Development method and devices for cutting, creasing and etching sheet metal through UV inkjet printer and chemical machining

• Grant number: 19/04710-9
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: June 01, 2019
• End date: May 31, 2020
• Field of knowledge: Engineering - Mechanical Engineering - Mechanical Engineering Design
• Agreement: FINEP - PIPE/PAPPE Grant
• Principal Investigator: Marcio Hiroyuki Kurogi
• Grantee: Felipe Oliveira Maciel Junior
• CNAE: Fabricação de máquinas e equipamentos de uso geral não especificados anteriormente ; Comércio atacadista de produtos químicos e petroquímicos, exceto agroquímicos
• Associated research grant: 18/07739-5 - Development method and devices for cutting, creasing and etching sheet metal through UV inkjet printer and chemical machining, AP.PIPE

Abstract

Estudos recentes apontaram uma lacuna de produtividade entre grandes empresas e pequenas/microempresas brasileiras. O que se tem encontrado no Brasil são empresas de grande porte com eficiência compatível às de países mais avançados tecnologicamente, e a baixa produtividade se deve basicamente aos resultados das micro e pequenas empresas (MPEs). Para a melhoria desse resultado é necessário alternativas para que as MPEs melhorem sua produtividade. Propõe-se adequar o processo de usinagem química às necessidades (baixo custo, agilidade), das MPEs brasileiras de maneira a permitir o desenvolvimento de novos produtos e produções de baixa escala em chapas metálicas finas. Para tal é proposto o desenvolvimento de um conjunto de equipamentos consistindo de I) uma impressora a jato de tinta UV para impressão direta sobre placas metálicas, II) um centro de usinagem química para promover cortes, vincos (cortes parciais), texturas e gravação de imagens, e III) um programa computacional para gerenciamento, desde os consumíveis de ambas as máquinas, até tratamento de imagens e desenhos técnicos planificados para se obter peças 3D e estampagem (origami industrial). Atualmente emprega-se fotolitografia convencial para se obter máscaras para o processo de usinagem química e o processo como um todo é conhecido por fotocorrosão. Na fotoligrafia convencional são necessários: desenho e impressão de máscara óptica, lavagem e desengraxe das chapas, laminação fotorresiste, fotoexposição por UV, revelação com solução alcalina e lavagem final. Para cada passo é necessário um equipamento ou dispositivo especifico, o que torna o processo lento para casos de equipamentos de baixo custo. Desse modo, o projeto proposto visa a construção de uma Impressora InkJet com sistema de cura de tinta por radiação ultravioleta e um dispositivo de usinagem química. Estes dois equipamentos permitem a produção comercial em baixa escala extremamente flexível e de baixo custo, de itens em chapas metálicas finas, além de possibilitar a customização em cores digitais do produto final. Atividades como benchmarking de equipamento referência de mercado (impressoras UV), revisão aprofundada da literatura, pesquisas em campo, comparados aos resultados e testes já realizados na Fase1, direcionarão o estudo. Os equipamentos apresentarão características levantadas em pesquisa realizada em campo e algumas delas, necessitam de recursos de programas computacionais específicos. Para isso, propõe-se o uso de softwares livres de código aberto, tanto para o controle dos equipamentos e seus consumíveis, como para desenhos e tratamento de imagens (InkScape, Gimp, FreeCAD). A eletrônica embarcada necessária será desenvolvida em plataforma Arduino e Raspberry e posteriormente formalizada em circuito dedicado por terceiros especializados.