Design de ferramenta por fabrico aditivo

A tecnologia de Fabrico Aditivo (FA) destaca-se pela sua flexibilidade na produção de peças customizadas e representa um dos pilares da Indústria 4.0, no contexto da fabricação digital. O conceito de empilhamento, para obtenção de um objeto tridimensional tem um marco histórico no final século 18, com aplicações nas áreas de topografia e fotoescultura [1,2]. A primeira técnica aditiva desenvolvida no final de 1960, com potencial aplicação industrial foi por fotopolimerização, denominada Estereolitografia Apparatus – SLA [2]. Apesar das grandes expectativas do FA para substituição de peças finais tradicionalmente injetadas ou maquinadas, há muitos desafios tecnológicos em função da resistência mecânica, do acabamento e pela própria natureza interdisciplinar, envolvendo conhecimentos nas áreas de projeto, engenharia de materiais, fabricação, controle e programação.

O FA inicia-se com um arquivo tridimensional virtual e para que ocorra uma boa impressão 3D é necessário que o utilizador tenha domínio sobre áreas interdisciplinares, como por exemplo, o conhecimento sobre materiais, softwares de fatiamento de impressão, modelação CAD, planeamento de processo e pós-processamento de peças [3, 4]. A perceção de todas essas condições permite uma maior autonomia do utilizador em planear o processo de impressão e sugerir alterações no design.

Dentro deste contexto, o planeamento da cinemática de partes impressas pode ser mimetizado e replicado, observando as funções naturais como estratégia de solução [5]. A partir do controle de fatores básicos na etapa de fatiamento, como por exemplo, a quantidade de material impresso, é possível gerar flexibilidade em regiões específicas de uma peça [6].

Estudo de caso

O Design para Fabrico Aditivo com abordagem para regiões flexíveis aplicados em mecanismos tem sido alvo de um projeto de investigação entre a Universidade do Porto (Portugal) e a Universidade de São Paulo (Brasil). O produto escolhido para apresentar a potencialidade desta pesquisa básica com uma aplicação real foi uma ferramenta do tipo roquete, e tinha como objetivo ser reproduzida por fabrico aditivo, em material polimérico, com a redução do número de componentes (Figura 1).

Henrique Takashi Idogava
Universidade de São Paulo (Brasil), Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto

Daniel Marcos Souza do Couto, Zilda de Castro Silveira
Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo (Brasil)

Jorge Lino Alves
INEGI, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto

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