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Análise dos custos da produção por manufatura aditiva em comparação a métodos convencionais
(2016) VINICIUS PICANÇO RODRIGUES; Giordano, Caio Mezzeti; Zancul, Eduardo de Senzi
A manufatura aditiva tem sido apontada como a tecnologia capaz de revolucionar os processos produtivos das empresas e de alterar as estratégias de produção atualmente empregadas. No entanto, hoje a manufatura aditiva ainda é essencialmente utilizada na produção de protótipos, em que se requer alta flexibilidade e baixos custos de ferramental específico. A tendência é que a manufatura aditiva passe a ser gradativamente utilizada como parte dos processos produtivos de produtos finais à medida que atinja maiores níveis de qualidade, tais como precisão dimensional, acabamento e tolerâncias, além de menores custos de produção, aproximando-se mais daqueles existentes na produção em larga escala. Neste cenário, este artigo visa analisar e comparar custos de produção para uma peça padrão produzida por meio de manufatura aditiva e por métodos convencionais de produção, analisando a viabilidade de implementação da tecnologia como parte essencial dos processos produtivos de empresas. A pesquisa proporciona também o estabelecimento de um padrão – peça padrão, suas características de projeto e volumes típicos de produção – a partir da qual análises periódicas possam ser realizadas ao longo dos próximos anos para avaliação de custos, com o aumento da escala e a consolidação da aprendizagem na produção dos equipamentos de manufatura aditiva.
Desenvolvimento de técnicas e avaliação de materiais para conversão de exames de imagem em peças anatomofuncionais no contexto oncológico
(2023) Damasceno, Barbara Martins; Fonseca, João Nogueira Roxo da; Schnorrenberg, Roberto
Este projeto tem como objetivo desenvolver um processo para a área da oncologia envolvendo transformação de exames de imagens em peças fabricadas com manufatura aditiva para serem utilizadas no planejamento pré e intra operatório. Durante o projeto serão testados softwares para manipulação, tratamento, e criação de modelos tridimensionais a partir das imagens geradas por meio dos exames de imagem, softwares para edição dos modelos tridimensionais e softwares para utilização de máquinas de manufatura aditiva. Além dos testes, acontecerá a seleção dos softwares para atingir o objetivo, fabricação das peças serão feitas em máquinas de manufatura aditiva, e a validação com os stakeholders envolvidos para validar o processo definido e a sua viabilidade. Para o desenvolvimento do processo, serão usados casos envolvendo tumores no fígado. Pois esse órgão pode apresentar tumores em seu interior, demandando um planejamento operatório mais complexo. Em paralelo, foram realizados testes nas máquinas disponíveis utilizando um arquivo da segmentação de uma mama com tumor, realizado previamente por um residente de medicina parceiro. Diante dos recursos disponibilizados, desenvolve-se três diferentes métodos utilizando resina, para a produção de peças anatomofuncionais. Sendo assim, os processos aplicados são adaptados para cada método, são estes: a criação de um fígado oco de resina, colorido no interior; a formação de um conjunto desmontável da casca do fígado, feita de resina, com as veias e tumor coloridos, realizados separadamente; a confecção de um fígado preenchido de resina epóxi, utilizando um molde solúvel em água, que apresenta as veias e o tumor coloridos no interior do órgão.
Estudo de caso: Otimização processo de deposição de metais com energia direcionada (DED)
(2022) Figueiredo, Igor
Para combinar as vantagens da manufatura aditiva e subtrativa, foram desenvolvidas máquinas-ferramentas híbridas. No processo híbrido, a deposição de energia direcionada (DED) é a tecnologia de manufatura aditiva mais utilizada devido à sua adaptabilidade aos centros de usinagem CNC. No entanto, antes de um processo de usinagem, para garantir a integridade de uma peça impressa, vários parâmetros de processos devem ser definidos adequadamente. Não apenas existem vários parâmetros, mas também alguns desses parâmetros influenciam diferentes variáveis – por exemplo: o avanço do cabeçote influencia tanto na densidade de energia depositada quanto no volume de pó depositado. Além disso, outro fator que dificulta a obtenção de uma boa qualidade em uma peça é que alguns parâmetros relevantes para a manufatura aditiva não podem ser controlados devido às restrições do centro de usinagem CNC (ex: atmosfera). Neste trabalho, a potência do laser e a velocidade de avanço, na Romi DCM 620-5X Hybrid, foram sistematicamente variadas para imprimir amostras de 316L com o objetivo de construir uma matriz de qualidade, analisando a influência dos parâmetros em conjunto, e verificar a reprodutibilidade da máquina. As micrografias mostram uma microestrutura complexa, combinada entre dendritas equiaxiais e colunares que cresceram em diferentes direções. A microdureza indicou a presença de heterogeneidades ao longo da amostra. Se tratando das macrografias, a variação do avanço, para uma potência fixa, resultou na diminuição da altura final da peça, enquanto a variação da potência para um avanço fixo resultou em uma melhor diluição. Em aspectos dimensionais, foram identificadas variações significativas entre valores individuais de altura quando comparadas amostras de receitas distintas. Além disso, a porosidade também foi avaliada e indicou irregularidades entre amostras de uma mesma receita. A microdureza, porosidade e dimensões, por sua vez, questionam a reprodutibilidade da máquina, sendo necessário uma nova avaliação dessa questão.
Manufatura aditiva: estado da arte e framework de aplicações
(2017) VINICIUS PICANÇO RODRIGUES; Zancul, Eduardo de Senzi; Mançanares, Cauê Gonçalves; Giordano, Caio Mezzeti; Salerno, Mario Sergio
Manufatura aditiva compreende uma classe de processos de produção com aplicação crescente em diversas áreas e cadeias produtivas. Devido à flexibilidade para a produção em baixos lotes e versatilidade de materiais e geometrias, essa tecnologia é tida como capaz de revolucionar processos produtivos e de alterar estratégias de produção atualmente empregadas. Entretanto, sob o rótulo genérico de manufatura aditiva existem diferentes tecnologias, materiais e áreas de aplicações, com requisitos diferentes. Tendo em vista a crescente importância da manufatura aditiva como processo de produção e considerando a necessidade de se ter maior discernimento sobre potenciais aplicações para o direcionamento de esforços de pesquisa e de desenvolvimento, este artigo apresenta uma proposta de organização das aplicações da manufatura aditiva em sete áreas. Adicionalmente, o artigo traça um panorama do estágio atual de desenvolvimento da tecnologia, com uma revisão das principais variantes tecnológicas. Os resultados apresentados servem como base para auxiliar o direcionamento de iniciativas na área de manufatura aditiva tanto em empresas como em órgãos de fomento e em instituições de pesquisa.
The benefits and barriers of additive manufacturing for circular economy: A framework proposal
(2023) Tavares, Thais Moreira; Ganga, Gilberto Miller Devós; Godinho Filho, Moacir; VINICIUS PICANÇO RODRIGUES
According to preliminary research, additive manufacturing (AM) is a promising technology for developing circular material flow. However, the impact of AM on the circular economy (CE) is unclear. To address this issue, this study proposes a framework that presents the benefits and barriers of AM for CE. This framework is valuable for generating a new path for AM production and restructuring the supply chain. This study uses a multi-method research approach to propose this framework. (i) Secondary qualitative data were used to find the best way to categorise the results; (ii) literature review was applied to understand how the phenomenon of AM adoption meets or does not meet CE requirements; and (iii) interviews with experts were conducted to evaluate the results. The findings help to systematically highlight the benefits and barriers of AM for the CE and provide a research agenda that identifies specific actions that AM stakeholders should take to align with the CE. The broader potential of AM as a beneficial technology for CE is contingent on overcoming the identified critical barriers, and the economic viability of circular AM activities. The findings could be relevant because they clearly show how AM technology brings companies and society closer to or farther from CE.