Uma introdução à impressão 3D

É uma realidade hoje que você pode baixar produtos da Web - produtos em forma de dados, melhor dizendo - talvez modificar e personalizar con...

É uma realidade hoje que você pode baixar produtos da Web - produtos em forma de dados, melhor dizendo - talvez modificar e personalizar conforme sua preferência e gosto, e enviar esta informação para um máquina de mesa que irá fabricar a peça para você no local.

Nós podemos construir para você, muito rapidamente, um objeto material. E a razão de podermos fazer isto é através de uma tecnologia emergente chamada fabricação aditiva, ou impressão 3D.



Esta é uma impressora 3D. Elas apareceram há quase 30 anos, o que é um tanto fantástico de se pensar, mas elas estão apenas começando a se infiltrarem na área pública. E normalmente, nós pegaríamos dados, como os dados de uma caneta aqui, que seriam a representação geométrica desse produto em 3D, e nós poderíamos passar esses dados com o material para uma máquina. E um processo que poderia acontecer na máquina construiria o produto camada a camada. E podemos pegar o objeto físico, pronto para usar, ou talvez, para montar outro objeto.

Mas se estas máquinas existem há quase 30 anos, por que não sabemos delas? Porque basicamente elas têm sido ineficientes, inacessíveis, não suficientemente rápidas, e muito caras. Mas hoje, está se tornando realidade que elas agora estão tendo êxito. Muitas barreiras estão caindo. Isto significa que vocês logo terão acesso a uma destas máquinas, se não já. Isto mudará e romperá o panorama da manufatura, e certamente nossas vidas, nossos negócios e a vida de nossas crianças.

Então, como isso funciona? Tipicamente lê os dados CAD que são dados do modelo do produto criado por programas profissionais de design. Veja um engenheiro -- poderia ser um arquiteto ou um projetista profissional -- criando um produto em 3D. E estes dados são enviados para uma máquina que fatia os dados em representações bidimensionais do produto todo -- quase como fatiar um salame. E esses dados, camada por camada, passam pela máquina, começando pela base do produto depositando o material, camada sobre camada, fundindo a nova camada na camada anterior num processo aditivo. E este material que é depositado ou vem na forma líquida ou na forma de pó. e o processo de junção pode acontecer por fundição e depósito ou depósito e fundição. Aqui podemos ver uma máquina de sinterização a laser desenvolvida pela EOS. Ela está, na verdade, usando um laser para fundir a nova camada de material sobre a antiga camada. E com o passar do tempo -- bem rápido, em algumas horas -- podemos construir o produto físico, pronto para ser retirado da máquina e usado. Esta é uma idéia extraordinária, mas é uma realidade hoje.

Portanto todos estes produtos que vemos na tela foram feitos da mesma forma. Todos foram impressos em 3D. Como podem ver, variam de sapatos, anéis feitos de aço inoxidável, capas de telefones de plástico, até implantes de coluna, por exemplo, que foram feitos de titânio para uso médico e partes de um motor. Mas o que notarão em todos estes produtos é que são muito, mas muito detalhados. O projeto é extraordinário. Pois estamos tomando estes dados em 3D, fatiando os antes passar na máquina, podemos na verdade criar estruturas que são mais complexas do que qualquer outra tecnologia de fabricação -- ou, de fato, são impossíveis de serem construidas de outra forma. E podemos criar partes com componentes móveis, dobradiças, partes dentro de partes.

Em alguns casos, podemos abolir totalmente a necessidade de trabalho manual. Parece ótimo. É ótimo. Podemos ter impressoras 3D hoje que constroem estruturas como estas. Isto tem quase três metros de altura. e foi construido depositando arenito artificial camada sobre camada em camadas de mais ou menos 5 a 10mm de espessura -- construindo aos poucos essa estrutura. Isto foi criado por uma firma de arquitetura chamada Shiro. Na verdade você pode andar dentro dela. No outro extremo temos esta microestrutura. Criada por depósito de camadas de mais ou menos 4 microns. Realmente a resolução é inacreditável. O detalhe que se consegue hoje é espantoso.

Então, quem está usando isto? Principalmente, porque podemos criar produtos rapidamente, está sendo usado por projetistas, ou qualquer um que queira criar protótipos de produtos e rapidamente criar ou repetir um modelo. Realmente o que é espantoso sobre esta tecnologia é que você pode criar produtos sob medida em massa. Há pouca economia de escala. Daí você pode criar peças únicas facilmente. Arquitetos, por exemplo, eles querem criar um protótipo de um prédio. Novamente podem ver, este é um prédio da Universidade Livre de Berlim E foi projetada por Foster e Associados. De novo, impossível de ser construído de outra jeito. e muito difícil de ser criado mesmo a mão.

Agora isto é um componente do motor. Foi desenvolvido por uma companhia chamada Within Technologies e 3T RPD. É um projeto muito, muito detalhado por dentro. Agora a impressão 3D pode quebrar muitas barreiras em projetos que desafiam as restrições da produção em massa. Se nós fatiamos este produto que aqui está, vocês podem ver uma série de canais de refrigeração que passam através dele, o que significa que é um produto mais eficiente. Não conseguimos criá-lo com as técnicas usuais de fabricação mesmo que tentemos fazê-lo a mão. É mais eficiente porque podemos criar todas estas cavidades dentro do objeto que refrigeram o fluído. E é usado por aeronaves e automotivos. É uma peça mais leve e gera menos resíduos. Daí seu desempenho e eficiência geral excede o padrão dos produtos produzidos em massa.

Então pegando esta ideia da criação de uma estrutura muito detalhada, nós podemos pôr-la em estruturas parecidas com favos de mel e usá-las em implantes. Normalmente um implante é mais eficiente dentro do corpo se for mais poroso, pois os tecidos de nosso corpo vão envolvê-lo. Haverá uma chance menor de rejeição. Mas é muito difícil criar isso de forma convencional. Com a impressão 3D, vemos hoje que podemos criar implantes muito melhores. De fato, como podemos criar produtos sob medida em massa, exclusivos, podemos criar implantes que são específicos para cada indivíduo.

Como podem ver, esta tecnologia e a qualidade do que é produzido pelas máquinas é fantástico. Estamos começando a vê-la em uso para produtos finais. De fato, como os detalhes estão aumentando, a qualidade está aumentando, o preço das máquinas está caindo e estão ficando mais rápidas. Elas também estão ficando pequenas o suficiente para serem colocadas em mesas. Vocês podem comprar uma máquina hoje por $300 que você pode criar você mesmo, o que é inacreditavel.

Mas então fica uma pergunta, por que todos nós não temos uma em casa? Porque, simplesmente, a maioria de nós aqui hoje não sabemos como criar os dados que a impressora 3D lê. Se eu lhe desse uma impressora 3D, vocês não saberiam como comandá-la a fazer o que vocês desejam. Mas há mais e mais tecnologias, software e processos hoje em dia que estão derrubando essas barreiras. Acredito que estamos em um ponto crítico onde isso agora é algo que não podemos evitar. Esta tecnologia irá romper o panorama da manufatura e, acredito, causar uma revolução na manufatura.

Então hoje, vocâ pode baixar os produtos da Web -- qualquer coisa que tiver na sua mesa, como canetas, apitos, espremedores de frutas. Podem usar software como Google SketchUp para criar produtos do zero facilmente. A impressão 3D também pode ser usada para baixar peças sobressalentes da Web. Imagine que tenha, digamos, um aspirador Hoover em casa e ele quebrou. Voce precisa de uma peça sobressalente, mas descobre que a do Hoover não é mais fabricada. Você imagina em ficar online -- isto é uma realidade -- e achar a tal peça em uma base de dados de geometrias de um produto descontinuado e baixando essa informação, esse dado, e assim fazer o produto em sua casa, pronto para usar, a seu pedido? De fato, porque podemos criar essas peças, as máquinas estão literalmente criando elas mesmas. Você tem máquinas que se fazem. Essas são peças de uma máquina RepRap, que se parece com uma impressora de mesa.

Mas o que mais interessa para a minha empresa é que vocês possam criar produtos únicos em massa. Não há necessidade de produzir milhares de milhões ou enviar o produto para ser moldado por injeção na China. Você pode tê-lo fisicamente bem ali. O que significa que nós podemos apresentar ao público o futuro da personalização. Isto é algo que agora é possível, que você pode personalizar diretamente a aparência de seus produtos,

Estamos todos familiarizados com a idéia de adaptar ou personalizar. Marcas como a Nike estão fazendo isto. Por toda Web. De fato, todo grande fabricante está permitindo que você interaja com seus produtos diariamente -- desde os carros Smart a Prada até Ray Ban, por exemplo. Mas isto não é realmente personalização em massa; isto é conhecido como produção variante, variações de um mesmo produto. O que você pode fazer agora é realmente influir e manipular o formato de seu produto.

Não sei vocês, mas eu tive experiências de entrar numa loja sabendo exatamente o que eu queria e revirar a loja a procura da luminária perfeita que eu sabia onde colocar em casa e não consegui encontrar o que desejava, ou a jóia perfeita para dar de presente ou para mim. Imagine que agora você pode entrar em contato com uma marca, e interagir, de forma a passar seus atributos pessoais aos produtos que você está comprando.

Você pode hoje baixar um produto com um software deste, ver o produto em 3D. Esse é o tipo de dados 3D que a máquina lerá. Esta é a luminária. Você pode começar a copiar o projeto. Você pode escolher a cor do produto, talvez o material. E também, você pode manipular o formato do produto, dentro de limites seguros. Pois as pessoas obviamente não são projetistas profissionais. O software tomará conta para que o projeto fique dentro dos limites do realizável. E quando alguém estiver pronto para comprar o produto do seu projeto personalizado, ele clica em 'Enter' e é feita a conversão dos dados no formato que a impressora 3D lê passando-os para a impressora 3D, Talvez já na mesa de alguém.

Mas não pense que é assim imediato. Não acho que isto acontecerá logo. O que deve acontecer, e o que vemos hoje, é que os dados são enviados para um centro de manufatura local. Isto quer dizer menos pegadas de carbono. Nós agora, em vez de enviarmos um produto pelo mundo, estamos enviando dados pela Internet. Aqui está o produto sendo feito. Você pode ver, isso saiu da máquina em uma peça e a eletrônica é instalada depois. Esta é a luminária, como vocês podem ver. Portanto desde que tenham os dados, vocês pode criar a peça conforme a necessidade.

E você não precisa usar isto só por questões estéticas, você pode usar para questões funcionais, escaneando partes do corpo e criando coisas que se encaixem. Podemos usar isto em próteses, altamente especializadas para uma deficiência. Ou podemos criar próteses bem específicas para aquele indivíduo. Escaneamento de dentes hoje, seus dentes podem ser escaneados e uma jaqueta ou coroa feita dessa forma para você. Enquanto você espera no dentista, a máquina vai criando isto para você pronta para ser colocada no dente.

A ideia de criar implantes, escaneando os dados, em uma ressonância magnética de alguém pode ser convertida em dados 3D e podemos criar implantes bem específicos. E usar isto com o objetivo de construir o que temos em nossos corpos. Você sabe, este é um par de pulmões e os brônquios. É muito intricado. Não conseguiríamos criar ou simular isto de outra forma. Mas com os dados da ressonância magnética, podemos construir o produto, como podem ver, com muito detalhe. Usando este processo, os pioneiros da área estão criando camadas de células hoje. Um dos pioneiros, por exemplo, Dr. Anthony Atala, tem trabalhado em depositar células para criar partes do corpo -- bexigas, válvulas, rins. Agora isto não é algo pronto para o público, mas está progredindo.

Para finalizar, somos todos indivíduos. Temos preferências únicas, necessidades diferentes. Gostamos de coisas diferentes. Temos tamanhos diferentes e nossas empresas também. Negócios querem coisas diferentes. Sem dúvida nenhuma, acredito que esta tecnologia irá causar uma revolução na manufatura e mudará o panorama da manufatura como o conhecemos.

Obrigada.

(Aplauso)
[Via BBA]

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Brasil Acadêmico Draft: Uma introdução à impressão 3D
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