Departamento de Artes e Design

Pesquisa, desenvolvimento e difusão de novas tecnologias digitais de

manufatura, modelagem e captura de superfícies.

Aluno: Taissa Scvirer Peixoto

Orientador: Jorge Roberto Lopes Dos Santos

Introdução

O projeto trata de pesquisa, desenvolvimento e difusão através de tecnologias de

modelagem tridimensional virtual, tecnologias de obtenção de superfícies 3D (sistemas de

escaneamento 3D através de tecnologias a laser ou luz branca estruturada) e tecnologias de

manufatura digital. O projeto visa apoiar e desenvolver pesquisas nas áreas acima descritas

com alunos de graduação, Mestrado e Doutorado no uso, difusão e desenvolvimento de novas

tecnologias de modelagem e simulação tridimensional digital virtual e física em projetos de

natureza multidisciplinar no âmbito do curso de pós graduação e graduação em Design da

PUC-Rio. O referido pedido justifica-se para que estudantes do curso de Design possam

auxiliar nas atividades de pesquisa e desenvolvimento a serem realizados neste laboratório. A

gama de projetos inclui pesquisas em desenvolvimento de novos produtos, moda, ergonomia,

design gráfico e digital.

.Objetivos

O presente projeto tem por objetivo viabilizar a utilização integrada do saber

tecnológico em modelagem, captura e simulação tridimensional virtual e física na formação

de profissionais e pesquisadores aptos a atuarem em projetos nas diversas áreas do Design,

tais como, Design de Produtos, Mídia Interativa, Moda, Animação e Arquitetura, a serem

desenvolvidas por alunos, professores e pesquisadores do Departamento de Artes & Design da

PUC-Rio

Metodologia

Os métodos propostos no presente projeto estão relacionados à obtenção de

superfícies, para a representação 3D digital e para a representação física tridimensional de

modelos e protótipos. Com os avanços computacionais, novas possibilidades na transposição

das ideias geradas no desenvolvimento de projetos para o meio virtual podem ser feitas com

tecnologias digitais como a captura de imagens de superfícies através de scanners 3D (a laser

ou luz branca). Com esta tecnologia, o modelo físico construído por sistemas convencionais

tem sua geometria transferida para o computador através da captura digital da superfície, o

que garante a fidelidade geométrica e dimensional desenvolvida pelo aluno / projetista /

pesquisador e sua posterior manipulação. Esta manipulação pode passar por ajustes de

superfície (malha poligonal), alterações de escala,mudança de cores, inserção de aplicações

gráficas, animações e outros. Essas manipulações permitem o desenvolvimento de variantes

utilizadas no processo de simulação e testes adequados a multidisciplinaridade dos processos

de design. Também a interface entre usuário e o hardware passa por novas tecnologias de

interação de uso alem dos habituais mouses, tais como as tecnologias “haptic” que simulam

sensações táteis durante o procedimento de modelagem virtual entre o usuário e a tela dos

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computadores e os monitores de intervenção direta na tela (Wacom Cintiq). Estes

equipamentos por possuírem interação tátil sensorial entre o hardware e a modelagem virtual,

possibilitarão a realização de simulações de testes diversos. No desenvolvimento de projetos,

após as alternativas serem modeladas em softwares de modelagem 3D e (ou) capturadas

através de scanners 3D, a etapa da materialização física será feita através de sistemas digitais

automatizados que seguem genericamente dois processos básicos: 1 - por remoção de matéria

prima através de fresadoras operadas por controle numérico computacional - CNC e corte a

laser para superfícies bidimensionais (planas) em matérias primas diversas. 2 - por deposição

de matérias primas diversas – tecnologias de manufatura aditiva conhecidas como

Prototipagem Rápida. Importante salientar que ambos os sistemas se destacam pela precisão

dimensional e velocidade de construção de modelos e protótipos com alta complexidade

geométrica, e são escolhidos conforme as características do produto a ser

representado/simulado.

Pesquisas Desenvolvidas

Foram desenvolvidos diversos trabalhos na área de modelagem, captura e simulação

tridimensional virtual e física de projetos:

Primeiramente foi realizado um treinamento para aprendizado das tecnologias de

escaneamento 3D existentes no Núcleo de Experimentação Tridimensional Também foram

feitos alguns escaneamentos em 3D no processo de aprendizagem, utilizando o kinect

(escâner a laser, escâner de luz branca estruturada e kinect) e software de pós-processamento

das imagens obtidas para pesquisas de captura virtual de geometrias complexas de superfícies

de produtos diversos. E também na área de impressão 3D, para aprendizagem das máquinas

existem no laboratório, tais como, Cubify, RapMan 3, Fab@home, Uprint e 3Dtouch, para

participação e aplicação em projetos de laboratórios do Departamento de Artes e Design

(Animação, Volume e Fotografia) de forma transmitir e difundir o saber adquirido para alunos

e pesquisadores entre novos (possíveis) pesquisadores em prototipagem rápida.

Após o período de aprendizado, a aluna Taissa trabalhou em diversos projetos na área

de Medicina onde teve a oportunidade de aplicar todos os conhecimentos adquiridos em

segmentação 3D , modelagem e impressão 3D a partir de arquivos de tomografia

computadorizada.

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Figura1 – Arquivo 3D de paciente por tomografia

Figura 2 – Arquivo segmentado

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Figura 3 – processo de segmentação

Figura 4 – Modelos impressos em 3D

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Conclusões

Passada a fase inicial de treinamento e aprendizado das novas tecnologias digitais de

escaneamento 3D, prototipagem rápida e softwares de pós-processamento de imagens

existentes no Núcleo de Experimentação Tridimensional, foram desenvolvidos diversos

trabalhos na área de modelagem, captura e simulação tridimensionais virtual e física de

projetos.

O uso das novas tecnologias de fabricação digital permite maior rapidez, precisão e

qualidade de acabamento não só na área de Artes e Design, como em outras diversas áreas,

realizando protótipos complexos, em questão de horas, e em diversos tipos materiais.

Referências

N. Hopkinson R.J.M. Hague P.M. Dickens. Rapid Manufacturing. England: Wiley,

2006.Print.

Carlos Henrique Ahrens Cristiano Vasconcellos Ferreira Gunther Petrush Jonas de carvalho

Jorge Roberto Lopes dos Santos Jorge Vicente Lopes da Silva Neri Volpato.Prototipagem

Rápida - Tecnologias e aplicações. São Paulo: Editora Blucher, 2007. Print.

Pesquisa deo tipo de papel