Tópico: Prototipagem rápida chega às peças metálicas

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Prototipagem rápida chega às peças metálicas


A técnica de impressão 3-D de peças metálicas ocorre no interior de uma câmara de vácuo, onde um feixe de elétrons é focalizado sobre um suprimento contínuo de metal em pó.[Imagem: NASA]

A prototipagem rápida não conquistou seu lugar na indústria, nos escritórios de projetos e até no meio artístico por acaso: a possibilidade de fabricar peças complexas a partir de um desenho em computador acelera o desenvolvimento de novos produtos e permite que peças únicas ou em pequenos lotes sejam fabricadas rapidamente e a um custo muito baixo.

E todo esse sucesso se deu apesar de uma aparente deficiência: as peças só podiam ser fabricadas com plásticos. Só mais recentemente a prototipagem rápida - também conhecida como impressão 3-D - chegou às peças de vidro e de cerâmica.

Prototipagem rápida com metais

Agora essa limitação praticamente deixa de existir: engenheiros do Centro de Pesquisas Langley, da NASA, desenvolveram um sistema de prototipagem rápida que permite a fabricação de peças de metal e de ligas metálicas a partir de um desenho CAD no computador.

A possibilidade de fabricar peças metálicas sem o desenvolvimento de moldes abre novas possibilidades de aplicações - além da redução de custos nas aplicações já existentes - na indústria aeronáutica e espacial e na fabricação de implantes médicos customizados para cada paciente.

Aplicações espaciais

A necessidade de peças de reposição é um dos maiores desafios das viagens espaciais interplanetárias de longa duração, assim como para o estabelecimento de bases na Lua - qualquer equipamento quebrado dependeria do envio de peças sobressalentes da Terra.

Numa viagem a Marte, por exemplo, isso seria impraticável. Uma impressora 3-D capaz de "imprimir" peças de metal representa o fim desse problema.

Fusão por feixe de elétrons

A técnica de impressão 3-D de peças metálicas ocorre no interior de uma câmara de vácuo, onde um feixe de elétrons é focalizado sobre um suprimento contínuo de metal em pó, fundindo-o e fazendo sua deposição camada a camada sobre a peça em construção.

O processo foi batizado de EBF3 - Electron Beam Free Form Fabrication - fabricação de peças em formato livre por feixe de elétrons.

O equipamento tem dois bicos de injeção de metal que funcionam simultaneamente, o que significa que ele é capaz de misturar dois metais diferentes em uma liga única ou incorporar um material no interior de outro.

Esta última possibilidade permitirá, por exemplo, a incorporação de fibras ópticas de vidro no interior de peças metálicas e a colocação de sensores em áreas impossíveis de serem trabalhadas hoje.

A única exigência do processo é que os metais sejam compatíveis com o uso do feixe de elétrons, tornando o alumínio, o titânio e outros metais semelhantes, as matérias-primas ideais para a fabricação das peças por impressão 3-D.

Oficina e mineração espacial

Devido à grande possibilidade de uso para fins aeroespaciais, os engenheiros colocaram sua máquina de prototipagem a bordo de um avião para simular seu funcionamento em microgravidade.

O próximo passo é criar uma versão miniaturizada do equipamento para que ele possa ser levado para a Estação Espacial Internacional.

Os astronautas das futuras bases lunares poderão utilizar versões aprimoradas dessa impressora para fabricar peças de reposição conforme elas sejam necessárias, em vez de depender de seu envio da Terra. A matéria-prima poderá vir tanto da reciclagem de peças usadas ou partes descartadas de foguetes, como da mineração direta dos metais no solo lunar.

Impressão 3-D com metais

O uso terrestre e mais imediato da impressão 3-D com metais é ainda mais promissor. Hoje, uma peça para a indústria aeronáutica pode começar com um bloco de titânio de 3.000 quilogramas, torneado e desbastado até chegar a um objeto de 150 quilogramas. Os outros 2.850 quilogramas precisão ser reciclados, sem contar a enormidade de fluido de corte e energia desperdiçados no processo.

"Com a EBF3 você pode fabricar a mesma peça usando apenas 175 quilogramas de titânio e desbastar apenas 25 quilogramas para ter a peça em sua conformação final," diz a engenheira Karen Taminger, coordenadora do grupo de pesquisadores. "E a prototipagem metálica utiliza muito menos eletricidade para criar a mesma peça."

Segundo ela, a fabricação das peças camada por camada abre a possibilidade de contar com cavidades internas e complexidades que não são possíveis com a usinagem de um bloco sólido de metal, o que deverá permitir a fabricação de peças que levarão a um aumento na eficiência das turbinas de aviões, entre vários outros equipamentos de ponta.

Ótima notícia para a indústria. Se conseguirem viabilizar o processo para todos os metais será algo fantástico para o desenvolvimento de projetos.

Aliás, o tom do texto me lembra uma conversa que tive pelo MSN há muito tempo atrás com o Stein (acho que ele está no Realidade mas não sei o nick dele, já que todo mundo lá vive mudando). Conversávamos justo sobre o problema de não se poder fabricar nada em viagens espaciais, já que os processos industriais eram tão diversos e, justamente por apresentarem tanto desperdício, exigiriam uma enorme quantidade de matérias-primas a bordo, o que diminuiria a viabilidade da viagem, já que seria uma enorme carga a ser transportada. Isso representa um bom passo na solução desse problema.

[SnowRaptor]

Impressora 3d de metais! \o/

[JJ]

PROTOTIPAGEM RÁPIDA: UM COMPARATIVO ENTRE UMA TECNOLOGIA ADITIVA E UMA SUBTRATIVA

Nishimura, Paula Lumi Goulart; Rodrigues, Osmar Vicente; Botura Júnior, Galdenoro; Silva, Letícia Alcará da;


Artigo Completo:

A Prototipagem Rápida (PR) pode ser aplicada tanto na confecção de protótipos quanto na produção de produtos para o uso final (Manufatura Rápida), pois é capaz de criar peças com geometrias complexas, com alta precisão dimensional, e executar partes internas sem necessitar de montagens. Embora as tecnologias aditivas, onde as camadas são sobrepostas uma a uma com deposição de material, sejam as mais populares na Prototipagem Rápida, existem também as tecnologias subtrativas, na qual a máquina remove material a partir de um bloco até obter a peça desejada. A PR pode otimizar o processo de produção de um produto, por isso é importante que o tipo de tecnologia seja escolhido adequadamente. Este trabalho apresenta a produção de duas peças a partir de um mesmo modelo, uma confeccionada com a tecnologia aditiva e outra com a subtrativa, e mostra resultados da comparação de ambos os processos.

Download (PDF)
Palavras-chave: Prototipagem Rápida; Tecnologia Aditiva; Tecnologia Subtrativa; Digitalização 3D; Impressão 3D; Manufatura Rápida.,

DOI: 10.5151/despro-ped2016-0386

Referências bibliográficas

[1] ALENCAR, F.; RODRIGUES, O.V.; BARATA T. Q. F.; BARTOLO, P. J. Comparative analysis of dimensional deviations between CAD model and physical models obtained by additive manufacturing technologies by means of optical scanning with structural light projection. In: 5th International PMI Conference Proceedings. Ghent: University College Ghent, 2012. V. 1, P. 82 – 85.
[2] JUNIOR, Aguilar Selhorst. Análise comparativa entre os processos de prototipagem rápida na concepção de novos produtos: um estudo de caso para determinação do processo mais indicado. Diss. Pontifícia Universidade Católica do Paraná, 2008.

[3] JUNIOR, Osiris Canciglieri; JUNIOR, Aguilar Selhorst; NETO, Alfredo Iarozinski. Processos de Prototipagem Rápida por deposição ou remoção de material na concepção de novos produtos-uma abordagem comparativa. XXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Foz do Iguaçu, 2007. Disponível na internet por http em: < http://www.abepro.org.br/biblioteca/enegep2007_tr610459_0570.pdf>. Acesso em: 18 fev. 2016.

[4] RODRIGUES, O.V.; Cascajosa, J.M.D. Veterinary Aditive Manufacturing: development of a prosthesis of a Toucan´s bill. In: Rapid, 2015. Long Beach CA: Long Beach Convention Center, 2015.
[5] RODRIGUES, O. V.; ALENCAR, F.; BARATA T. Q. F. Combining Rapid Prototyping with more conventional production processes. In: 5th International PMI Conference Proceedings. Ghent: University College Ghent, 2012. V. 1, P. 147 – 150.

[6] VASCONCELOS, P.; LINO, F. J. & NETO, R. J. O fabrico rápido de ferramentas ao serviço da engenharia concorrente. Portugal: TECNOMETAL, 2001. Disponível na internet por http em: < HYPERLINK "http://paginas.fe.up.pt/~falves/arttecnometal.pdf" http://paginas.fe.up.pt/~falves/arttecnometal.pdf>. Acesso em: 19 fev. 201
[7] VOLPATO, Neri. Prototipagem Rápida: tecnologias e aplicações. São Paulo: Editora Blücher, 200

Como citar:

Nishimura, Paula Lumi Goulart; Rodrigues, Osmar Vicente; Botura Júnior, Galdenoro; Silva, Letícia Alcará da; "PROTOTIPAGEM RÁPIDA: UM COMPARATIVO ENTRE UMA TECNOLOGIA ADITIVA E UMA SUBTRATIVA", p. 4481-4491 . In: Anais do 12º Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Design [= Blucher Design Proceedings, v. 9, n. 2]. São Paulo: Blucher, 2016.
ISSN 2318-6968, DOI 10.5151/despro-ped2016-0386



http://pdf.blucher.com.br.s3-sa-east-1.amazonaws.com/designproceedings/ped2016/0386.pdf

[JJ]

E aqui um equipamento super legal para engenharia reversa e outras aplicações em que se precise criar um arquivo digital de forma rápida e eficiente a partir de um modelo (novo ou antigo). Mas, ainda é uma tecnologia acessível a  poucos, pois se não me engano o custo deste equipamento é em torno de US$ 20.000,00, mas é um super equipamento:



A CREAFORM LANÇA OS SCANNERS PORTÁTEIS HANDYSCAN 3D TOTALMENTE REPROJETADOS


A Creaform lança os scanners portáteis HandySCAN 3D™ totalmente reprojetados

5 de maio de 2014

Lévis, Québec, Canadá, 5 de maio de 2014 - A Creaform, uma líder mundial em soluções portáteis em medição 3D e em serviços de engenharia 3D, anuncia hoje o lançamento da nova geração de scanners a laser HandySCAN 3D, que foram completamente reprojetados para ótima velocidade, precisão e portabilidade.

“A Creaform revolucionou novamente a tecnologia de digitalização 3D,” explicou Daniel Brown, Gerente de Produto. “Nenhum outro scanner 3D pode oferecer, em um único produto, este nível de precisão, velocidade, portabilidade e facilidade de uso. Isso o torna O melhor scanner 3D, em todas as categorias combinadas no mercado hoje.”

Os novos HandySCAN 300 e HandySCAN 700 proporcionam taxas de precisão, resolução e de medição inovadoras e substancialmente maiores — tudo em um dispositivo menor. As vantagens do HandySCAN 3D de nível metrológico são realmente convincentes:

40% mais precisão com uma precisão volumétrica de 60 µm/m
25 vezes mais rápido que a geração anterior

Incluindo a TRUaccuracy™ Garante medições precisas em condições reais de operação
Versatilidade incomparável: possibilidades de digitalização 3D praticamente ilimitadas, não importa o tamanho, a complexidade, o material ou a cor da peça.
Configuração rápida: pronto e em operação em menos de 2 minutos.

Resultado de malha automático: obtenha os arquivos prontos para uso assim que a aquisição de dados estiver concluída e integre-os em seu fluxo de trabalho, sem qualquer pós-processamento.
Os scanners HandySCAN 3D podem ser usados em todas as fases do gerenciamento do ciclo de vida de produtos, incluindo:

Conceito: requisitos do produto, assim como o design conceitual e geração de protótipos

Design: designs e geração de protótipos CAD, e teste, simulação e análise

Fabricação: design, montagem/produção e controle de qualidade de ferramentas

Manutenção: documentação, MRO e substituição/reciclagem

Junto com o lançamento do HandySCAN 3D, a Creaform também lançou duas novas versões do scanner 3D Go!SCAN 3D, que fornece incomparáveis medições 3D rápidas e confiáveis, oferecendo, ao mesmo tempo, a mais fácil experiência de digitalização 3D portátil no mercado. Além disso, a Creaform lançou o VXmodel, um módulo de software digitalizador para CAD que se integra diretamente à plataforma de software 3D da Creaform, o VXelements.

Para obter mais informações sobre os produtos HandySCAN 3D da Creaform, visite o site da Creaform.

Sobre a Creaform
A Creaform desenvolve, fabrica e vende tecnologias portáteis de medição 3D e é especializada em serviços de engenharia 3D. A empresa oferece soluções inovadoras, como digitalização em 3D, engenharia reversa, controle de qualidade, testes não destrutivos, desenvolvimento de produtos e simulação numérica (FEA/CFD). Seus produtos e serviços atendem a uma variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, produtos de consumo, indústrias pesadas, de saúde, manufatura, gás e petróleo, geração de energia, e pesquisa e educação. Com sede e operações de fabricação em Lévis, Québec, a Creaform opera centros de inovação em Lévis e Grenoble, na França, e tem operações de venda direta nos Estados Unidos, França, Alemanha, China, Japão e Índia.

A Creaform é uma unidade da AMETEK Ultra Precision Technologies, uma divisão da AMETEK Inc., fabricante global líder de instrumentos eletrônicos e dispositivos eletromecânicos, com vendas anuais de $3,6 bilhões.


www.creaform3d.com



https://www.creaform3d.com/pt/creaform-empresa/sala-de-imprensa/comunicados-imprensa/creaform-lanca-os-scanners-portateis

[JJ]

Já dá para digitalizar pessoas e depois fazer uns bonequinhos em escala com a cara e o corpo da pessoa: 



Digitalizando pessoas em 3 dimensões


A realidade aumentada (AR) vem ganhando espaço assim como o design de jogos. Podemos digitalizar pessoas ou objetos com Scanner ou Fotogrametria, dependendo do caso. Essa pode ser a forma ideal para personalizar um projeto.

Digitalizamos em 3D a cabeça das pessoas pelo processo de luz estruturada. Ideal para um maior nível de detalhes na confecção de bustos, troféus, miniaturas e convites com aplicação de Realidade Aumentada. As possibilidades são infinitas.


O 3D de pessoas está cada vez mais na moda, mas ainda é uma forma de surpreender, seja na elaboração de troféus, miniaturas de bustos com precisão. Além de ser possível utilizar o modelo digitalizado em 3D na aplicação de convites com Realidade Aumentada. As possibilidades são infinitas quando se possui o arquivo .stl.


https://www.laffdigitalizacoes3d.com/digitaliza%C3%A7%C3%A3o-3d-1/digitalizando-pessoas-em-3-dimens%C3%B5es



Digitalização 3D



A realidade aumentada (AR) vem ganhando espaço assim como o design de jogos.

Digitalizamos em 3D a cabeça das pessoas pelo processo de luz estruturada. Ideal para um maior nível de detalhes na confecção de bustos, troféus, miniaturas e convites com aplicação de Realidade Aumentada. O modelo gerado é uma nuvem de pontos virtual convertida em polígonos, com ou sem cor original.

Digitalize e re-imprima seu acervo

Armazene "tesouros" em local adequado, enquanto expõe réplicas digitalizadas em 3D.

Digitalizamos com tecnologias sem contato, ideais para objetos que devem ser pouco manuseados pelo valor ou fragilidade.

Aumentando as possibilidades na joalheria

As formas orgânicas agora são possíveis de serem trabalhadas com precisão na modelagem 3d de joias. Iniciar o trabalho com a medição precisa de um insumo implicará em maior assertividade e redução de retrabalho.

Virtualização de protótipos

Para engenharia reversa, fabricar aquela peça que não é mais encontrada, consertar uma peça avariada ou transpor aquele protótipo físico em argila para o virtual. Todos esses problemas podem ser solucionados com o auxílio da digitalização 3D. O resultado gerado é um arquivo em 3D com o modelo que pode ser impresso em 3D ou fresado, além de adaptado de acordo com a necessidade.


https://www.laffdigitalizacoes3d.com/digitaliza%C3%A7%C3%A3o-3d-1



Tecnologias de digitalização 3D


As possibilidades de uso dos sistemas de aquisição 3D estão mais populares em função dos avanços da capacidade de processamento dos computadores domésticos e da interface mais amigável desses equipamento. Algumas das possibilidades são apresentadas a seguir:


As principais formas de aquisição de formas em 3D existentes são:


Fonte: BATISTA (2014) apud PATZLAFF (2018).

No mercado encontramos diversas ferramentas de digitalização 3D, desde aplicativos que permitem medições com o auxílio de smartphone (para arquitetura), tecnologia de levantamento topográfico com laser LIDAR, até a micro tomografia por emissão de pósitrons (usada para análise de estruturas internas).



Fotografar é comum, agora é preciso "fotografar" em 3D.

Luz estruturada e fotogrametria

Estudo de caso: Joalheria Mousson

https://www.laffdigitalizacoes3d.com/m%C3%A9todos/tecnologias-de-digitaliza%C3%A7%C3%A3o-3d



Virtualização de protótipos


Modelos em argila, madeira, esculturas diversas, cera,..


Após chegar a uma forma com curvas orgânicas, é possível transpô-la para o mundo virtual sem perder horas com medições e modelagem em softwares e ainda o risco de não conseguir ter as medidas corretas. Com a digitalização 3D a medição orgânica é muito mais precisa

Para acompanhar a indústria no mundo é necessário usar tecnologias 4.0 aliadas aos processos tradicionais.

A digitalização e virtualização de protótipos facilita as alterações e análises do modelo antes da produção física, evitando o retrabalho, que em geral representa um aumento de 40% dos custos.

Desde aquela peça que não é mais fabricada até aquela que sofreu uma avaria, ambos problemas podem ser solucionados com o auxílio da digitalização 3D e processo específico  como impressão 3D, fresagem, etc. A solução muitas vezes é mais simples por esse processo.


Um primeiro carro é feito em clay, mas a segunda unidade, não. São capturadas as curvas com o auxílio de digitalizador 3D e com o modelo reconstruído a partir dessa digitalização são feitos os testes de aerodinâmica antes da fabricação do modelo definitivo.



https://www.laffdigitalizacoes3d.com/digitaliza%C3%A7%C3%A3o-3d-1/virtualiza%C3%A7%C3%A3o-de-prot%C3%B3tipos

[Cinzu]