Impressão 3D – quando e como utilizar de maneira efetiva

07 maio

Você já utiliza ou pretende utilizar Impressão 3D, mas não sabe qual melhor momento? Após muito testar e aprender, criei esse artigo com as dicas mais preciosas para você que quer utilizar a impressão 3D no seu negócio, hobby ou startup. Essa vai para você, caro empreendedor, que acredita no potencial da Impressão 3D para solucionar todos os seus problemas.

1) O que é impressão 3D?

Impressão 3D ganhou força no ano de 2000, quando era mais conhecida como prototipagem rápida, e não exigia muitos recursos e ferramentas específicas. Ela consiste em um processo de manufatura aditiva, no qual as camadas de plástico são adicionadas de forma sobreposta, ou seja, de andar em andar seu projeto 3D vai tomando forma.

O desperdício de material praticamente não existe, sendo inferior a 5%, ao contrário de outros processos como o de manufatura subtrativa, por exemplo (desperdício dez vezes maior). Quando o assunto é usinagem (processo de manufatura subtrativa), o desperdício médio, por peça fabricada, é de 50% do material. Isso mesmo, metade da sua matéria prima vai parar no lixo. O pior é que, para o caso do aço, reaproveitar esse material é muito caro, enquanto o plástico é bem mais simples de reutilizar. Ou seja, impressão 3D é perfeito para prototipagem rápida.

Mock up de garrafa sendo impresso

 

2) Então impressão 3D resolve tudo?

Não resolve não. Como falei anteriormente, impressão 3D é muito interessante para prototipar, mas quando falamos de ganhar escala já é mais complicado. Em geral, os processos de manufatura aditiva são feitos pela combinação de sucessivas camadas de material, o que toma bastante tempo. Um fator limitante do processo de impressão 3D é a velocidade de avanço entre camadas e isso é causado pela temperatura da camada inferior que, se não estiver resfriada por tempo determinado pode causar distorções não desejadas nas peças. Para produção em escala, isso inviabiliza qualquer produto.

Quando o assunto é criar geometrias complexas e ter set ups (colocar um projeto para imprimir) rápidos, a manufatura aditiva ganha (de goleada) de todo mundo. Por isso é o processo mais indicado para prototipagem.

É tentador, meu velho. Já passei por isso! Mas nunca se esqueça: Impressora 3D consegue fazer de (quase) tudo, exceto produzir em escala. Se você quiser alcançar a produção industrial com impressoras, nos dias de hoje, você tá jogando dinheiro fora!

3) “Eu sei o que estou fazendo!”

Como eu disse: Prototipagem (Alta flexibilidade, qualidade razoável e pequeno volume de produção).
Certo, mas e agora? Como vou saber que está na hora deixar a impressão 3D para trás e buscar outros processos de manufatura?
Para isso, existem formas de calcular a quantidade mínima de peças que justificam uma mudança de processo produtivo.
Na maioria das vezes, o processo seguinte na linha de produtividade é a injeção plástica. Vou traçar um cenário que pode exemplificar melhor do que estou falando.

4) Um breve “estudo de caso”

Imagine um cenário onde sua empresa/startup está ganhando escala, sentindo o mercado e ainda produzindo seu produto com tecnologias de prototipagem. Durante algumas reuniões com potenciais clientes, você oferta, no máximo, de 5 a 10 unidades para testes. De repente, um cliente (que se apaixonou pelo seu produto) solicita 50.000 unidades. Será que você consegue atender tal demanda usando as tecnologias que costuma usar? A resposta é definitivamente NÃO!

Para atender a fabricação de 50.000 peças de plástico, vamos nivelar o preço de venda de ambas as peças por R$ 35,00. Para nosso cálculo, vamos dispensar características como Set up de equipamento, custos de depreciação e custos relacionados a mão de obra (Vale ressaltar que para moldagem por injeção, os custos de mão de obra e setup são bem inferiores quando comparados aos custos do processo de manufatura aditiva).

O faturamento devido a venda desses cases é de 50.000 x R$ 35,00 = R$ 1.750.000,00 (Para ambos os cenários). Mas o principal fator aqui é o tempo, com impressão 3D levaria quase 1 ano para ter um lucro similar com Injeção Plástica em apenas 1 mês. Ou seja, quando se pensa em prototipagem, a impressão 3D de fato será o caminho mais efetivo. Porém, naquele momento que você precisa fazer algo voltado a um cliente, já pode ir pensando em outras soluções.

Relação custo beneficio de impressão 3D e injeção plástica

5) E agora o que fazer?

Ok, você me convenceu! Mas é o seguinte… “Eu tenho o arquivo em 3D do meu produto e queria saber se você consegue projetar um molde  para produzi-la por injeção?” Já ouvi essa pergunta algumas vezes, e geralmente quando paro para analisar os arquivos, eles apresentam um grande problema: DFM!

DFM = Design For Manufacturing, nada mais é que projetar um produto de maneira que fique fácil de fabricar.

Com a chegada da impressão 3D surgiu uma grande flexibilidade na forma de fabricação dos protótipos. O que muitas vezes tornou-a isolada como processo. Levando a um problema na comunicação entre o projeto do protótipo com as formas de manufatura em escala. Comprometendo todo o processo de desenvolvimento, que você pode ficar sabendo mais aqui.

O que quero dizer é que existem casos onde o grau de comodismo com os recursos do projeto para que ele fosse impresso em 3D foi tão grande, que seu projeto do produto para ser injetado ficou comprometido. Isso inviabiliza a produção de um molde, ou pode não atender a parâmetros técnicos de injeção de plástico (pressão e temperatura, por exemplo). Alguns negócios acabam tornando-se reféns do processo de impressão 3D o que se torna um gargalo enorme para sua escalabilidade.

Atualmente, na Idea — Product Development temos ofertado esse serviço de consultoria e imersão no produto de nossos clientes, isso permite identificar pontos de melhorias que devem ser corrigidos logo, ou irão representar um problema no futuro, aumentando custo e tempo de desenvolvimento.

Tem alguma dúvida? Fala com a gente!

Victor Dueire

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Engenheiro Mecânico, Maker e CTO

Mestrando de Engenharia Mecânica e Bacharel em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Pernambuco com formação complementar em tecnologias de manufatura e materiais estruturais pelo MIT. Experiência em design para manufatura e simulação computacional de sistemas mecânicos. Domínio em fabricação digital (3D printing FDM, Laser Cutting, CNC Machining and Injection Molding Design)

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