Impressão 3D

 

"Na próxima década, a impressão 3D estará totalmente integrada

com a manufatura tradicional e vai estar no centro da nossa 

economia sob demanda, instantânea e altamente personalizada." 

Naresh Shanker, diretor de tecnologia, Xerox 

Introdução

Muitos especialistas pontuam a impressão 3D da mesma forma como fez Naresh Shanker. A Impressão 3D surgiu em 1984, inventada por Chuck Hull, engenheiro e físico norte-americano e desde então a sua aplicação vem crescendo.O Relatório Wohlers de 2019 prevê que os gastos mundiais com todos os produtos e serviços de impressão 3D chegarão a US $ 15,8 bilhões em 2020 e continuarão a acelerar, alcançando US $ 23,9 bilhões em 2022 e US $ 35,6 bilhões em 2024. Este crescimento ainda é muito pequeno diante do faturamento global da indústria que é de US $12,8 trilhões, ou seja, a participação da impressão 3D é de apenas 0,3%. Isto explica em boa parte a diminuição da atração com o mercado 3D, que era muito alta no período de 2011 a 2014. Na minha opinião esta diminuição na atração se deve a uma interpretação errada de que a tecnologia 3D viria para substituir os processos da industria tradicional em larga escala. Considero que o que ocorreu foi um ajuste de expectativas pois, enquanto a atração diminuiu a tecnologia empregada nas impressoras evoluiu muito - um dos exemplos, é que alguns fornecedores de soluções de impressão 3D estão usando aprendizado de máquina (ML) para controle e aprimoramento do processo - bem como, aumentou a disponibilidade de novos materiais para impressão, temos mais de 250 materiais desde plásticos, metais, cerâmicas, vidro, borracha, couro e, até mesmo, células-tronco e chocolate.

Na verdade, a impressão 3D se apresenta como uma alternativa para atender a uma deficiência da indústria tradicional que é produzir rapidamente uma demanda de baixa escala, de forma personalizada e a um custo acessível. A impressão 3D além de atender a este requerimento, está sendo usada para melhorar os processos industriais reduzindo custos, tempo e está em sintonia com a sustentabilidade, é o que veremos a seguir.

 

Aplicações atuais e futuras

Prototipagem para inventores autônomos: muitas excelentes ideias não saíram do papel devido a dificuldade que os inventores tinham em montar seus inventos. Através da impressão 3D basta criar um modelo digital e depois imprimir. A tecnologia 3D é uma extraordinária oportunidade para que estas ideias se tornem reais dando oportunidade às startups de jovens universitários e outras pessoas que perderam posições de trabalho.

Prototipagem industrial: mesmo as empresas bem estabelecidas tinham dificuldade em criar seus protótipos pois os mesmos eram feitos quase de forma artesanal e com muitos desperdícios. Agora com o modelo digital é só imprimir com ganhos de tempo e material. A indústria automobilística está usando isso para criar protótipos de novos modelos de automóveis e também na fabricação de alguns componentes tais como: pastilhas de freio, suportes e rodas,etc. Também estão desenvolvendo protótipos de motores quase totalmente impresso em 3D. 

Fonte: Divergent 3D 

 

Fonte: Sia Magazine 

Impressão de peças raras: as oficinas em geral sempre tiveram problemas com peças de reposição descontinuadas. Agora isto não é mais um problema para colecionadores ou mesmo proprietários de bens em plena capacidade de funcionamento. Vemos aqui aplicações de caráter sentimental e também aplicações para eliminar descartes desnecessários.

Soluções personalizadas: as empresas poderão oferecer maior flexibilidade e personalização nas especificações e design dos produtos (roupas, calçados, óculos e outros vestíveis), sem a necessidade de aumentar drasticamente o custo.

Fabricação de órteses e próteses: a fabricação de órteses ( bengala, muletas, colares cervicais, alinhadores ortodônticos etc.) e próteses (mãos, pés, ossos, enxertes, implantes, dentaduras, peles, etc.) feitas por impressão 3D se apresenta como alternativa de disponibilização além de ser uma modalidade de serviço personalizado, uma vez que cada indivíduo é único e pode se beneficiar de uma tecnologia capaz de adaptar às soluções da sua própria anatomia. A Organização Mundial da Saúde estima que haja cerca de 30 milhões de amputados em todo o mundo, com a maioria deles em países em desenvolvimento sem acesso a membros artificiais.

Divulgação Mediprint   William Root/Behance 

Bioimpressão: embora ainda não seja uma realidade, daqui a alguns anos, seu doador de órgãos poderá ser uma impressora 3D. Os biomateriais serão usados ​​para imprimir próteses orgânicas que serão biocompatíveis e totalmente aceitas pelo corpo do paciente. Alguns biomateriais usam células-tronco para criar partes do corpo, enquanto outros são misturas complicadas de material orgânico existente de fontes não humanas com componentes de fabricação humana. O potencial de criar tecido humano com esses materiais tem possibilidades infinitas para o mercado.

Produção de casas: casas inteiras, habitáveis, já estão sendo impressas em 3D. A tecnologia se baseia em bicos que depositam o concreto camada a camada e permite a construção de casas funcionais para atender a demanda de moradias populares ou mesmo de emergência em caso de calamidades. Muitas empresas estão investindo na sofisticação deste processo de fabricação com o objetivo de atingir ao mercado de construções maiores.

Fonte Icon 

Artes: artistas estão utilizando a impressão 3D para a criação de suas obras e quanto mais barato as impressoras se tornarem mais artistas adotarão este processo seja para produzir a obra como um todo ou como alternativa para aderir complementos.

Fonte Sculpteo 

Indústria aeroespacial: hoje na Estação Espacial Internacional, os astronautas contam com uma impressora 3D para produção de ferramentas e alguns componentes de reposição. A impressão 3D pode desempenhar um papel mais crucial em futuras missões, incluindo longas expedições e, finalmente, até na potencial colonização da Lua e Marte. As impressoras 3D serão necessárias para fabricar peças grandes e habitat inteiros no vácuo do espaço. A startup aeroespacial Relativity Space está em processo de teste de um motor de foguete 3D impresso em alumínio. O sucesso deste processo tornaria a construção e operação de foguetes mais baratas. 

Fonte: Relativity Space 

Impressão 3D e a sustentabilidade

A impressão 3D é uma resposta a um modelo digital então, o material empregado é muito próximo daquilo que é necessário uma vez que é feita de forma aditiva, ou seja, camada a camada enquanto que no processo tradicional muitos produtos são feitos por remoção de partes de blocos maiores.

Outra colaboração com a sustentabilidade é que os produtos impressos em 3D são mais leves e quando empregados diretamente em veículos, aeronaves, foguetes e outros, você precisa de menos combustível para o deslocamento diminuindo as emissões de carbono e este mesmo beneficio ocorre quando cargas mais leves são transportadas.

E tem mais, muitos produtos são transportados por longas distâncias aumentado a pegada do carbono então, empresas de transportes multinacionais estão em conjunto com os marketplaces estudando criar centros de impressões espalhados pelo globo para que um fornecedor asiático, por exemplo, imprima produtos específicos mais próximo dos clientes. A UPS já tem impressoras 3D em muitos de seus depósitos nos Estados Unidos, atendendo principalmente a pequenas empresas. Esta ideia ainda é embrionária mas, se for viável, vai reduzir custos e diminuir as emissões de carbono.

A produção de peças de reposição também evitará que as pessoas comprem novos produtos sem uma necessidade primordial e é mais uma colaboração com a natureza.

Preocupações no entorno da impressão 3D

Um ponto muito importante foi colocado no estudo da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, se tudo o que precisamos para criar um produto é ter um arquivo digital, a pirataria seguirá desenfreada? Os fabricantes ainda não veem a impressão 3D feita pelo consumidor como uma ameaça, no entanto, é importante considerar se as atuais proteções de propriedade intelectual serão suficientes à medida que a tecnologia se prolifere.

Outro ponto, a impressão 3D na área medica está entre aplicações imediatas e outras ainda de longo prazo mas a bioimpressão provavelmente enfrentará muitos obstáculos éticos nos próximos anos, pois se trata de impressão orgânica de partes do corpo humano. Isto também ocorre em outras áreas onde a tecnologia avança até fronteiras muito delicadas como na bio nanotecnologia, inteligência artificial, gestão de dados pessoais, etc. A sociedade como um todo deverá debater este tema nos próximos anos.

Conclusão

Vimos que o enquadramento da tecnologia 3D foi muito positivo pois sinalizou o rumo a ser trilhado e é lógico que ela vai ganhar mais participação mas, será uma solução integrada com os processos atuais.

Vídeos

Assista aos vídeos:

Impressão 3D na Medicina: Aplicações atuais e projeções para o futuro. | Wishbox

As aplicações da impressão 3D na medicina estão se expandindo rapidamente e já estão revolucionando os cuidados com a saúde. No contexto médico, precisamos unir a precisão do modelo industrial com a personalização do modelo artesanal, e é aí que entra a impressão 3D na medicina. 

Is 3D printing a revolution or just a trend? A impressão 3D é uma revolução ou apenas uma tendência?

O vídeo está em inglês mas em configurações você pode colocar a legenda em português

A manufatura aditiva e a impressão 3D podem remodelar nosso futuro. As empresas agora estão usando essas tecnologias para imprimir de tudo, desde carros totalmente funcionais a jantares com estrelas Michelin.




Consulte e veja mais vídeos sobre Impressão 3D e outros temas em vídeos recomendados. 

Referências

Impressão 3D: um guia para tomadores de decisão | World Economic Forum 

10 Exciting Way 3D Printing will Be Used In The Futura | Forbes Technology Council

What's Ahead for 3D Printing in 2020 | Philipp Jung

The Future of 3D Printing: Beyond 2020 | Mika Yeap

Impressão 3D I Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) para World Economic Forum