Adaptação de um equipamento de manufatura aditiva para extrusão de pasta

Este projeto tem como objetivo adaptar um equipamento de manufatura aditiva polimérica por deposição fundida (FFF) para a extrusão de pasta alimentícia, utilizando ferramentas do Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP). Inicialmente, foi desenvolvido um benchmarking com o intuito de comparar diferentes técnicas de extrusão e máquinas de manufatura aditiva de pastas e similares disponíveis no mercado. Assim, com a impressora já disponível no mercado fornecida pela empresa parceira (BioEdTech), os componentes do sistema extrusor foram estudados para possibilitar a alteração do cabeçote e a climatização do ambiente. Assim, para a seleção de materiais e soluções foram levantados requisitos e alternativas, os quais passaram por um processo de seleção. Além disso, foram realizados diversos testes para avaliar as soluções tanto de climatização quanto do cabeçote, incluindo estudos detalhados de motores para extrusão e testes dos sistemas eletrônicos para verificar o funcionamento e integração do conjunto. Por fim, foi desenvolvido um levantamento de custos visando avaliar a viabilidade econômica da máquina adaptada. Desse modo, após as modificações na máquina, foi possível atender o requisito de climatização de 35ºC em um tempo de 20 minutos, visando a experiência do consumidor e o cabeçote foi dimensionado corretamente para extrudar a pasta alimentícia. Além disso, a integração do cabeçote com a interface da máquina foi bem-sucedida ao imprimir formas utilizando parâmetros específicos dos softwares.

This project aims to adapt a polymer additive manufacturing equipment using fused filament fabrication (FFF) for the extrusion of edible paste, using tools from the Product Development Process (PDP). Initially, a benchmarking was conducted to compare different extrusion techniques and additive manufacturing machines for pastes and similar products available in the market. Subsequently, with the printer already available in the market provided by the partner company (BioEdTech), the components of the extrusion system were studied to enable the modification of the nozzle and the environmental conditioning. Therefore, for the selection of materials and solutions, requirements and alternatives were identified, which underwent a selection process. Additionally, several tests were conducted to evaluate both the environmental conditioning solutions and the nozzle, including detailed studies of extrusion motors and tests of electronic systems to verify the functioning and integration of the assembly. Finally, a cost analysis was developed to assess the economic viability of the adapted machine. Thus, after the modifications to the machine, it was possible to meet the requirement of conditioning at 35°C within a reasonable time frame, aiming at the consumer experience, and the nozzle was correctly sized to extrude the food paste. Furthermore, the integration of the nozzle with the machine interface was successful in printing shapes using specific software parameters.