Antes de nos aprofundarmos no assunto, vamos lembrar que a PR (Prototipagem Rápida) começa a ser chamada também de FA (Fabricação Aditiva). Isso ocorre p or causa da técnica de adição de camadas de termosplástico, resina, gesso, entre outros materiais, que todas as tecnologias de prototipagem ou manufatura rápida usam para fabricar protótipos ou peças finais, respectivamente: a deposição e solidificação de camada por camada.
Aqui vamos tratar das impressoras 3D, equipamentos desktop que devido ao seu baixo valor de aquisição, em comparação com as outras categorias de equipamentos do setor, chegam para popularizar a tecnologia de prototipagem rápida e manufatura rápida. As impressoras 3D são porta de entrada para o “mundo da PR ou FA.
Por serem equipamentos menores e mais simples as impressoras 3D são indicadas para aqueles usuários que precisam e querem utilizar a prototipagem rápida dentro dos seus processos de desenvolvimento, mas não possuem recursos para um equipamento de grande porte ou não querem investir uma grande quantia de dinheiro em uma tecnologia ainda não é dominada por eles.
O lançamento das impressoras 3D partiu de empresas como a Z Corp, que há alguns anos vem oferecendo esse tipo de equipamento e conquistou um mercado até então desprezado pelos fabricantes de equipamentos de grande porte. A iniciativa deu tão certo que chamou a atenção dessas empresas com 3D Systems e Stratasys, por exemplo, que fabricavam apenas equipamentos de grande porte e caríssimos, e que hoje já oferecem suas impressoras 3D.
A 3D Systems, segundo Sérgio Oberlander, diretor comercial da Robtec, representante da empresa no Brasil, tem dois modelos nos EUA a Projet, uma impressoras 3D de escritório com alta qualidade e precisão e a impressora VFlash, que está sendo lançado nos EUA. “A VFlash será uma das máquinas de menor custo do mercado e vai revolucionar o mundo da prototipagem”, promete Oberlander. Os equipamentos ainda não chegaram ao Brasil, mas o lançamento de ambos está previsto para 2009.
A Stratasys acredita que no futuro cada assento de CAD deverá ter uma impressora 3D ao seu lado, como se fosse uma única solução e, é baseada nessa crença, que a empresa trabalha para prover esse tipo de equipamento.
“Queremos que nossas impressoras 3D sejam instaladas onde existir desenvolvimento de produto, desde mecânicos e eletrônicos até automotivos e aeroespaciais, passando por produtos plásticos, produtos médicos, calçados e eletrodomésticos, por exemplo,” afirma Wilson Amaral, desenvolvedor de negócios na área de PR da Sisgraph, distribuidora da Stratasys. “Hoje a impressão 3D é uma tecnologia tem se mostrado cada vez mais necessária, eficiente, e no futuro será imprescindível ter equipamentos dessa categoria como apoio à tomada de decisão nas etapas de desenvolvimento de novos produtos”, afirma Cláudia Garcia Beraldo, gerente de desenvolvimento de negócios da Seacam, representante da Z Corp. no Brasil.
Assim, tendência é que o número de fornecedores e equipamentos aumente ainda mais, levando a PR/FA a ser bem mais acessível. As máquinas de impressão 3D estão para os equipamentos de grande porte assim como os PCs estão para os computadores que grande porte.
Provavelmente as impressoras 3D não vão deixar um mercado tão restrito aos equipamentos de PR de grande porte quanto os PCs o fizeram com os grandes computadores, mas a tendência é ver cada vez mais empresas usando esse tipo de equipamento e até usuários aficionados com sua impressora 3D em casa.
Alguns fornecedores observam que as impressoras 3D são uma ferramenta multidisciplinar que atende desde a área de eletroeletrônico, automobilística, arquitetura, médica, fundição, design, cerâmica etc.
Esses equipamentos indicados principalmente para primeiros estágios do ciclo de desenvolvimento quando a forma e a geometria ainda estão sendo estabelecidas. O uso da tecnologia nesta fase acelera o processo de desenvolvimento, uma vez que facilita a comunicação entre equipes e os modelos construídos nas máquinas auxiliam na detecção e correção de eventuais falhas que só seriam ser descobertas no produto pronto.
“Os protótipos são fabricados em um curto espaço de tempo e, isso abre oportunidades para os designers e engenheiros apresentarem mais alternativas de propostas para o novo produto e, no final o resultado é um produto melhor desenvolvido, portanto de melhor qualidade, e pronto para ser colocado no mercado em um espaço de tempo menor”, afirma Amaral.
“As impressoras tridimensionais são materializadoras de idéias, permitindo conferir encaixe, design, ergonomia, interferência com componentes eletrônicos, além de alcançar algumas funcionalidades inclusive dentro da linha do “rapid tooling”, mais voltado para a fundição”, afirma Cláudia, da Seacam.
As impressoras 3D podem ser usadas também para aplicações em marketing, feiras e apresentações e até alguma coisa na área de Ferramental Rápido, como modelos para fundição e termoformagem, porém aplicações bem mais simples do que as realizadas nos equipamentos de grande porte.
Vantagens e desvantagens
As principais vantagens das impressoras 3D estão no valor de aquisição que é bem mais baixo do que os equipamentos de grande porte. A Z Corp., por exemplo, fornece impressoras 3D a partir de US$ 35 mil, bem abaixo das centenas de milhares de dólares que chegam a custar os equipamentos de grande porte.
Aliada ao baixo custo vem a facilidade de uso. Ao contrário dos equipamentos de grande porte que possuem vários recursos, as impressoras são projetadas para ser extremamente simples na sua utilização, permitindo que várias pessoas tirem proveito do equipamento após um treinamento rápido.
Outra grande vantagem, segundo Wilson Amaral, é o fato algumas impressoras 3D utilizarem a mesma tecnologia dos equipamentos maiores, como é o caso das impressoras Dimension, da Stratasys, proporcionando resultados próximos aos dos equipamentos mais complexos.
Próximo não quer dizer igual. Os resultados obtidos com as impressoras 3D ainda são aquém dos resultados obtidos em máquinas maiores, o que se torna uma desvantagem quando o usuário necessita de modelos que suportem condições críticas. Além disso, o desempenho em termos de velocidade de produção também é menor se compararmos com outros equipamentos maiores.
Também Amaral observa que as impressoras 3D possuem uma precisão muito boa em termos dimensionais quando se refere a modelos conceituais, mas não são máquinas indicadas para aplicações com exigências maiores, tais como ferramental rápido ou mesmo manufatura rápida (peças finais) em que o dimensional possui uma importância muito maior e sua tolerância se torna mais apertada.
Tecnologias
Stratasys – A tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling ou Modelamento por Deposição de Fundido) usada nos equipamentos da Stratasys opera com um processo baseado na extrusão de filamentos de plástico fundidos. A máquina FDM possui um cabeçote que se movimenta no plano horizontal (XY) e uma plataforma que se movimenta no sentido vertical (eixo Z). No cabeçote, fios de material termoplástico são forçados por guias rotativas a atravessarem dois bicos extusores aquecidos. Um bico recebe o material para a construção do modelo 3D enquanto o outro recebe o material usado na construção do suporte para a fabricação de superfícies suspensas ou complexas, construindo o protótipo e o suporte camada por camada.
3D Systems – Os dois modelos da 3D Systems trabalham com tecnologias diferentes. A Projet usa a tecnologia Multi Jet Modeling, injeção de material por intermédio de um cabeçote de injeção que emite múltiplos jatos como a impressora de jato de tinta. A VFlash usa a tecnologia de Film Transferin Imaging, a resina é transferida como um filme e logo é solidificada com a projeção de luz UV.
Z Corp. – Os equipamentos da Z Corp. têm como princípio a aglutinação de pós pela ação de um líquido aglutinante expelido em gotículas por um cabeçote parecido com os utilizados nas impressoras a jato de tinta. O jato de aglutinante gerado pelo cabeçote é aspergido sobre uma camada de pó depositada sobre
