Impressão 3D

Introdução:Esse workshop foi desenvolvido para servir como base

de conhecimento de Impressoras 3D, CNC e Scaner 3D, apresentando suas variedades, usos e curiosidades encontrados hoje no mercado.

Impressão 3DA impressão 3D surgiu no final da década de 1980, por meio da tecnologia de Prototipagem Rápida (RP) que é um processo de fabricação baseado na adição de material em camadas planas diretamente a partir de fontes de dados, gerados por sistemas de projeto auxiliado por computador (C.A. D). O método permite aos projetistas criar rapidamente protótipos concretos a partir de seus projetos, ao invés de figuras bidimensionais, ou figuras tridimensionais, que podem ser falhas na representação de algum encaixe, ou ainda em protótipos convencionais que levam muito tempo para execução (GORNI, 2007).

Impressão 3DO processo de impressão é uma ferramenta com grande utilidade no desenvolvimento de produtos, substituído o conceito tradicional, facilitando a obtenção de produtos, e protótipos. Uma vez que a área de RP passa a ser parte integrante do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), este ganhará flexibilidade para promover alterações no projeto com custo relativamente baixo, pelo fato de ferramental ser dispensado. E ainda a utilização da impressão 3D apresenta um grande diferencial em relação a outros processos já que a tecnologia não requer ferramentas especiais para fixação ou moldes, os protótipos são obtidos em menor tempo sem a necessidade de cálculos de geometrias e trajetória de movimento da maquina (VOLPATO et al. 2007).

Impressão 3DUma das vantagens do processo de impressão 3D é a sua diversidade de aplicações em vários setores, não só é limitada à criação de protótipos para atender a produção industrial, mas o sistema tem entrado também nas áreas sociais e acadêmicas. Com as recentes descobertas e o desenvolvimento de ferramentas avançadas, integrando a manufatura rápida tem surgindo algumas aplicações até mesmo na aérea da medicina em próteses personalizadas, tomografia e anatomia do corpo humano. Até então algumas barreiras eram encontras em lugares de difícil acesso do corpo do ser humano, regiões delicadas, principalmente o cérebro. Com a integração da RP é realizada tomografias computadorizadas e consequentemente a impressão 3D é capaz de imprimir o modelo físico por meio de outro material, facilitando a análise da região. O método também é capaz de fabricar próteses, utilizando matérias como ligas de titânio (RAULINO, 2011).

Usos e Curiosidades

Moda e acessórios Figura 1: Sapatos.Autor: Strvct (Strvct)CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Figura 2 : Anel.Autor: Shoprebeleer (Own work) [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons

Robô Humanóide Figura 3 e 4: Robô.

Autor: Inria / Poppy-project.org / Photo H. Raguet. [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

Figura 5: Carro.

Autor: z22 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Figura 6: Armas

By Solid Concepts Inc (Own work) [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

CNC (Comando Numérico Computadorizado)

As máquinas controladas por linguagem (Gcode), são chamadas de CNC. O maior desenvolvimento dessas máquinas a partir das NCs foi na década de 60 onde algumas oportunidades possibilitaram o uso dos CNCs, como computadores, programas CAD e a padronização da linguagem.

A principal função da CNC é usinagem (esculpir o material) uma impressora 3D também é uma CNC mas com função de depositar material.

Variedades de CNC● Fresadora● Torno● Laser● Jato D’água● Eletroerosão

A maior parte dos CNCs funcionam trabalhando com 3 eixos (x,y,z).

*aconselha-se mostrar videos de cada um dos tipos de CNC, para melhor vizualização.

Usos e Curiosidades:

Figura 7: Casas - WikiHouse.

Autor: Wikihouse <http://spacecraft.co.nz/>

Figura 8: Peixe.Autoria própria- Móvel para baixar e imprimir. <https://onedrive.live.com/?cid=308E1BA38F7B8954&id=308E1BA38F7B8954%211155>

Figura 9: Banco Samuel Javeli - Móvel para baixar e imprimir <http://www.samueljavelle.com/ >

Scaner 3DPopularmente conhecido como laser scanner 3D, este equipamento se desenvolveu rapidamente antes mesmo de sua popularização. A designação se deu pelo uso essencial do Laser para as medições lineares e da varredura (scanner) horizontal e vertical para as medições angulares de forma muito mais rápida que as estações totais. O título 3D surgiu pelo fato dele armazenar, como dado bruto, essencialmente coordenadas XYZ, calculadas em tempo real a partir das medições lineares e angulares.

Usos e Curiosidades

Figura 10: Partes do Corpo.

Autor: Cbonsig http://www.thingiverse.com/Cbonsig (http://www.thingiverse.com/thing:31865) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Escaneamento de partes do corpo humano

Figura 11: Fosseis

Autor: Ryan Somma from Occoquan, USA (Fossils and Foam) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

SoftwareCAD|CAM (Desenho assistido por computador | Manufatura assistida por computador)

AutoCad MeshCam SolidWorks PyCam (Aberto)

123 Design (Aberto)

Rhinoceros

ArtCam

Salvando arquivos: Após o desenho feito em CAD para CNC salva o arquivo em DXF ou 3dmodel para Impressoras 3D salva o arquivo em STL.Faz o percurso em CAM e salva o GCode para máquina seja CNC ou impressora ler o arquivo.*

*Dados baseados a partir da aula de Fabricação Digital 1 ministradas pelo professor Carlos Alberto Vargas na Universidade Tecnológica Federal do Paraná no semestre 1.2015.

DIY e Open SourceFazer sua própria CNC e Impressora 3D.

Impressora 3d RepRap.

Fóruns: OpenBuilds.

Open SourceAberto x Livre

Scaner com uso do celular:

Softwares Paramétricos CADCAM abertos: FreeCad, 123Design, PyCam, LibreCAD, entre outros.

MateriaisA impressora 3D, na maior parte das vezes e de fácil acesso utiliza ABS e PLA (polímeros), mas existem muitas possibilidades como gesso, mármore, alimentos…

A CNC tem o uso mais comum de MDF, USB e Compensados, mas também é comum o uso de metais e acrílico e madeiras maciças.

AcabamentosCNC: Impressoras 3D:

Lixas AcetonaFresa de acabamento TinnerPintura CromadosSelagens

Desenvolvido por:

PET- CoCE Programa de Educação Tutorial - Computando Culturas em Equidade, Financiado por Programa de Educação Tutorial Conexões de Saberes, do Ministério da Educação (MEC), das Secretaria de Educação Superior (SESu) e Secretaria de Educação Continuada, Alfabetização e Diversidade (SECAD), aprovado em 2010.

Gessika Bertola, graduanda em Bacharelado em Design pela UTFPR e integrante do grupo PET-CoCE.

Oscar da Silva, graduando em Bacharelado em Design pela UTFPR e integrante do grupo PET-CoCE.

© Gessika Bertola e Oscar da SilvaO conteúdo deste material está licenciado sob a Creative Commons – Atribuição – Compartilha-Igual 4.0 Internacional.

Referencias:PROTOPTIMUS .A história do CNC. Disponivel em : <http://www.protoptimus.com.br/maquinas-cnc-historia-comando-numerico-computadorizado/> Acesso em 30 abr. 2015.

OPENBUILD OX. CNC Machine. Disponivel em: <http://www.openbuilds.com/builds/openbuilds-ox-cnc-machine.341/ > Acesso em 24 abr. 2015.

ARCSPACE. Norman Foster – The Architect’s Studio, Lousiana Museum.

RAULINO, B. R. Manufatura aditiva: desenvolvimento de uma máquina de prototipagem rápida. Trabalho de graduação em Engenharia de Controle e Automação, Publicação FT.TG- 2011 Faculdade de Tecnologia, Universidade de Brasília, Brasília, DF.

VOLPATO, N. et al. Prototipagem rápida - tecnologias e aplicações. São Paulo: Edgar Blücher, 2007.

GORNI, A. Augusto. Introdução à prototipagem rápida e seus processos. Disponível em: <http://www.gorni.eng.br/protrap.html> Acesso em 30 de maio de 2015

VOLPATO, N. et al. Prototipagem rápida - tecnologias e aplicações. São Paulo: Edgar Blücher, 2007.

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LUCENA, P.B. Automação Industrial. Rio Grande do Norte; 2003.

PRATES, Izabela, Laser Scanner 3D: A revolução na coleta de dados. Disponível em: <http://mundogeo.com/blog/2014/06/10/laser-scanner-3d-a-revolucao-na-coleta-de-dados/ > Acesso em 30 de maio de 2015.

Referencias imagens: Figura 1.Disponível em : <https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AWearable_3D_Printed_Shoes.jpg >. Acesso em 22 de junho de 2015.

Figura 2. Disponível em: < https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3A3D_printed_Spinosaurus_skulls.jpg> . Acesso em 22 de junho de 2015.

Figura 3 e 4.Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AOpen-Source_3D_printed_Poppy_humanoid_robot.jpg

Acesso em 22 de junho de 2015

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Figura 5. Disponível em:<https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AThe_Solid_Concepts_3D_printed_1911_pistol.jpg>

Acesso em 22 de junho de 2015.

Figura 6. Disponivel em : <https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3AStrati_overall.jpg>. Acesso em 22 de junho de 2015.

Figura 7: Disponível em: <http://spacecraft.co.nz/> . Acesso em 17 jun. 2015.

Figura 8: Disponível em: <http://www.samueljavelle.com/> Acesso em 17 jun. 2015.

Figura 9: Disponível em: <https://onedrive.live.com/?cid=308E1BA38F7B8954&id=308E1BA38F7B8954%211155> Acesso em 17 jun. 2015.

Figura 10: Disponivel em: <http://www.thingiverse.com/thing:31865> . Acesso em 16 jun. 2015.

Figura 11: Disponivel em: <http://creativecommons.org/licenses/by/2.0>. Acesso em 16 jun. 2015.