Minha primeira impressão 3D - desmistificando

Já se fala em impressão 3D há alguns anos. Acompanho as novidades e notícias com grande curiosidade. Afinal de uma forma ou de outra, apesar de ter abraçado minha carreira em informática desde a época da faculdade, minha formação primordial é na engenharia. Meus genes de engenheiro ficam estimulados com este assunto.

A Autodesk realizou um workshop com jornalistas de tecnologia para mostrar mais de perto esta tecnologia. Conhecida há mais de 30 anos pelo seu grande carro chefe, o AUTOCAD, a empresa se desenvolveu em muitas outras áreas e especializações. Contei essa história no texto “Autodesk Apps, da engenharia até os usuários finais”. Nesta oportunidade tivemos contato com o processo de elaboração da construção de uma impressão 3D.

As primeiras impressões que tinha sobre o assunto era que a impressão se 3D tratava de um processo automatizado de desgaste de um bloco de material, feito com grande precisão e automação. Grande engano. O processo se fundamenta na deposição gradual de uma resina líquida que vai camada a camada sendo depositada e catalisada (endurecida) pela exposição a uma luz específica (uma das técnicas possíveis). Isso pode ser informação irrelevante, mas é exatamente ao contrário!! Dessa forma, camada a camada, passo a passo, peças muito complexas, como por exemplo, elementos vazados, com partes móveis, orifícios internos... o céu é o limite.

Tive acesso a peças como uma corrente de bicicleta, um chuveiro, as tradicionais estátuas, modelos odontológicos... Mas acompanhei passo a passo a “impressão” (construção na verdade) de uma chave inglesa, funcional com todas as partes móveis. E ainda iria eu mesmo preparar e construir o meu próprio modelo 3D, elaborado e impresso por mim mesmo.

Figura 1 – impressora manufaturando uma chave inglesa funcional

Mas existe uma etapa que precede a impressão 3D totalmente essencial. Trata-se da etapa de modelagem 3D da peça a ser impressa. Este modelo gera a informação necessária para que a impressora 3D possa saber onde depositar cada micrograma de material para que passo a passo seja construído o produto final, por mais simples ou mais complexo que ele seja. Usando os softwares da Autodesk a peça a ser construída é elaborada de forma visual e totalmente precisa (em termos de engenharia).

Outra forma é usar um sistema de digitalização ou escaneamento (sistema de feixe de laser ou luz) que captura a imagem e detalhes da superfície do modelo e que podem ser retrabalhados nos softwares da Autodesk para sofisticar e aperfeiçoar o modelo ou feita a impressão direta do elemento capturado. Um uso muito importante é repor peças que não há mais venda e fabricação (por exemplo a base ou elemento de uma máquina). Uma vez que não existe o projeto técnico, a digitalização (com ou sem o aprimoramento da peça em um dos softwares da Autodesk).

 

Figura 2 – exemplo de digitalização 3D dessa escultura – exemplo extremo

Na elaboração ou na impressão os “suprimentos” (os diferentes tipos de plástico) podem ser combinados na manufatura. Isso permite que novos materiais com cor, textura e características (resistência, abrasão, sensação tátil) sejam compostos na peça sendo produzida. Mais versatilidade

A apresentação foi dividida com a empresa Stratasys, empresa que oferece produtos e serviços para rapidamente permitir que as ideias das pessoas e empresas possam se transformar em realidade em muitas indústrias como aeroespacial, médica, odontológica, militar, arquitetura, automotiva, etc. E hoje em dia há equipamentos de diversos tamanhos para os fins mais diversos feitos pela Stratasys. Desde máquinas pequenas que imprimem anéis, até máquinas bem grandes que fazem desde uma carcaça de TV até uma bicicleta (imagine o tamanho do equipamento). No outro extremo, além de impressoras para uso industrial sofisticadas a Stratasys tem modelos para uso doméstico capaz de produzir modelos mais simples dentro de casa.

São usados materiais especiais com diversas características como termoplásticos, fotopolímeros, em cor neutra e mesmo em várias cores. O uso principal da tecnologia vinha sendo elaboração de protótipos funcionais para novos produtos e projetos. Isso ainda é verdade, mas por conta da evolução dos materiais que estão disponíveis a aplicação cresceu para fabricação de elementos que não tenham obrigatoriamente fabricação em escala, modelos únicos, etc. A mesma modelagem feita para testar o produto em forma de protótipo pode ser também o ponto de partida para a elaboração do produto em futura escala industrial e usando outros processos produtivos. Isso acelera incrivelmente o ciclo de desenho, teste e início de produção.

A singela foto abaixo ilustra um ponto importante. Trata-se de um cubo montado com arestas com bordas de engrenagem em formato irregular. Estas bordas de movimentam e abrem ou fecham o cubo. Isso foi impresso em uma impressora 3D, sem partes móveis externas, eixos metálicos, nada disso. Sai pronta da impressora. Isso ilustra que não só uma impressora 3D pode fazer modelos de forma rápida, mas permite que os designers se libertem de algumas limitações técnicas que inviabilizariam a fabricação de algumas peças concebidas. A peça da figura abaixo sai “pronta” e montada da impressora.

 

Figura 3 – peça impressa já sai pronta e montada – mais liberdade para o projetista

Durante a apresentação tivemos a oportunidade de usar uma ferramenta online e gratuita (basta fazer um cadastro) que faz parte da família de produtos da Autodesk chamada TINKERCAD (http://www.tinkercad.com ). Com este software desenvolvemos um modelo 3D simples de uma casa. O software é bastante intuitivo e simples. Com algumas poucas dicas fomos capazes de criar o modelo proposto. O software permite que o produto final gere um arquivo para ser usado em uma impressora 3D bem como pode ser encomendada online a produção e impressão da peça (serviço disponível no mercado americano).

No final fizemos o download do arquivo STL (formato adequado) e uma vez gravado no pendrive foi enviado para a impressão 3D. Simples assim.

 

Figura 4 – utilizando o TinkedCAD para preparar o modelo 3D para ser impresso
 

Claro que o Tinkedcad é um software que visa utilização pelos usuários finais e é bastante simples!! Mas dá uma boa ideia do que pode ser feito em produtos mais sofisticados e especializados da Autodesk. Esta experiência me permitiu visualizar o procedimento necessário, do começo ao fim para o uso da tecnologia.

Confesso que teve um efeito totalmente desmistificante (se é que existe esta palavra). O que parecia ser algo muito complexo, indicado para cientistas ou pessoas muito iniciadas. Mas não é nada disso. Um usuário doméstico, bem como o engenheiro, o projetista, artista... quem quer que seja pode usar a mesma tecnologia adaptada ao grau de complexidade de sua necessidade usando o software certo para cada caso!! Missão cumprida!!

Neste link pode ser visto o vídeo que mostra a impressora 3D em ação produzindo a chave inglesa que falei no começo do texto.