves de fenda, Allen e de

boca, além de alicates. O custo inicial do equipamento, montado, fica em torno de 2000 reais.

O custo médio por quilo dos polímeros utilizados para a prototipagem é de 110 reais, variando

de acordo com cada matéria prima.

A empresa também fornece todos os softwares necessários à utilização da máquina de forma

gratuita, assim como suas atualizações. Ainda estão disponíveis versões pagas dos softwares,

com alguns recursos adicionados. Mesmo assim, as versões gratuitas são completamente

funcionais, conforme visto no estudo.



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Figura 8 – a) kit de montagem Rapman 3.1 e; b) Rapman 3.1 montada. Fonte: Autores

3.1 Especificações e Características do equipamento

O equipamento pode ser instalado sobre qualquer mesa ou bancada por possuir reduzidas

dimensões (650x570x820mm) e utiliza conexão elétrica comum (110-220v), consumindo

apenas 60 w. Montada, possui apenas 17 quilogramas.

O tamanho máximo de impressão é de 270x205x210mm e a resolução do eixo Z de impressão

(vertical) de 0,125mm, sendo essa a espessura mínima possível para cada camada de

impressão. A tolerância da impressão é de 1% das dimensões da peça impressa para os eixos

X e Y, e de 0,5 vez a espessura da camada utilizada. A velocidade máxima de deposição de

material é de 15 mm³ por segundo (todas essas especificações variam de acordo com o

polímero utilizado, mas dizem respeito aos valores limite).

O interfaceamento com o computador é feito através de um cartão SD padrão, sendo o

formato do arquivo de impressão da máquina escrito em código G. Possui ainda, uma conexão

USB para atualizações de firmware e recuperação em caso de travamento de software.

O equipamento estudado possui apenas uma cabeça extrusora, mas há a possibilidade da

utilização de uma cabeça extra, o que possibilitaria ao equipamento impressões em duas cores

simultaneamente ou à criação de estruturas de suporte para peças de geometrias mais

complexas.

Outra característica funcional do equipamento é que não há a necessidade de um contrato de

manutenção, comum para esses equipamentos. E ainda, todas as peças utilizadas são bastante

simples (com exceção da placa de comando e do bico extrusor), podendo ser facilmente

repostas com material local em caso de desgaste ou quebra.

3.2 Softwares de Trabalho

Como citado anteriormente, a prototipagem rápida inclui cinco processos básicos. Para o

processo estudado, eles incluem: modelagem CAD 3D, conversão do arquivo para STL,

fatiamento do arquivo STL e geração do código G, impressão e pós-processamento. Esse

último geralmente indispensável para este equipamento.

O software para modelagem 3D utilizado foi o SolidWorks 2010, tomando como base uma

engrenagem em alumínio de uma bomba d’água (Fig.9(a)). Esse software possui a opção de

a) b)



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exportar arquivos em STL. Abaixo, Figura 9(b-c), apresenta o resultado da modelagem.

Figura 9 – a) Engrenagem real; b) aquivo CAD e; c) arquivo STL mostrando a malha de triângulos. Fonte:

Autores

Após a conversão do arquivo para STL (Fig. 9(c)), é possível utilizar dois programas

diferentes para geração do arquivo de impressão em código G para o equipamento. A

plataforma Netfabb Studio em sua versão gratuita permite apenas a visualização do arquivo

STL e o fatiamento da peça, sendo que a versão paga tem diversos recursos de edição para os

arquivos STL, incluindo refinamento da malha de triângulos, edição de superfícies, checagem

e correção de erros, etc, Fig. 10(a). Outra possibilidade é a utilização do programa BfB Axon,

em conjunto com o programa Skeinforge. Ambos são programas proprietários da fabricante do

equipamento, sendo o Skeinforge o programa de fato responsável pelo trabalho do arquivo

STL, enquanto o Axon apenas cria uma interface simplificada mais amigável ao usuário e

possui perfis de impressão pré-configurados, ideais para usuários iniciantes. Dessa forma, é

possível utilizar o Axon para configurar os parâmetros de impressão específicos para o tipo de

polímero utilizado, dimensões da peça e características de acabamento desejadas, Fig. 10(b).

O programa então exportará os dados para o Skeinforge, que gerará o código G específico

para a RapMan 3.1.

O código G criado pode ser visto tanto no Axon quanto no Skeinforge, onde é possível

visualizar a impressão camada por camada, com as respectivas trajetórias da cabeça de

impressão e as linhas de deposição de material.

(a) (b)

Figura 10 – Interfaces do softwares de edição: a) Netfabb Studio e; b) BfB Axon. Fonte: Autores

3.3 Configurando e imprimindo as amostras

Como o objetivo do trabalho foi analisar o equipamento como ferramenta de ensino e

pesquisa, a utilização do Axon foi mais adequada para trabalhar os códigos de impressão.

Então, a mesma engrenagem modelada (CAD 3D) foi convertida para STL e impressa em

a

)

b

)

c

)



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plástico ABS branco, com os parâmetros pré-configurados da impressora e pequenos ajustes

feitos para demonstrar como a configuração de alguns parâmetros alteram a qualidade peça

impressa.

Os principais parâmetros a serem estudados (configurados) para a impressão incluem a

temperatura do bico de extrusão, a quantidade de camadas “sólidas” que serão impressas nas

partes inferior e superior da peça, o número de camadas das “cascas” do sólido, que compõem

as paredes laterais da peça, a densidade de material de preenchimento nas áreas internas da

peça, e a espessura de cada camada impressa. Essas configurações iniciais, bem como o tipo

de peça e material utilizado, influenciam outras configurações avançadas, mas que podem ser

facilmente ajustadas, como a velocidade de extrusão de material, velocidade de deslocamento

da cabeça de impressão, e temperatura e tipo de estrutura da base de impressão (raft).

O programa dispõe ainda de opções para configurar preferências de trajetórias circulares ou

lineares, entre outras, suavização de contornos, compensação de dimensões considerando as

espessuras selecionadas, etc. Por serem mais complexas, não influírem significamente neste

estudo, visto que a peça não é complexa, essas configurações foram mantidas em seus

padrões.



11

3.4 Resultados Preliminares

Nessa seção são apresentados e discutidos os resultados preliminares dos testes realizados no

equipamento para a prototipagem de uma engrenagem com diferentes parâmetros de

fabricação (replicas), conforme projeto previamente apresentado.

Inicialmente, foi utilizado um perfil de impressão padrão com camadas de 0,25 milímetros,

40% de preenchimento, 4 camadas sólidas e 3 cascas, Fig. 11(1). Essa configuração não se

mostrou adequada, pois foi possível identificar rebarbas no furo interior da peça e

deformações no formato dos dentes da engrenagem que, ficaram demasiadamente

arredondados e um pouco empenados. O acabamento superficial também aparenta ser

grosseiro.

Para fabricação do segundo experimento (Fig. 11(2)), foi feita uma redução na velocidade de

deposição de material, mantidos os demais parâmetros, resultando em melhor acabamento e

fidelidade de forma.

Posteriormente, na 3a engrenagem, foi feita nova alteração, para 3 camadas sólidas e 2 cascas,

resultando em uma melhor geometria, Fig. 11(3).

Na 4ª fabricação, foi testada uma configuração com 5 cascas, que apresenta excelente

acabamento e fidelidade de forma, mas pouco preenchimento interno devido aos raios

mínimos de curvatura das linhas de preenchimento, Fig. 11(4).

Para fabricação da quinta peça, uma alteração de preenchimento para 80%, 3 camadas sólidas

e 1 casca resultou no melhor dos resultados obtidos para todas as peças, tanto visualmente

quanto em fidelidade de forma.

Por fim, o 6º experimento apresenta um preenchimento muito baixo, de 20%, 3 camadas

sólidas e 1 casca, onde é possível evidenciar o comprometimento da estrutura do produto em

função da baixa densidade, Fig. 11(6).

Complementar ao exposto, concluímos ainda, que o custo de produção é inferior a 35

centavos por unidade(material) e o tempo de impressão também varia (10-30min), geralmente

aumentando para maiores taxas de preenchimento e menores espessuras de camada.

A Figura 11 apresenta a sequência de resultados obtidos para diferentes parâmetros.



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Figura 11 – Sequência de peças prototipadas por FDM com diferentes parâmetros. Fonte: Autores

Finalizando os experimentos, foram prototipadas outras peças com a finalidade de avaliar os

tipos de preenchimentos disponíveis e a relação das espessuras das camadas com a fidelidade

de forma para superfícies complexas. Estes testes podem ser vistos na figuras 12(a-c).

a b c

Figura 12- a) Impressões interrompidas: detalhe de preenchimentos linear; b) Impressões interrompidas: detalhe

de preenchimentos hexagonal e; c) Perda de em forma superfícies complexas com camadas espessas. Fonte:

Autores

4. Conclusão

Em um ambiente industrial altamente competitivo e dinâmico, a utilização da prototipagem

rápida tornou-se indispensável para reduzir o ciclo de desenvolvimento de produtos e acelerar

os processos de manufatura. Junto com essa necessidade, surge a demanda por trabalhos

acadêmicos visando maior pluralidade técnica e o desenvolvimento de novas técnicas de

prototipagem rápida, bem como a necessidade de profissionais qualificados/familiarizado s

nesses sistemas.

Nesse contexto, a utilização do equipamento de prototipagem rápida por deposição de

material fundido estudado apresentou diversas vantagens para o meio acadêmico, entre elas: a

possibilidade dos estudantes de participarem de todas as etapas de desenvolvimento de

protótipos de maneira prática, desde a modelagem CAD até a obtenção do protótipo em si; a

realização pelos alunos de alterações nos parâmetros de impressão, de forma rápida e fácil,

contribuindo assim para a percepção dos mesmos de como as configurações alteram as

características do protótipo impresso em tempo real e; o estudo técnico por pesquisadores de

parâmetros e/ou variáveis que influenciam o sistema de forma combinada ou individual.

Por fim, concluímos que todas essas possibilidades de desenvolvimento são mantidas a um

custo extremamente baixo de aquisição e manutenção do equipamento, além de um reduzido

custo por peça produzida, de forma que experimentos e testes ou impressões de caráter

didático não são inibidas por custos proibitivos de hora-máquina e insumos.

5. Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer à CAPES, pela concessão da bolsa de Mestrado para o

primeiro; ao PIBITI/CNPq pela concessão da bolsa de Iniciação em Desenvolvimento

Tecnológico e Inovação para o segundo autor; e à FAPEMIG (PPM-00393-09) e CNPq pelo

suporte financeiro.



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Referências

CANCIGLIERI, O.J. et al. Processos de prototipagem rápida por deposição ou remoção de material na

concepção de novos produtos: uma abordagem comparativa. In: XXVII ENCONTRO NACIONAL DE

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, Foz do Iguaçu, PR, Anais…, 2007.

CHEAH, C.C. et al. Rapid prototyping and tooling techniques: a review of applications for rapid. International

Jornal of Advanced Manufacturin Technology, v. 1, pp. 308-320, 2004.

KAI, C.C.; MENG, C.S. & CHING, S.C. Facial prosthetic model fabrication using rapidprototyping tools.

Journal Emerald, Integrated Manufacturing Systems, v. 11, n. 1, p. 42-53, 2000.

GRIMM, T. User's Guide to Rapid Prototyping. 2004. [on line]. Disponível em: <http://www.tagrimm.com>

Acesso em 30 de março de 2011.

KAI, C.C.& FAI, L.K. Rapid prototyping: principles & applications in manufacturing. New York: John Wiley

& Sons, 1. ed., pp. 300, 1998.

LIOU, F.W. Rapid Prototyping and Engineering Applications: a toolbox for prototype development. New York:

CRC Press, 1.ed, v. 1, pp. 568, 2007.

OLIVEIRA. P.M. & OLIVEIRA, R.D. A utilização da prototipagem rápida em design de produtos para

empresas de pequeno porte: um estudo de caso. In: 6º CBGDP – CONGRESSO BRASILEIRO DE GESTÃO

DO DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO, Belo Horizonte, MG, Anais..., 2007.

PEREIRA, E.J. CAD e engenharia reversa como ferramentas de auxílio na fabricação de cartuchos para

próteses ortopédicas. Dissertação (Mestre em Mecânica) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal,

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RAJA, I. & FERNANDES, V.J. Reverse engineering: an industrial perspective. London: Springer–Verlag, pp.

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ROBOTEC. Rapid tooling: moldes protótipos. 2008. [on line]. Disponível em: <http//www.robotec.com.br>

Acesso em: 30 de setembro de 2010.

Z CORPORATION. Low-Cost 3D Printer. Information on equipment. [on line]. Disponível em:

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