Impressão 3D no Design

Apresentação

Você sabia que a impressão 3D permite materializar os mais variados objetos, e pode auxiliar na criação e desenvolvimento de produtos? Aqui, neste conteúdo, você irá descobrir como funciona uma impressora 3D por fusão de filamento (Fusion Deposition Materials - FDM), que é uma tecnologia de prototipagem rápida. Será possível saber que tipo de material se usa, os tipos de objetos que podem ser feitos, suas possibilidades e limitações.

OBJETIVOS
  • Explicar como funciona uma impressora 3D.
  • Esclarecer o que é o sistema de prototipagem rápida CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing).
  • Elencar os tipos de prototipagem mais usados.
  • Expor de modo específico o funcionamento e as variáveis da impressão 3D por adição de fusão de filamento (Fusion Deposition Materials - FDM).
  • Apresentar as etapas de construção do modelo 3D, os seus materiais e possibilidades de impressão.

Ficha técnica

Unidades didáticas às quais este conteúdo pode pertencer:
  • Design de produtos
  • Materiais e processos
  • Prototipagem rápida/modelagem tridimensional
  • Tecnologia aplicada
Outros conteúdos que podem se relacionar a este:
  • Modelagem computacional
  • Construção de modelos físicos tridimensionais
  • Ferramentas de ensino-aprendizagem
Níveis de ensino apropriados:
  • Ensino médio e superior

Créditos

Autores:
Coordenação pedagógica: Profª. Valeria Iensen Bortoluzzi
Coordenação técnica: Prof. Iuri Lammel
Orientação pedagógica:
Instituição: Universidade Franciscana
Data de publicação: Março de 2019
Local: Santa Maria, RS
Como citar este conteúdo:
MAIS UNIFRA. Impressão 3D no Design. Santa Maria, RS: Unifra, 2019. Online. Disponível em: http://maisunifra.com.br/conteudo/impressao-3d-no-design/.

Bibliografia

Bibliografia que embasa este conteúdo:
  • CLIEVER. Aplicações da Impressão 3d na Educação. Disponível em: Acesso em: 23 de ago de 2016.
  • FELÍCIO, Fernando J. S. FABRICAÇÃO RÁPIDA NO DESIGN: Uma abordagem na concepção de produto. 2012. 135 f. (dissertação). Mestre em Design de equipamento Especialização em Design de Produto. Universidade de Lisboa Faculdade de Belas-Artes. 2012. Disponível em: Acesso: 23 de ago de 2016.
  • GORNI, Antonio Augusto. Introdução à prototipagem rápida e seus processos. Revista Plástico Industrial. Março 2001, pág. 230-239.
  • NISHIMURA, Paula Lumi Goulart; RODRIGUES, Osmar Vicente; BOTURA JÚNIOR, Galdenoro; SILVA, Letícia Alcará da. Prototipagem rápida: um comparativo entre uma tecnologia aditiva e uma subtrativa. In: 12º P&D Design – Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Design. N. 2, V. 9. Blucher Design Proceeding, 2016.
  • RAULINO, Bruno Ribeiro. Manufatura aditiva: desenvolvimento de uma máquina de prototipagem rápida baseada na tecnologia FDM - Modelagem por Fusão e Deposição. In: Mecatrônica/FT/UnB, Controle e Automação. Faculdade de Tecnologia. Universidade de Brasília, Brasília – DF, 2011.

Espaço do professor

Olá, professor!
A seção Ideias e Propostas tem você como foco, ao fornecer sugestões de trabalho, em diferentes contextos, com os conteúdos que você encontra no MAIS Unifra. O documento que você vai acessar não é um plano de aula, por isso não pode substituir seu planajemento pessoal. Mas você poderá ter boas ideias a partir das nossas.
Aproveite este espaço e bom trabalho!

Introdução

A impressão 3D é uma técnica que vem sendo utilizada pela indústria já há alguns anos para auxiliar no desenvolvimento de produtos. Os fabricantes de impressoras 3D têm produzido equipamentos de menor custo e complexidade de utilização, o que favorece sua aquisição e uso. Os modelos mais simples já se fazem presentes em residências, escolas e universidades, permitindo a materialização de ideias.

Por ser um meio de prototipagem rápida, esta tecnologia é amplamente utilizada na área do design de produtos, uma vez que possibilita a estudantes, professores e designers, das mais variadas áreas, efetuar avaliações projetuais com maior precisão.

Este conteúdo visa fornecer um conhecimento básico sobre a impressão 3D e sua utilização, apontando suas principais características de funcionamento, tipos de materiais e possibilidades de impressão. Saiba mais sobre esta tecnologia acessando o material.

Prototipagem rápida

A prototipagem rápida é um conjunto de tecnologias que permite construir objetos físicos com o auxílio de sistemas computacionais. Os sistemas utilizados são o CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing) que juntos permitem a confecção mecânica de modelos 3D por diferentes processos.

A impressão 3D utiliza a técnica de Deposição do Material Fundido (FDM), que consiste na construção do objeto camada a camada. Uma das vantagens deste método é a velocidade de confecção de protótipos quando comparado com outras técnicas largamente utilizadas, como a usinagem.

A técnica de prototipagem rápida é importante para o desenvolvimento de produtos por facilitar a materialização do objeto tridimensional e permitir análises prévias do projeto com a equipe de desenvolvimento ou clientes (GORNI, 2001). Para Nishimura et al. (2016) esta tecnologia permite, ainda, o desenvolvimento de produtos com detalhes precisos e de geometrias complexas com mais liberdade do que um processo convencional. Dentre as vantagens, soma-se também a redução de material usado na confecção das peças, a automatização do processo, e a dispensa do uso de moldes.

Apesar desta técnica se chamar prototipagem rápida, ela nem sempre é tão veloz quanto se imagina, uma vez que a velocidade de produção está diretamente relacionada à complexidade e ao tamanho do produto, bem como ao maquinário utilizado.

Funcionamento

Acesse a animação abaixo e conheça como é uma impressora 3D, suas partes e seu funcionamento. Nesta etapa será possível visualizar o percurso que a impressora 3D faz para confeccionar um objeto.

Produtos Impressos

A impressão 3D constrói os mais variados objetos pela técnica de Deposição de Material Fundido - FDM, este processo permite confeccionar objetos complexos e com características internas específicas (GORNI, 2001). Para isto, os equipamentos que utilizam a técnica de FDM trabalham com a deposição de camadas construídas por meio do aquecimento e amolecimento do filamento de material polimérico. Neste processo de impressão 3D, cada camada possui um planejamento de rota por onde o bico extrusor deposita o material fundido (sistema CAM). Após finalizar o primeiro nível, o cabeçote (bico extrusor) repete o processo de sobreposição da camada dando forma à peça (RAULINO, 2011). A qualidade de uma impressão depende de variáveis como ajuste das configurações, tamanho e formato do objeto, grau de complexidade, tipo de filamento e equipamento utilizado.

A apresentação abaixo mostra as etapas de construção de um objeto de alta complexidade confeccionado em uma impressora 3D (FDM) de baixo custo. Ilustra, ainda, cada etapa e destaca, com imagens, a estrutura interna e o suporte auxiliar externo utilizados na produção.

Filamentos

As impressoras por fusão de filamentos podem imprimir em uma ou mais cores ao mesmo tempo. Os materiais plásticos utilizados podem ser rígidos, flexíveis e até solúveis. Acesse o próximo objeto que tem por objetivo diferenciar os tipos de filamentos.

Atividades

As atividades propostas têm por objetivo revisar os conceitos mais relevantes acerca da impressão 3D. Essas atividades contemplam os seguintes conteúdos: síntese e funcionalidade da impressora 3D; configuração CAD/CAM; sistema de adição FDM (Deposição do Material Fundido); materiais e suas propriedades.

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