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Desenvolvimento de um sistema extrusor de alta vazão alimentado por pellets para impressora 3D

Processo: 17/15861-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de julho de 2018 - 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
Pesquisador responsável:Ricardo Do Amaral Silva
Beneficiário:Ricardo Do Amaral Silva
Empresa:Muric Importação, Exportação e Comércio Ltda. - ME
CNAE: Fabricação de máquinas e equipamentos de uso geral não especificados anteriormente
Município: Bauru
Assunto(s):Impressão tridimensional  Manufatura avançada  Ferramentas de prototipagem  Microgrânulos 

Resumo

A impressão 3D tem se expandido consideravelmente ao longo dos últimos anos. Principalmente aplicada à prototipagem rápida, este processo, também conhecido como manufatura aditiva (MA), tem sido usado também para a fabricação de produtos funcionais, principalmente na área médica e odontológica, com a produção de próteses e órteses. Por conta dos seus vários benefícios, associados especialmente à redução de custos e flexibilidade produtiva, tem-se discutido a possibilidade de que a MA venha a substituir os processos tradicionais de manufatura em série. Dentre as diversas tecnologias de impressão 3D disponíveis destaca-se nesta tendência a modelagem por deposição de material fundido (FDM). Na FDM um filamento de material termoplástico é derretido por um sistema de aquecimento e extrudado por cabeçote que deposita o material em finas camadas sobrepostas. Apesar de sua simplicidade, o uso de filamentos torna o processo caro devido aos altos custos de matéria-prima, restringe a variedade de materiais disponíveis e limita o tempo de processo ou a velocidade de impressão. Estes 3 fatores representam as principais barreiras para entrada da FDM para o universo da manufatura seriada. Portanto, o desenvolvimento de uma tecnologia de impressão 3D que sobreponha estas dificuldades terá potencialmente a capacidade de influenciar uma mudança na forma como atua a indústria de manufatura e a forma como ela se relaciona com os seus clientes. O uso de pellets em substituição ao filamento comumente aplicados pode representar esta solução. Os pellets chegam a custar 15 vezes menos que os filamentos e o seu uso tende a viabilizar a aplicação de uma gama mais ampla de materiais e uma velocidade superior de processo. A literatura disponível acerca deste tema ainda é incipiente e não aponta solução que sobreponha de forma definitiva estes três problemas. Desta forma, este projeto propõe o desenvolvimento de uma impressora 3D de alta vazão alimentada por pellets. Com este fim, o desenvolvimento desta tecnologia dar-se-á de forma segmentada, a partir do projeto e prototipagem de porções modulares independentes do sistema. A posteriori, estes módulos independentes serão unidos, formando um sistema completo e para desenvolvimento de um protótipo de um mínimo produto viável. Esta estratégia permitirá um aprendizado mais aprofundado de cada porção do sistema, ampliando a capacidade de análise e implantação de melhorias para o sistema como um todo. Como resultado deste projeto de pesquisa, espera-se apresentar uma tecnologia capaz de superar as limitações atuais da FDM e gerar vantagem competitiva importante que viabilize a sua entrada no mundo da manufatura seriada, abrindo um mercado com enorme potencial de crescimento e que deve chegar a algo entre US$ 180 bilhões e US$ 490 bilhões globalmente em 2025, e permitindo o desenvolvimento de novos modelos de negócio que encurtem a cadeia de suprimentos, reduzindo a distância entre o fabricante e seu cliente final. Segmentos como o de brinquedos, de calçados, de embalagens e de decoração, para nomear apenas alguns, podem ser fortemente beneficiados com a possibilidade de fabricação instantânea, sob demanda, e diante dos olhos do cliente. (AU)

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