Rede Nacional de Prototipagem Rápida

Descrições sumárias do projecto

O projecto divide-se em 11 projectos parcelares, a saber:

PPS1 - Gestão e Coordenação PPS2 - Rede de Comunicação e Integração de Sistemas PPS3 - Processo de Estereolitografia PPS4 - Processo LOM PPS5 - Sinterização Selectiva por Laser de metais (SLSm) PPS6 - Sinterização Selectiva por Laser de plásticos (SLSp) PPS7 - Enformação por Vazamento de Pós Metálicos PPS8 - Fundição por Modelos Perdidos PPS9 - Modelos Médicos PPS10 - Engenharia Inversa PPS11 - Avaliação de Processos, Cadeias Alternativas e Disseminação

O carácter inovador do projecto decorre do desenvolvimento de três domínios em que se prevê uma intensa actividade de I&DT:

estudo dos processos de prototipagem rápida implementados, tendo em vista o aprofundamento das tecnologias, a sua aplicação no desenvolvimento de modelos e o desenvolvimento de cadeias de produção alternativas às actuais;

desenvolvimento de métodos para a execução de ferramentas de produção a partir de modelos obtidos por prototipagem rápida;

desenvolvimento de software específico para prototipagem rápida de modo a resolver os problemas de transferência de informação entre diferentes sistemas de CAD e possibilitar o manuseamento / correcção dos ficheiros de formato STL e SLI.

Os sistemas de prototipagem a utilizar no âmbito do projecto RNPR são os seguintes:

SLA - estereolitografia (já existente no ITEC). LOM - Layer Object Manufacturing (a adquirir no âmbito do projecto e a ser instalado no INEGI). SLSm - Selective Laser Sintering de metais (a adquirir no âmbito do projecto e a instalar no INETI). SLSp - Selective Laser Sintering de plásticos (a adquirir no âmbito do projecto e a instalar no CENTIMFE). TDP - Three Dimensional Printing (avaliação das potencialidades do processo através da aquisição de

modelos).

Serão desenvolvidas e testados em ambiente industrial novas cadeias de produção integrando a prototigagem rápida, às quais correspondem economias no custo de ferramentas de produção ou drásticas reduções nos tempos de preparação para produção.

Serão também testados sistemas de comunicações que permitam uma ligação fácil entre os parceiros do consórcio e um acesso fácil aos serviços oferecidos por parte das empresas nacionais interessadas nas tecnologias de prototipagem rápida. Tal permite garantir prazos de entrega das encomendas consentâneas com os resultantes da actividade industrial.

Finalmente são actualizados os sistemas CAD implementados, de modo a permitir que as empresas consortes possam concorrer em pé de igualdade com empresas europeias tecnologicamente mais avançadas.

O conjunto de resultados descritos constitui de facto uma modernização dos sectores abrangidos, que os colocará em posição comercialmente vantajosa face aos seus concorrentes directos, sem necessidade de suportar por si só os investimentos necessários.

Finalmente, a filosofia subjacente ao programa proposto insere-se nos conceitos de engenharia concorrente, estando as instituições de I&DT em situação privilegiada para promover às acções necessárias que demonstrem como tais conceitos deverão ser implementados e como se poderão estabelecer industrialmente ligações preferenciais tendo em vista a satisfação dos objectivos complementares.

PPS1 - Gestão e Coordenação

Objectivo

Este projecto parcelar tem por objectivo garantir uma coordenação global adequada das actividades desenvolvidas pelos vários co-promotores do projecto da Rede Nacional de Prototipagem Rápida, o cumprimento dos objectivos contratados pelos co-promotores e a gestão dos resultados obtidos.

Enquadramento

Dada a complexidade e o número de intervenientes no projecto global, o consórcio decidiu criar um projecto parcelar independente, cujo objectivo é o de agregar todas as actividades de coordenação e gestão do projecto global. Neste contexto, este projecto parcelar é o garante de um eficiente desempenho e funcionamento do consórcio e do cumprimento dos objectivos estabelecidos.

Na qualidade de Promotor-Líder do Projecto Mobilizador RNPR, a IBEROMOLDES é o natural responsável por este projecto parcelar, tendo a seu cargo a coordenação das actividades do consórcio nas vertentes técnico/administrativas e de representação do consórcio junto da entidade financiadora. A coordenação científica do projecto está a cargo do INETI.

Actividades a desenvolver

As actividades consideradas neste projecto parcelar podem subdividir-se em:

1. Gestão do projecto global e de representação do consórcio.2. Coordenação técnico/científica dos projectos parcelares.3. Coordenação científica do projecto global.

PPS2 - As tecnologias de Informação na RNPR

Introdução

A coordenação da introdução do conceito de tecnologias de informação (TI) no contexto da Prototipagem Rápida foi atribuída ao UNINOVA - Instituto de desenvolvimento de Novas Tecnologias.

A RNPR surge, aos olhos dos clientes como uma entidade única, que fornece um serviço global onde as valências de cada parceiro se somam para um melhor serviço ao cliente, sem perca da individualidade das entidades que a compõem.

O recurso às TI viabilizou o fornecimento de uma filosofia integrada de interacção, simplificando e tornando mais expedito o processo de negócio, aos clientes da RNPR. Esta realidade é igualmente oferecida aos parceiros do consórcio, acrescida de um conjunto de funcionalidades de comunicação e partilha de dados.

Níveis de acesso e segurança

Com vista ao fornecimento dos serviços enunciados, forma estabelecidos dois níveis de permissão para o acesso aos serviços disponibilizados, que visam permitir a partilha de dados confidenciais ao consórcio e que pela sua natureza não devem ser oferecidos aos potenciais clientes.

Em todas as comunicações impera a necessidade de garantir a segurança na troca de dados e a inviolabilidade dos mesmos, pelo que foram adoptados protocolos normalizados que asseguram a integridade das comunicações.

Apesar da vista global oferecida pelas tecnologias de informação, o negócio é efectuado ponto-a-ponto; isto é, o cliente selecciona um dos membros da rede e estabelece com este uma ligação privada que assegura a confidencialidade dos dados transmitidos, mesmo em relação aos restantes membros do consórcio.

Sistema integrado

Com vista a disponibilizar os serviços apresentados foi necessário criar um sistema de suporte à troca de informação via Internet. Este sistema é composto por um conjunto de servidores integrados de WWW, troca de ficheiros (ftp), correio electrónico e vídeo-conferência.

A funcionalidade deste sistema, para além de uma forte componente de divulgação tecnológica, visa o suporte do negócio de prototipagem rápida. Para tal tornou-se necessário definir a interface para submissão de trabalhos, recorrendo-se às normas "de facto" da indústria (e.g. IGES, DXF, STL), e à norma ISO 10303-STEP.

Com a introdução da norma STEP, espera-se vir a criar, a médio prazo, uma alteração à realidade actual, convergindo para um único formato de dados normalizado, que garanta a troca integral de informação (sem perdas).

Serviços

A RNPR assegura aos seus membros um conjunto integrado de serviços de comunicação e troca de informação. Entre estes serviços são de realçar o sistema de arquivo de ficheiros (partilhados entre os membros da RNPR), com níveis de acesso, um serviço de correio electrónico com listas de distribuição encontrando-se em fase de instalação um sistema de vídeo conferência que permitirá a comunicação por vídeo e a realização de trabalho colaborativo.

Para além dos serviços de comunicação, são disponibilizadas via Internet aplicações que realizam serviços específicos, tais como a conversão de formatos de dados, um sistema de apoio à decisão para selecção da tecnologia de prototipagem mais adequada a um trabalho específico.

A RNPR disponibiliza ainda um serviço de visualização de peças, via Internet, que permite ao cliente, com recurso a um browser de WWW (e.g. Netscape), verificar a qualidade dos dados submetidos para prototipagem.

PPS3 - Processo de Estereolitografia

Objectivos

O processo de Estereolitografia foi o primeiro processo de Prototipagem Rápida instalado em Portugal. A máquina instalada na AgilTec foi adquirida em 1992, e desde então para cá foram ficando disponíveis comercialmente novas soluções que permitem tirar maior partido da tecnologia. O presente projecto visa fazer a actualização do sistema implementado e explorar a sua utilização quer para fabrico directo de protótipos quer para fabrico de modelos utilizados em cadeias de produção mais complexas e destinadas ao fabrico de protótipos funcionais ou de pequenas séries.

São objectivos específicos deste PPS:

Estudar o processo de Estereolitografia de modo a tirar o máximo partido dos meios de produção instalados.

Promover a actualização do sistema existente no que respeita ao hardware, ao software, aos materiais processados e às técnicas de iluminação.

Definir e implementar os procedimentos necessários que garantam a qualidade dos serviços prestados à indústria.

Proceder a uma validação completa da tecnologia. Executar modelos para os restantes elementos do consórcio, de modo a proporcionar uma avaliação

industrial da tecnologia.

O projecto visa assim desenvolver as capacidades da AgilTec no fabrico de modelos por estereolitografia, capacidade esta que será aproveitada horizontalmente pelos outros parceiros presentes no consórcio, quer no desenvolvimento de produtos quer no fabrico de componentes para ferramentas de produção.

Enquadramento

A estereolitografia, tal como as restantes tecnologias de prototipagem rápida, deverá ser considerada como uma tecnologia emergente, não só porque as máquinas, materiais e processos não atingiram ainda a maturidade possível, mas também porque não estão completamente definidos os modos como poderão ser utilizadas, com vantagem, pelo tecido industrial. Para ilustrar a afirmação anterior poder-se-á referir que, para o caso específico da estereolitografia, os desenvolvimentos da tecnologia nestes últimos cinco anos permitiram reduzir as tolerâncias esperadas de 0,4 mm para 0,1 mm; simultaneamente, o aparecimento de novos materiais fotopoliméricos associado ao desenvolvimento de novos laseres e a técnicas mais avançadas de iluminação, permitiu aumentar significativamente as velocidades de varrimento possíveis, das quais resultam reduções significativas dos tempos de construção. Considera-se como realista que, a curto prazo, seja possível reduzir as tolerâncias para os 0,05 mm, reduzindo-se simultaneamente o tempo de construção de modelos em 50%.

A tendência para o aumento da precisão dos protótipos e modelos obtidos por estereolitografia, associada a tempos de fabrico cada vez menores permitem antever um alargamento das aplicações rentáveis da tecnologia. No caso da estereolitografia, tal alargamento pressupõe o desenvolvimento de competências específicas nas tecnologias de conversão de forma, de modo de suprimir as limitações próprias dos materiais utilizados neste tipo de tecnologia; as técnicas de fundição por modelos perdidos e as técnicas de reprodução de forma recorrendo a pós metálicos, também objecto de investigação e desenvolvimento do projecto mobilizador RNPR, são consideradas internacionalmente como as mais relevantes quando se tem em vista o fabrico de componentes para ferramentas de produção.

Actividades a desenvolver

As actividades previstas neste projecto parcelar compreendem:

1. Upgrade do equipamento e avaliação do processo de estereolitografia.2. Estudo teórico do processo tendo em vista a identificação das melhores condições para fabrico de

protótipos.3. Desenvolvimento de aplicações industriais concretas e avaliação/demonstração do interesse industrial da

tecnologia.

PPS4 - Processo LOM

Objectivos

Este projecto parcelar tem como objectivos fundamentais a instalação do processo LOM - Layer Object Manufacturing em Portugal e o desenvolvimento/demonstração das suas capacidades de forma a que o processo possa vir a tornar-se operacional e disponível para as empresas industriais e infra-estruturas tecnológicas presentes no consórcio, bem como para quaisquer outras empresas e instituições potencialmente interessadas na tecnologia.

No âmbito do projecto, o INEGI irá instalar a tecnologia e desenvolverá as competências necessárias para uma exploração adequada das capacidades instaladas quer nas vertentes de desenvolvimento de produto quer na sua utilização tão generalizada quanto possível pela indústria de fundição nacional. Paralelamente, serão desenvolvidas competências específicas em modelação CAD-3D de modo a simplificar o desenvolvimento de peças de fundição, nomeadamente no que respeita a:

Compensação de contracções e sobreespessuras; Dimensionamento de sistemas de gitagem e alimentação; Definição de planos da apartação e saídas; Definição de impressos de machos e caixas de machos; Compensação para distorções e empenos.

Enquadramento

O processo LOM (Layer Object Manufacturing - Fabricação de peças por camadas), permite a construção directa de modelos físicos tridimensionais a partir de um modelo CAD-3D. Os modelos são construídos por camadas a partir de folhas de papel que são sucessivamente coladas no bloco de construção e cortadas de acordo com a geometria correspondente a cada uma das camadas da peça. Após a construção é removido o excesso de material e dado o necessário acabamento superficial (descubicagem e acabamento). Em face das características do processo, facilmente se conclui que a tecnologia LOM é especialmente apta para a construção de protótipos de média complexidade e de grande volume.

Um dos sectores industriais que têm vindo a utilizar mais intensivamente a tecnologia LOM é o de fundição. Com efeito, o fabrico de moldes com alguma complexidade para fundição é actualmente uma tarefa complexa, exigindo competências próprias (carpinteiros de moldes) cada vez mais difíceis de encontrar no mercado de trabalho português. Por outro lado, os prazos de entrega característicos para este tipo de produto são em geral demasiado elevados face às exigências crescentes dos principais fundidores e dos consumidores de peças de fundição.Finalmente, a capacidade de fundição instalada na Europa é excedentária, impondo prazos de entrega de pré-séries de qualificação cada vez mais reduzidos. Em face das considerações anteriores há necessidade de promover uma actualização tecnológica do sector de fundição, devendo o processo LOM ser integrado de forma progressiva nas cadeias de produção das fundições, tal como vem sucedendo nos restantes países.

Uma característica particular da integração do processo LOM nas cadeias de produção das fundições tem a ver com o modo como a informação é passada do cliente final para a fundição. De um modo geral, o cliente final especifica unicamente o produto final, sendo da responsabilidade do fundidor a especificação da gitagem, alimentação, contracções, saídas e sobre-espessuras para maquinação.Tais particularidades exigem funcionalidades acrescidas no circuito de informação que deverão ser devidamente equacionadas e estudadas no âmbito deste projecto parcelar, utilizando-se para tal as competências existentes no INEGI neste domínio.

Actividades a desenvolver

As actividades a desenvolver no âmbito deste projecto parcelar são as seguintes:

1. Compra e instalação do processo LOM no INEGI2. Estudo dos parâmetros e processo e avaliação da qualidade dos protótipos3. Desenvolvimento e optimização do processo LOM4. Aplicação do processo LOM a situações industriais concretas

PPS5 - Processo de Sinterização Selectiva por Laser de Metais

Objectivo

É objectivamente do presente projecto implementar e desenvolver a tecnologia de Sinterização Directa por Laser de Meais (DMLS), no Departamento de Tecnologias de Produção do INETI, departamento este que dispõe de competências específicas no domínio das pulverotecnologias e nas tecnologias de sinterização. Serão investigadas as capacidades e limitações da tecnologia, sendo os resultados utilizados no ensaio de algumas aplicações industriais relevantes nomeadamente no que respeita ao fabrico directo de cavidades, buchas e insertos para moldes de injecção de plásticos.

Enquadramento

A sinterização selectiva por laser de metais permite a fabricação de protótipos metálicos a partir de um desenho CAD-3D; é, por conseguinte, uma tecnologia particularmente apta para o fabrico de ferramentas rápidas. Existem apenas dois tipos de máquinas disponíveis mundialmente, uma Americana (DTM) e outra Alemã (EOS). Na máquina Americana utiliza-se como ligante dos pós metálicos um material polimérico que pode posteriormente vir a ser substituído por um metal de mais baixo ponto de fusão; na máquina Alemã a acção do ligante é assegurada por um outro pó metálico de mais baixo ponto de fusão, pelo que os protótipos fabricados por esta tecnologia têm, à partida, uma estrutura 100% metálica.

O processo DMLS - Direct Metal Laser Sintering (Sinterização Directa por Laser de Metais) foi desenvolvido tendo como objectivo o fabrico directo de componentes de geometria complexa (insertos) para ferramentas de produção. No estado actual da tecnologia, o processo permite processar pós metálicos cujos constituintes principais são o bronze ou o aço, materiais estes adequados ao fabrico de cavidades moldantes ou de insertos para moldes de injecção de plástico.

Em oposição a outras tecnologias de prototipagem rápida, cujo objectivo é a construção directa de peças, a sinterização directa por laser de metais visa o desenvolvimento de ferramentas rápidas isto é, de ferramentas capazes de produzir protótipos nos materiais definitivos utilizando as mesmas tecnologias de transformação; é possível deste modo fabricar protótipos funcionais ou pequenas e médias séries de peças num curto espaço de tempo, factor essencial para a competitividade comparativa de algumas empresas nacionais.

Actividades a desenvolver:

As tarefas definidas no presente projecto são as seguintes:

1. Especificamente, aquisição e instalação do equipamento.2. Estudo dos parâmetros de processo e sua relação com a qualidade dos produtos fabricado3. Desenvolvimento de estudos de caso4. Definição de procedimentos para projecto de moldes rápidos e para fabrico de cavidades moldantes para

moldes de injecção5. Avaliação global da tecnologia no respeitante a precisão, prazos e custos

PPS6 - Sinterização Selectiva por Laser de plásticos (SLSp)

Objectivo

O projecto parcial de Sinterização Selectiva por Laser de Plásticos tem por objectivo a implementação desta tecnologia de prototipagem rápida em Portugal e de promover a sua utilização pela indústria em geral e pela sector dos fabricantes dos moldes para plástico em particular.

Enquadramento

A aposta do CENTIMFE no projecto mobilizador RNPR - Rede Nacional de Prototipagem Rápida, integrando um consórcio formado por instituições de I&DT e diversas empresas do ramo ou não, é consubstanciada no princípio de que o desenvolvimento de tecnologias avançadas de produção de protótipos garantirá, não só a execução em tempo reduzido de modelos de selecção, comparação e apresentação de ideias, para a produção de pequenas séries experimentais ou finais, mas também a introdução de novas tecnologias de fabrico, de comunicação computacional, de meios de avaliação qualitativa e de custos no sector industrial alvo.

Assim, pretende-se com este projecto, conseguir um aumento de competitividade das indústrias de moldes, ferramentas especiais e plásticos, quer através do aumento das suas capacidades para intervir no desenvolvimento de produto quer pela redução significativa dos prazos de entrega.

Sendo a tecnologia de Sintetização Selectiva por Laser aplicada aos plásticos (SLS-Plásticos) uma das tecnologias de prototipagem rápida com maior aplicação no desenvolvimento de produtos plásticos, a sua utilização não se restringe apenas a este sector, sendo utilizada igualmente nas indústrias de fundição, cerâmica e vidro, entre outras.

No âmbito deste projecto parcial serão ainda desenvolvidas as competências necessárias para integrar a tecnologia de SLS - Plásticos em cadeias de produção mais complexas destinadas ao fabrico de protótipos funcionais, de protótipos técnicos ou de pequenas séries.

Actividades a desenvolver

As principais actividades a desenvolver no âmbito deste projecto parcial são as seguintes:

1. Especificação, instalação e Desenvolvimento da Plataforma Tecnológica da Rede.2. Estudo dos parâmetros de processo e optimização das condições de fabrico de protótipos3. Avaliação do interesse industrial da tecnologia nomeadamente para o sector de moldes para plástico.

PPS7 - Enformação por Vazamento de Pós Metálicos

Objectivo

É objectivo deste projecto estudar a tecnologia, desenvolver os procedimentos necessários que garantam a qualidade dos produtos fabricados, proceder a uma analise de custos e estudar a viabilidade técnico-económica do uso da tecnologia de Enformação por Vazamento de Pós Metálicos em situações industriais concretas.

Enquadramento

Na tecnologia de Enformação por Vazamento de Pós metálicos a pré-forma (peça em verde) é obtida por vazamento de uma mistura de pós metálicos, ligantes e solventes num molde com a forma da peça. Promove-se seguidamente a evaporação do solvente de modo a obter uma peça em verde; esta peça tem incorporados cerca de 5% em volume de um ligante polimérico que é eliminado facilmente nas operações subsequente de sinterização ou de infiltração.

A enformação por vazamento de pós metálicos é pois uma tecnologia que permite obter de forma indirecta cavidades moldantes e insertos metálicos para moldes de injecção; os moldes onde se procede o vazamento pode ser obtido por qualquer dos processos de prototipagem rápida disponíveis no mercado, de modo a encurtar os tempos de desenvolvimento das ferramentas de produção, sendo a estereolitografia o processo que tem conduzido aos melhores resultados devido às suas características actuais de precisão e qualidade superficial.

Existem duas vertentes desta tecnologia. A primeira, é identificada na literatura especializada pela designação WPP (Wet Powder Pouring); neste caso a peça em verde é sinterizada a alta temperatura dando origem a componentes 100% metálicos; de modo a compensar as contracções significativas que ocorrem durante a sinterização, as dimensões dos moldes onde se procede ao vazamento terão que ser ajustadas em conformidade. Na segunda, a peça em verde é somente infiltrada, dando também origem a componentes 100% densificados; consoante o material utilizado na infiltração, material polimérico ou metal de baixo ponto de fusão, assim os componentes apresentarão resistências mecânicas e condutibilidade térmicas menores ou maiores.

Ambos os processos descritos anteriormente são referidos na literatura especializada como tecnologias alternativas, economicamente interessantes e tecnicamente adequadas, para o fabrico de componentes para ferramentas de produção.

Actividades a desenvolver

As principais actividades a desenvolver são as seguintes:

1. Especificações, aquisição e instalação do equipamento necessário2. Estudo das misturas e das respectivas condições de processamento3. Avaliação do desempenho4. Desenvolvimento de estudos de caso industriais

PPS8 - Fundição por Moldes Perdidos

Objectivo

No âmbito do presente projecto serão fundamentalmente exploradas as técnicas que permitam obter carapaças cerâmicas a partir de modelos feitos por prototipagem rápida. Duas vias serão consideradas: a primeira via corresponde ao fabrico, por prototipagem rápida, de moldes para injecção directa de cera; a segunda via corresponde ao fabrico directo, por prototipagem rápida, dos modelos perdidos. Os trabalhos a desenvolver inserem-se nas linhas de I&DT que têm sido seguidas tanto na Europa como nos Estados Unidos no que é identificado como Rapid Tooling, e representa para Portugal a primeira iniciativa nesta área tecnológica.

Devidos às técnicas de fundição por modelos perdidos não serem utilizadas industrialmente em Portugal, tal como acontece nos Estados Unidos e em menos escala na Europa, os estudos programados conduzirão à endogeneização destas tecnologias e poderão constituir, no futuro, um nicho de mercado que pode ser explorado industrialmente.

Enquadramento

Entende-se por fundição por modelos perdidos o conjunto de processos que permitam obter peças fundidas a partir de um modelo que é destruído no decurso do processo. O modelo é utilizado para fabricar a carapaça cerâmica no qual é vazado o metal.

Com o processo consegue-se fabricar peças fundidas com excelente qualidade superficial, razão pela qual se associa a este processo a ideia de fundição de precisão. As peças desenhadas para serem produzidas por fundição por modelos perdidos não necessitam de ter saída, em resultado das técnicas utilizadas no fabrico da moldação cerâmica.

Pelo que se disse, a fundição por modelos perdidos constitui um processo tecnológico potente de reprodução da forma quando se pretendem obter peças metálicas. No caso do presente Projecto Mobilizador a tecnologia poderá ser utilizada pelos parceiros industriais no redesenho das cadeias de fabrico das ferramentas de produção, em especial quando se tem unicamente em vista a produção de pré-séries ou de pequenas/médias séries; nestes casos o objectivo é o de poder fabricar ferramentas de produção de mais baixo custo em tempo recorde, sacrificando dentro de limites razoáveis a capacidade de produção das ferramentas e a precisão dos produtos fabricados.

Actividades a desenvolver

As tarefas programadas no âmbito do presente projecto são as seguintes:

1. Desenvolvimento do processo das ceras perdidas.2. Desenvolvimento das técnicas de fabrico directo por prototipagem rápida de moldes perdidos.3. Produção de peças metálicas por vazamento em carapaça cerâmica.4. Avaliação do desempenho das várias cadeias alternativas.5. Aplicações Industriais das tecnologias desenvolvidas

PPS9 - Modelos Médicos

Objectivo

O fabrico de modelos médicos por prototipagem rápida é um tema de investigação corrente em que a Europa é considerada numa posição estratégica favorável face às iniciativas dos Estados Unidos e do Japão. É provável que tal vantagem seja explorada pela EC num futuro muito próximo promovendo o financiamento de projectos de investigação neste domínio do conhecimento. O presente projecto visa a implementação das condições mínimas que permitam a Portugal participar activamente em tais desenvolvimentos e, nestas condições, terá um carácter exploratório.

Enquadramento

A experiência acumulada nos últimos 3 anos mostrou que os modelos médicos podem ser aplicados com vantagem pela classe nas seguintes situações:

Planeamento de intervenções cirúrgicas; Visualização melhorada de situações complexas; Design de implantes e próteses; Meio de comunicação entre a classe médica e o doente.

Existem duas técnicas de captação de imagens médicas que convêm explorar: a tomografia axial computadorizada (TC) e a ressonância magnética (MRI). Em ambos os casos, são medidas e registadas, em ficheiro de formato proprietário dos fabricantes dos equipamentos, as densidades dos tecidos atravessados pelos feixes incidentes, sendo possível a partir de técnicas de tratamento de imagem reproduzir dados anatómicos do corpo humano. O desenvolvimento recente de interfaces adequadas para alguns destes equipamentos médicos possibilita a geração de ficheiros de formato STL, a partir dos quais se torna possível fabricar modelos sólidos utilizando as tecnologias de prototipagem rápida.

Se bem que estas técnicas tenham um interesse específico para a classe médica, é expectável que o seu campo de aplicação se alargue a outros domínios nomeadamente para a análise estrutural de materiais de estrutura não homogénea ou no levantamento de dados geométricos de peças complexas. Neste contexto, este projecto parcelar deverá também ser encarado como a possibilidade de acompanhamento dos desenvolvimentos destas novas técnicas, potencialmente relevantes para alguns dos sectores industriais nacionais.

Actividades a desenvolver

No âmbito deste projecto serão desenvolvidas as seguintes tarefas:

1. Montagem de uma Instalação Piloto na AgilTec com capacidade para tratamento de ficheiros médicos2. Ensaios preliminares para estudo das técnicas de segmentação e das interfaces para prototipagem rápida3. Identificação de aplicações relevantes da tecnologia

PPS10 - Engenharia Inversa

Objectivo

É objectivo deste projecto parcelar Instalar na AgilTec um sistema de medição por varrimento óptico e optimizar a sua utilização em tarefas de controlo dimensional e na reconstrução de superfícies.

As capacidades de um sistema de medição por varrimento óptico são dependentes dos dois itens seguintes:

Precisão da cabeça óptica de medida. Capacidade do software de comando e de tratamento de informação recolhida (nuvem de pontos).

As cabeças podem ser montadas quer em máquinas de medir por coordenadas quer em fresadoras CNC (dependendo do seu peso) dispondo a AgilTec dos dois tipos de equipamento.

No que respeita ao Software, o objectivo seria o de poder dispor de um sistema que permitisse de forma automática determinar os desvios existentes entre a peça a controlar e o modelo original definido no sistema CAD ou no ficheiro de formato STL.

Uma outra aplicação que irá ser explorada no âmbito deste projecto diz respeito à utilização do equipamento para trabalhos de Engenharia Inversa (Reverse Engineering). Neste caso, interessa que a nuvem de pontos possa ser aproximada por superfícies de forma complexa e trabalhada num sistema de CAD. Esta capacidade é potencialmente de muito interesse para o desenvolvimento de novos produtos.

Enquadramento

Actualmente as tecnologias de prototipagem rápida são especialmente vocacionadas para o fabrico de modelos de elevada complexidade. Tal facto tem origem nos preços elevados dos equipamentos de prototipagem rápida, nas séries de fabrico limitadas e nos custos das matérias primas empregues. Nestas condições, o controlo dimensional dos produtos fabricados, utilizando as técnicas de medição convencionais, exige dos centros de prototipagem rápida um esforço considerável que é incompatível com os prazos de entrega exigidos. A experiência da AgilTec neste domínio confirma tal conclusão.

Existem dois modos possíveis de ultrapassar as dificuldades sentidas. Uma das vias consiste em definir procedimentos que garantam, tanto quanto possível, a qualidade dos produtos fabricados por prototipagem rápida; mostra a experiência que no caso da estereolitografia tal abordagem não consegue garantir por si só os resultados pretendidos. Uma segunda via consiste em implementar sistemas de medição mais sofisticados, nos quais se inclui a medição por varrimento óptico.

As técnicas de medição tridimensional sem contacto têm vindo a merecer um interesse crescente nestes últimos anos, tanto no que respeita ao Hardware como ao Software para tratamento de nuvem de pontos. A tendência é para se puder dispor de sistemas com precisões cada vez maiores e com capacidade de aquisição e manipulação de um maior número de pontos em tempos cada vez menores; simultaneamente tem-se notado uma tendência crescente na integração da componente de tratamento da nuvem de pontos nos sistemas de CAD-3D comerciais.

Actividades a desenvolver

As tarefas consideradas no âmbito do projecto parcelar são as seguintes:

1. Estudo dos sistemas de medição por varrimento óptico disponíveis.2. Aquisição e instalação do equipamento.3. Avaliação das capacidades reais de medição do novo sistema.4. Utilização do sistema em operações de Engenharia Inversa.5. Utilização do sistema no controlo dimensional de modelos.

PPS11 - Avaliação de Processos, Cadeias Alternativas e Disseminação

Objectivo

É objectivo deste projecto parcial integrar o conjunto de resultados resultantes das investigações levadas a cabo no âmbito dos restantes projectos parcelares, tendo por objectivo promover a divulgação das soluções técnica e economicamente mais interessantes para a indústria nacional.

Enquadramento

No âmbito do projecto mobilizador RNPR - Rede Nacional de Prototipagem Rápida são implementadas várias tecnologias de prototipagem rápida e desenvolvidas cadeias alternativas para fabrico de protótipos e de ferramentas rápidas. Em resultado, é previsível que sejam desenvolvidas novas metodologias de trabalho e testadas em ambiente industrial novos processos de fabrico, que convém analisar em maior detalhe de modo a identificar, de forma tão isenta quanto possível, o seu mérito relativo face às especificações concretas dos utilizadores finais.

De modo a potenciar a utilização das soluções desenvolvidas, foi considerado importante promover as seguintes actividades:

Desenvolver um sistema de apoio à decisão que permita divulgar pelos mais variados sectores industriais quer a informação básica relativa a protótipos e ferramentas rápidas, quer os resultados das investigações levadas a cabo durante o projecto. O sistema que se pretende desenvolver deverá permitir que um utilizador, menos familiarizado com o conjunto de desenvolvimentos efectuados ao longo do projecto, possa encontrar procedimentos alternativos que lhe tragam benefícios acrescidos.

Promover a disseminação de resultados parciais do projecto através da organização de reuniões técnicas e/ou de seminários de divulgação tecnológica.

Actividade a desenvolver

As tarefas a desenvolver neste projecto são:

1. Avaliação das cadeias de produção alternativas.2. Desenvolvimento de software de apoio à tomada de decisão.3. Divulgação das tecnologias aplicadas.