O fabrico digital e o ensino na área da Impressão 3D
Figura 1. A metodologia e os processos.
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2.1. O desafio O projeto consiste em desenvolver a carroçaria e habitáculo de um pequeno carro citadino “elétrico” a partir de um chassis previamente definido (Figura 2). O aluno começa por definir o seu segmento de mercado e público-alvo, desenvolve os primeiros esboços conceptuais e passa à modelação 3D em CAD. Um vez obtidos os primeiros modelos CAD 3D, ele procede à preparação com vista à obtenção um modelo à escala 1:20, em espuma estrutural por maquinagem CNC. Este modelo em espuma serve como base para o desenvolvimento do CLAY e refinamento do conceito. Uma vez obtido o CLAY, é executado o seu levantamento de forma (engenharia inversa) de modo a obter um modelo CAD 3D fiel desta nova proposta. Este modelo CAD deve ser o mais representativo possível de um produto viável, pelo que deve observar todos os princípios ergonómicos e antropométricos. São realizados renderings de validação do conceito final do produto e posteriormente o modelo é sujeito a adaptação com vista a poder ser obtido por Impressão 3D. Isto é, o modelo é adaptado de modo a cumprir todas as regras do Design for Manufacturing (DFM) para Impressão 3D. No final o aluno deverá
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2. A METODOLOGIA O Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro (DEM-UA) desde o seu início que deu uma enorme importância ao desenvolvimento científico e tecnológico na área de conceção e fabrico digital. O trabalho aqui apresentado tenta reportar de forma resumida a metodologia desenvolvida e implementada na disciplina de Técnicas de Prototipagem Rápida[3]. Nesta unidade curricular são abordados os materiais, processos e tecnologias associados ao desenvolvimento de produto e ao fabrico digital. Pretende-se que os alunos percebam e estejam preparados para serem capazes de transformar um conceito ou proposta de produto desde a ideia inicial até ao produto final (Figura 1). Esta metodologia permite perceber rapidamente os resultados de uma forma física através de modelos, de modo, a aumentar a possibilidade de avaliar o impacto
do conceito apresentado. A metodologia está centrada no desenvolvimento de um projeto em grupo e integrador das diversas competências a adquirir durante o semestre.
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Por isso torna-se necessário preparar futuros engenheiros e designers, não só com conhecimento científico, mas também com saberes técnicos capazes de promover e acelerar a mudança, de forma, a ajudarem as empresas a melhorar as suas competências e aumentarem a competitividade. Permitindo olhar e encarar os desafios do futuro, de forma a estarem preparados para o futuro em vez de ficarem à espera deste, sob pena de quando este chegar, ser demasiado tarde para reagir. [2]
Carlos Relvas, António Ramos Departamento de Engenharia Mecânica Universidade de Aveiro
1. INTRODUÇÃO Parece não existirem dúvidas sobre o impacto que a Impressão 3D terá no futuro. São muitos os exemplos da utilização desta tecnologia e na forma como esta poderá vir a alterar o nosso dia a dia. Com a Impressão 3D é possível sonhar, projetar e construir em qualquer lugar ou circunstância, até na nossa própria casa, bastando um computador e uma impressora. No entanto, devemos ter presente que o uso e o impacto da Impressão 3D num contexto industrial será substancialmente diferente da sua adoção em contexto doméstico. A Impressão 3D oferece múltiplos benefícios, tais como: comunicação rápida e eficaz de ideias de projeto; validação efetiva do design; análise formal ou funcional. Oferece igualmente uma maior flexibilidade de projeto, permitindo rapidamente a realização de múltiplas iterações, de modo a validar o conceito; corrigir defeitos e melhorar a qualidade de produção e dos produtos finais. Uma das suas realidades parece ser a indispensabilidade de um modelo digital para se obter um modelo físico por Impressão 3D. Onde por vezes, “o mais fácil é adquirir” o físico e tangível, como máquinas e equipamentos, mas para a obtenção de “bons resultados”, não podem ser esquecidos os aspetos mais técnicos nomeadamente os relacionados com os processos de fabricação digital, hoje muito evocados, e, que envolvem para além da Impressão 3D, a modelação 3D (CAD), a engenharia inversa, a maquinagem CNC e a maquinagem de alta-velocidade, entre outras [1].