Norberto Pires e o seu sistema de impressão 3D em seis eixos (Cristina Pinto, Universidade de Coimbra)

Num comunicado lacónico, a Universidade de Coimbra fala-nos de um interessante desenvolvimento em tecnologias de manufatura aditiva. Cientistas portugueses, num projeto conjunto com a Noruega, desenvolveram tecnologia de impressão 3D de seis eixos. Combinando software com automação e braços robóticos, deram um passo importante nos métodos industriais de impressão de metal.

Expandir as Metodologias de Impressão 3D

Investigadores Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e do Instituto Tecnológico para a Indústria da Noruega (SINTEF) desenvolveram um sistema robótico de impressão 3D com seis eixos de movimento. Este tipo de sistemas permite imprimir em metal objetos de grandes dimensões e em múltiplos ângulos e planos.

De acordo com os cientistas, este sistema duplica a performance das impressoras 3D tradicionais. É flexível, permitindo utilizar diferentes conjuntos de ferramentas. Utiliza software de simulação para ajuste em tempo real de definições de impressão.

Norberto Pires, coordenador do projeto, observa que a capacidade de simular o processo em tempo real, isto é, a simulação é feita ao mesmo tempo que acontece a impressão da peça, é de extrema importância, pois conduz a grandes facilidades durante toda a produção. A simulação simultânea, que abrange diversas variáveis e parâmetros (dureza, temperatura, mudanças de fase no material, etc.), permite corrigir de imediato qualquer anomalia que possa surgir. Atualmente, a impressão é realizada por tentativa/erro até se obter os parâmetros desejados.

Desafios e Necessidades de Investimento

O principal desafio que se colocou neste projeto foi o encontrar de um braço robótico capaz de ser adaptado a esta tecnologia. Algo que condiciona o desenvolver de algoritmos para gerar trajetórias de impressão em seis ou mais eixos. Outro desafio foi o de adaptar as correntes tecnologias de impressão 3D à impressão em multieixos, com automação do processo, feedback em tempo real e possibilidade de correção da peça durante a impressão.

Por enquanto, este sistema existe como conceito, com a técnica e o software desenvolvidos. Para chegar ao mercado, é estimado ser necessário um investimento de cerca de 2 milhões de euros. Algo que o FCTUC está a tentar garantir através de um consórcio internacional e apoios de fundos europeus no âmbito do Portugal 2020.

Cartesianas, Delta, Multieixos

Comparação entre sistemas Cartesiano e Delta (Earls e Baya, 2014)

Tecnologias de manufatura aditiva multi-eixos já não são novidade. É uma técnica que está a amadurecer e tem dado resultados nos domínios da indústria. Tem outras aplicações no mercado, inclusivamente no mundo da impressão 3D FDM/FFF, a mais comum nos utilizadores makers, educativos e DIY.

A maioria das impressoras 3D são cartesianas ou delta. As primeiras funcionam em três eixos com uma estrutura perpendicular para deslocar o extrusor. Nas delta, a cabeça de impressão está suspensa por três braços que se deslocam como um pêndulo. Funcionais em contextos não profissionais, apresentam alguns problemas para manufatura aditiva industrial. O principal é a resistência da peça no eixo Y, o vertical. Na impressão 3D, que funciona por camadas verticais, esta é vista como a maior dificuldade para obter resistência estrutural. Deslocar o percurso da ferramenta em eixos não-cartesianos é uma das formas para imprimir peças mais resistentes.

Automação e Impressão 3D Desenvolvida em Portugal

O ponto mais interessante neste projeto está na introdução de automação avançada com controlo interativo em tempo real. Definições de impressão, como caminhos do extrusor na deposição de material, ou temperaturas, podem ser ajustadas durante o processo de manufatura. Reduz desperdícios e permite melhorar a qualidade do objeto impresso. O potencial industrial, na manufatura de peças de alta precisão, é enorme.

Este projeto português, explorando novas valências da impressão 3D, coloca-nos na linha da frente da investigação em manufatura aditiva. Uma tecnologia que já demonstrou o seu enorme potencial na indústria e economia, quer em aplicações de vanguarda quer no desenvolvimento de soluções Indústria 4.0.

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Professor de TIC e coordenador PTE no AEVP onde dinamiza os projetos As TIC em 3D, LCD - Clube de Robótica; Fab@rts: o 3D nas Mãos da Educação, distinguido com prémio de mérito da Rede de Bibliotecas Escolares. Distinguido com o prémio Inclusão e Literacia Digital em 2016 (FCT/Rede TIC e Sociedade). Licenciado em ensino de Educação Visual e Tecnológica, Mestre em Informática Educacional pela Universidade Católica Portuguesa. Correntemente, frequenta pós-graduação em Programação e Robótica na Educação pelo Instituto de Educação da Universidade de Lisboa. Tutor online na Universidade Aberta. Formador especializado em introdução à modelação e impressão 3D em contextos educacionais na ANPRI (Associação Nacional de Professores de Informática) e CFAERC. Co-criador do projeto de robótica educativa open source de baixo custo Robot Anprino. Colaborador do fablab Lab Aberto, em Torres Vedras. O seu mais recente projeto é ser um dos coordenadores do concurso 3Digital, que estimula a utilização de tecnologias 3D com alunos do ensino básico e secundário.