A PROTOTIPAGEM RÁPIDA NA INDÚSTRIA PORTUGUESA

Rui J. Neto1, F. Jorge Lino1,2

1INEGI, cetecoff@inegi.up.pt, 2FEUP (DEMEGI), falves@fe.up.pt

Fabricar protótipos de peças, vulgarmente designados por modelos de engenharia, outras vezes pura e simplesmente por modelos, não é um exclusivo das tecnologias de prototipagem rápida (PR). De facto, muito antes destas tecnologias aparecerem (em 1987, já existiam técnicas baseadas no desenho assistido por computador/fabrico assistido por computador (CAD/CAM) que normalmente associadas à maquinagem, e mais recentemente à maquinagem de alta velocidade (HSM), permitiam e permitem obter excelentes protótipos, em termos de rigor dimensional, rugosidade e até de propriedades mecânicas. No entanto, estas tecnologias por exigirem elevados conhecimentos e muita experiência prática, adquirida ao longo dos anos, são apenas usadas por um grupo restrito de empresas. Em Portugal fabricam-se excelentes protótipos por HSM. Nos países do centro da Europa e nos EUA, a elevada exigência técnica em termos de operadores e o seu elevadíssimo custo, praticamente inviabilizaram estas tecnologias de fabrico de protótipos. Tendo em conta estes factos, hoje em dia, as grandes alternativas para o fabrico de protótipos são, e serão ainda mais no futuro, baseadas na utilização de diversos processos de PR . Os processos de PR mais correntes, SLA, SLS, LOM, TDP e FDM, estão neste momento relativamente bem representadas em Portugal (as figuras 1 e 2 apresentam exemplos de protótipos obtidos por LOM). No entanto, a relação número de equipamentos por habitante está ainda muito abaixo dos números que se verificam na Europa Central, nos EUA e no Japão, o que demonstra a enorme diferença de competências entre esses países e Portugal, no que se refere à capacidade de desenvolver produtos e de os colocar no mercado. Estes dados reflectem-se na baixa capitalização de mais valias na produção industrial nacional.

Figura 1 Maqueta em LOM de edifício na Biela do Anjo (Ribeira, Porto) e maqueta da serra da Lousã para estudos de simulação de incêndios. (Soc. Port. de Matemática).

Figura 2 Modelos médicos em LOM para treino pré-cirúrgico obtidos a partir de ficheiros de TAC convertidos em CAD 3D.

Apesar do leque diversificado de oferta já disponível, as tecnologias que estão relacionadas com a PR, como o RT e o fabrico rápido (RM, rapid manufacturing), ao fim dos seus quase 15 anos de existência, teimosamente ainda não se afirmaram em Portugal como ferramentas imprescindíveis e de uso corrente na globalidade dos sectores industriais, mesmo naqueles que desenvolvem produtos e que os comercializam, e que quase obrigatoriamente os já deveriam ter adoptado. Este panorama, que naturalmente difere substancialmente de sector para sector, depende de muitos factores conjunturais, entre os quais se salienta a baixa percentagem de indústrias que desenvolvem produtos e a baixíssima adesão da generalidade dos sectores produtivos aos sistemas de projecto usando ferramentas de CAD 3D. Por outro lado, os sistemas de PR que realmente apresentam qualidades adequadas, ainda não entraram na sua curva descendente de custos de aquisição, o que se traduz numa impossibilidade de abaixamentos significativos do preço dos protótipos comercializados.

Outra parte do problema, porventura a mais preponderante, consiste no facto de que, independentemente dos preços, uma boa parte dos potenciais utilizadores dos processos ou têm relutância em usá-los, ou pura e simplesmente desconhecem a sua existência ou as suas potencialidades. O INEGI tem vindo a colaborar no desenvolvimento de produtos para vários sectores industriais, nomeadamente:

• Design Industrial • Sector de Fundição • Arquitectura e Engenharia Civil • Indústria Autómovel, Sub Sector dos Plásticos • Sector dos Moldes • Sector do Calçado • Sector das Ferragens e Torneiras • Sector das Cerâmicas e dos Vidros • Outros Sectores

Os serviços prestados a todos estes sectores industriais assenta num intenso trabalho de campo realizado ao longo dos últimos 5 anos no INEGI e na FEUP/DEMEGI, em que se desenvolveram não só as tecnologias de PR e processos de conversão, mas também se publicou um livro e numerosos artigos em conferências nacionais, internacionais e em revistas da especialidade. Pretendeu-se sensibilizar os potenciais interessados para a necessidade de utilização das tecnologias CAD/PR, em franca expansão por todo o mundo, e que teimam em não se afirmar plenamente em Portugal. Nas figuras 3 a 6 mostram-se alguns exemplos de peças em que o Instituto produziu os primeiros protótipos.

Figura 3 Exemplos de ferragens e componentes de bicicletas em LOM e conversões em metal pelo processo de cera perdida.

Figura 4 Exemplos de peças de design em que o Inegi colaborou utilizando as tecnologias de PR e de conversão para plástico, metal e cerâmicas (Sátira, Porto).

Figura 5 Peças em vidro termoformado em ferramentas rápidas cerâmicas obtidas a partir de LOM, e protótipos de peças de vidro em LOM.

Figura 6 Pré séries obtidas a partir de modelos de PR, utilizando as tecnologias de conversão em metal pelo processo da cera perdida.