Tecnologia e Inovação

Manufatura Aditiva: qual seu impacto na Medicina e na Engenharia de Produção?

A Manufatura Aditiva (MA) ou impressão 3D, como é popularmente conhecida, tem sua produção mais rápida que os processamentos convencionais. A forma do produto não exige ferramentas ou moldes adicionais e, sua forma pode ser complexa. O acabamento da peça é mínimo a qual já sai praticamente pronta para uso. Este tipo de processamento está sendo muito utilizada para o desenvolvimento da Engenharia de Produto. A MA é um processo de fabricação de peças a partir de um modelo CAD (Computer Aided Design) tridimensional, os produtos são feitos camada a camada. Inicia-se com a criação deste modelo 3D em um software de computador que é fatiado em várias camadas com espessuras fixas pré-determinadas. Primeiro, a camada mais baixa é construída, em seguida, outra camada é feita sobre a primeira e assim por diante. O processo é contínuo até atingir a camada mais alta que se caracteriza pela adição de material, geralmente em camadas sucessivas.

Existem vários tipos de processos de Manufatura Aditiva, dentre eles:

  • Modelagem de Deposição Fundida (Fused Deposition Modeling – FDM): A tecnologia é usada com frequência para construir geometrias complexas e componentes funcionais, incluindo protótipos, peças de produção em baixo volume, acessórios de fabricação e gabaritos e fixações.
  • PolyJet (Pjet): é um processo de impressão 3D que jateia e cura finas camadas de fotopolímero líquido com energia UV. Ela é capaz de imprimir em camadas de 16 mícrons e em vários níveis de dureza e cores para produzir peças multimateriais. A PolyJet é uma opção excelente para criar modelos e protótipos realistas em alta resolução.
  • Estereolitografia (Stereolithography – SLA): este constrói peças camada após camada usando um laser UV para solidificar resinas de fotopolímero líquidas. Ela é muito usada para produzir modelos conceituais, padrões mestres, protótipos grandes e padrões de moldagem por cera perdida.
  • Sinterização Seletiva a Laser (Selective Laser Sintering – SLS): usa um laser de CO2 para aquecer e fundir polímero em pó durável para criar peças versáteis.
  • Sinterização a laser direta em metal: esta funde metal e ligas metálicas em pó usando um laser de alta potência para produzir peças metálicas robustas. A tecnologia DMLS produz peças metálicas prontas, incluindo ferramentas e peças de produção para diversos setores da indústria.

Como pode-se observar já existe tecnologia para processamento de quase todos os tipos de materiais via MA. Isso tem um impacto significativo no mercado de trabalho atual, especialmente na medicina. Já é possível a fabricação de moldes utilizados em cirurgias de reconstituição de falhas de crânio e mandíbula, onde as peças são personalizadas, impressas a partir da geometria dos ossos, obtida através de ressonância magnética ou tomografia computadorizada, ver Figura 1. Desse modo é possível planejar cautelosamente e diminuir o tempo das cirurgias, além de melhorar a qualidade de vida dos pacientes.

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Figura 1: Modelo de implante de polímero para o crânio. Fonte: http://www.xilloc.com

Pesquisas estão sendo realizadas para a impressão de tecido vivo, feito de células, estruturas de cartilagem, como orelhas ou meniscos, ver Figura 2. Estima-se que até 2030 será a possível a impressão de órgãos complexos, como rim, coração e pulmão. Os maiores centros de pesquisa no assunto estão na UFSCar, USP e CTI Renato Archer em Campinas.

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Figura 2: Impressão 3D para de próteses auriculares.
Fonte: http://jornal.usp.br/ciencias/tecnica-inovadora-utiliza-impressao-3d-para-produzir-proteses-auriculares/

Alguns outros exemplos são: a produção de próteses para ortopedia e implantodontia via MA nos próprios consultórios odontológicos agilizando o atendimento, menor número de infecções e rejeições destas; software de planejamento neurocirúrgico que permite planejamento avançado de alvos e trajetórias na neurocirurgia estereotáxica; robôs para cirurgias que fornecem uma solução de plataforma para uma ampla gama de procedimentos médicos como estimulação cerebral, neuroendoscopia e biópsias. Desta forma, fica evidente da necessidade do Engenheiro de Produção ter uma formação interdisciplinar, pois além de saber dos conceitos e ferramentas básicas da formação, será necessário um conhecimento avançado de outras áreas como a simulação, automação, processos de fabricação, engenharia de materiais e medicina. Podendo assim atuar em várias áreas.

 reflexão finallReflexão final:

Os empregos que estão escassos ou os postos de trabalho que mudaram de formato exigindo novas competências segundo a Indústria 4.0?

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Cristiane Pimentel

Graduada, mestre e doutoranda em Engenharia de Materiais pela UFCG, pós-graduada em Administração pela Unifacs e em Gestão Empreendedora e Inovação pela UFCG. Futura docente na UFRB do curso de Engenharia de Produção. Possui 12 anos de experiência na área industrial metalúrgica. Expertise desenvolvida na aplicação de ferramentas de processo (CEP Controle Estatístico de Processo, 6 Sigma, desenvolvimento de materiais e destinação sustentável), qualidade (Pilares WCOM, Kaizen, TPM Manutenção Produtiva Total) e Lean Manufacturing. Além de certificação em auditorias interna e externa do Sistema de Gestão da Qualidade e Sistema de Gestão EHS, ISO 9001, ISO 14001, OHSAS 18001 e ISO IEC 17025. Certificada pela Siqueira Campos como Green Belt. Auditora especialista na área de alumínio para o INMETRO. Nos últimos anos vem desenvolvendo trabalhos na área acadêmica nos estados da PB e PE em algumas pós-graduações como UFCG, FIP, Iesp e Joaquim Nabuco em disciplinas correlacionadas à Engenharia de Produção.

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