Durante o Fórum ABINEETEC deste ano, realizado em 28 de julho durante a FIEE 2017, o professor da ESPM Roberto Camanho recebeu Alex Borro, engenheiro de software da 3M, e André Jardini Munhoz, pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Biofabricação (Biofabris), para um debate sobre o uso de tecnologias de impressão 3D para ganhar competitividade e eficiência na indústria 4.0. Qual a realidade atual? Como entrar nesse mercado? Como se preparar para ter uma máquina de impressão 3D? Como a cadeia produtiva será afetada? Que tipo de material escolher e por que?

Compilamos abaixo neste post os principais insights desse bate-papo:

Imagine que um estoque de manutenção de equipamentos em uma fábrica de auto-peças crie uma listagem das peças que possam ser fabricadas por impressão 3D, selecionando as que deixará de comprar porque o tempo de chegada e o valor agregado são altíssimos e a peça acaba parada no estoque. Como operacionalizar isso?

Alex Borro: “Imagine um grande parque fabril com um conjunto de máquinas que precisa manter um estoque mínimo de reposição crítica, de reposição imediata, e com lead time alto. Há tempos atrás na 3M quebrou a engrenagem de uma peça de uma máquina, que estava sem reposição, e a peça levaria 30 dias para chegar no fornecedor. Era uma engrenagem com dente helicoidal, que acabei imprimindo em Tritan (co-poliester bastante resistente à abrasão, parecido com nylon). Com isso, a máquina não ficou parada e surgiu a ideia: porque não criar um inventário de peças que possam ser substituídas por peças impressas e parar de manter o estoque? Essa engrenagem custava algo em torno de R$ 3 mil e era 1 item. Imagine replicar a quantidade de itens por unidade fabril. Tempo de produção da peça: 3 horas”.  

André Munhoz: O pesquisador citou o físico creditado como criador do laser, Theodore Harold Maiman, para efeito de comparação do potencial da manufatura aditiva em nossos tempos. “Até hoje quando vou dormir penso qual aplicação não pode ser usada na impressão 3D? Já vi na Paleontologia, na Medicina, na Química e até hoje não consegui encontrar onde ela não possa ser encaixada”, comenta. No Instituto Biofabris, André trabalha com biomateriais, ou biofabricação – utilização de técnicas de engenharia e impressão 3D com biomateriais para a construção de substitutos biológicos ou partes do corpo humano. Através de imagens digitais, como ultrassonografia e tomografia, podemos materializar partes do corpo humano. O material usado por ele é o titânio, na criação de próteses personalizadas, ou seja, sob medida para cada paciente.

Qual o rumo para começar na impressão 3D? Começo com uma máquina pequena ou grande? E a mão de obra, como contar?

André Munhoz: “Aí é que está o ‘pulo do gato’ na impressão 3D. Você não precisa de um “gênio” para operar o equipamento ou treinamento altamente sofisticado porque tudo parte de um software. A alma da impressão 3D é o software. A máquina é automatizada. Ela tem diferentes tecnologias, como laser, filamento sólido, material em pó, cerâmico, metais, polĩmeros, materiais líquidos. Então qualquer pessoa com nível técnico bom consegue operar uma máquina dessas. Ela consegue construir formas de geometria livre, que com um processo convencional de fabricação – como usinagem – não seria possível obter. Claro que é preciso investir em capacitação e desenvolvimento”.

Alex Borro: “Quando me perguntam em qual impressora investir, eu sempre respondo que é melhor gastar um pouco mais numa máquina melhor. Porque geralmente as mais baratas vão dar trabalho – eu já vi gente comprar kit para montar impressora sem saber soldar um fio, por exemplo – e isso gera uma frustração muito grande. Mas a questão é que quando entramos nesse mercado não temos uma referência, então ter uma máquina boa, com uma empresa que irá te dar um bom suporte, é a melhor opção. Mas é preciso um conhecimento mínimo para saber como fazer. É um aprendizado. Então eu sempre digo que a pessoa não deve se frustrar nos primeiros dois meses, porque vai derreter muito plástico até pegar o jeito e realmente se maravilhar com o que será capaz de fazer com a impressora.”

PLA ou ABS?

Alex Borro: “Em termos de custo-benefício, o valor dos dois é muito próximo. O PLA tende a ser um pouco mais caro. Porém é um material que facilita a impressão porque não é necessário usar impressora de mesa aquecida. O ABS, no mĩnimo: mesa aquecida. Se for fazer uma impressão maior, precisa ter uma impressora fechada, porque se bater uma rajada de vento ele racha, e se for uma impressão grande, só é possível fazer com câmara aquecida, que mantém a temperatura interna em ~75ºC para conseguir imprimir, senão ele delamina (racha). Então é um material mais difícil para imprimir coisas grandes, mas em termos funcionais é bem melhor. Então se conseguir usar o ABS, vai nele”.

André Munhoz: “A escolha dependerá do uso que vai ser feito, por exemplo, se for para uma aplicação de design, o PLA pode atender bem, mas se for para algo mais funcional, como uma placa de circuito, o ideal é usar um material mais resistente mesmo”.

Manutenção das máquinas

Alex Borro: “Nas impressoras FDM, a manutenção é bem simples e barata. É basicamente uma limpeza de bico de extrusão. Mas é preciso usar um filamento bom. Muita gente reclama que o bico entupiu ou o material que não sai, mas muitas vezes é porque não está usando material de qualidade. Uma vez por ano trocar uma correia, eventualmente, e os fabricantes também dão suporte nisso”.

André Munhoz: “Das máquinas que usamos, que são de sinterização seletiva a laser (SLS), já é um gargalo da tecnologia, porque dependemos 100% do fabricante. Precisa vir o técnico da Alemanha para fazer a manutenção, que sai por volta de 10 a 15 mil euros, em média a cada 6 meses, calibração e troca de peças. Mas tem uma vantagem: quando temos um equipamento desses, que utiliza só laser, não tem água, óleo ou vibração, a degradação desse equipamento é muito lenta. Então temos equipamentos de 9 anos que parecem ter acabado de sair da caixa. Mas existe uma parte de mecânica fina, eletrônica, calibração de laser – a mesa de metal constrói camada de 20 micra – ou seja, uma precisão de laser de 5 centésimos. Então já está na hora dos representantes técnicos oferecem o serviço básico de manutenção no Brasil”.

Assista ao vídeo com a íntegra do debate durante o FIEE 2017:

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