Impressão 3D e o impacto na Indústria 4.0

Na 1ª Revolução Industrial (1780), foi a mecanização da produção têxtil que indicou as mudanças das décadas seguintes, com o fim do tear manual. Um século mais tarde, foi a vez do motor à combustão e do petróleo como fonte de energia. Depois, na 3ª Revolução Industrial, o microcomputador (final do século XX). Agora, é a impressão 3D que promete ser a alavanca da chamada Indústria 4.0.

Segundo o portal alemão Statista, o mercado de impressão 3D movimentou US$ 14,5 bilhões em 2019, com expectativa de ultrapassar US$ 21 bilhões em 2021. No Brasil, 49% das empresas pretendem investir nessa tecnologia até 2022, dada sua redução de preço nos últimos anos e a imensa vantagem competitiva trazida ao processo produtivo.

Para alguns, ainda parece magia extrair uma peça de automóvel a partir de uma impressora, com um simples comando por computador. Para outros, mais céticos, as dificuldades de montagem/calibragem dos equipamentos colocam o sucesso dessa invenção em risco. O fato é que todos esses pensamentos estão equivocados.

Muitas empresas já estão trabalhando com impressão 3D, com bom custo-benefício e sem dificuldades de configuração. Hoje, você verá como usar essa tecnologia na Indústria 4.0. Acompanhe-nos!

Como funciona a impressão 3D?

As primeiras impressoras 3D foram desenvolvidas há mais de 30 anos, como uma forma rudimentar de esculpir objetos em blocos fixos a partir de um comando eletrônico central. Entre as primeiras versões dessa tecnologia, encontravam-se modelos à base de resina líquida, componente que se solidificava ao entrar em contato com os raios ultravioleta.

Em 1986, foi patenteado um modelo de impressão 3D chamado de Sinterização Seletiva a Laser (SLS), que usava um pó que se endurecia para a criação de camadas. Três anos mais tarde, foi lançada, ainda em laboratório, a primeira impressora FDM (Fused Deposition Modeling), nada distante da lógica que usamos hoje nos modernos equipamentos 3D.

Apesar de já existir há muitos anos, foi somente a partir de 2009, quando a tecnologia FDM perdeu sua patente, que esse instrumento de criação de objetos se desenvolveu com maior velocidade.

Por meios de plataformas open source, milhares de desenvolvedores ajudaram a entregar ideias que contribuíram para derrubar o custo, aprimorar a usabilidade e tornar esse tipo de tecnologia viável.

Atualmente, uma impressora 3D funciona, basicamente, mediante sobreposição de camadas, moldando gradualmente o objeto segundo a cópia de um desenho tridimensional feito em computador. Os materiais mais utilizados nesses equipamentos são:

• plástico ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno), um polímero leve e relativamente rígido, com um bom equilíbrio entre flexibilidade e resistência;
• PLA (ácido polilático), um polímero biodegradável feito com ácido lático fermentado (composto orgânico de função mista — ácido carboxílico e álcool).

Além desse tradicional modelo por “fusão e acumulação”, existem algumas impressoras 3D por “fusão a laser”. Estas bombardeiam plásticos e metais em alta potência até que eles atinjam o ponto de fusão necessário para modular a peça. Essa é uma tecnologia muito utilizada na Indústria 4.0.

Hoje, é possível encontrar uma impressora 3D em lojas de eletroeletrônicos pela Internet por menos de R$ 3 mil.

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Que benefícios a impressão 3D traz para Indústria 4.0?

Como você pode imaginar, ter uma máquina que produz seus insumos em poucos minutos traz à indústria um universo de possibilidades. Uma delas é não precisar recorrer a fornecedores específicos. Confira a seguir os principais benefícios!

Aumento da rapidez na reposição de estoque

Imagine uma fábrica de malas e mochilas que possa imprimir componentes como zíperes, alças de metal e até rodas. Em um contexto como esse, toda a reposição de estoques passa a ser mais rápida e, consequentemente, mais barata.

Isso porque a derrubada drástica do tempo de ressuprimento abre a possibilidade de repor um item apenas quando os últimos exemplares estiverem na prateleira, o que gera diminuição dos gastos com estoque.

Redução do desperdício de materiais

Por conta da mesma dinâmica citada acima, ter uma impressora 3D significa reduzir estoques, além de depender menos de fornecedores. É possível também repor insumos mais rapidamente, diminuindo a taxa de desperdícios responsável pelo elevado aumento do custo de produção em muitas unidades fabris nacionais.

Ampliação da capacidade de personalização

A impressão 3D permite também a entrega de produtos personalizados de forma ilimitada, por exemplo, em uma indústria de plásticos.

O uso de uma impressora em 3 dimensões — acoplada ao sistema de larga escala — cria um parque industrial com potencial de produzir por encomenda, na medida exata da solicitação de cada cliente.

Abertura para inovação

A impressão tridimensional esfacela a rigidez do sistema produtivo atual, preso pela modelação em máquinas especializadas em construir os mesmos objetos, nos mesmos formatos, ainda que em série e em alta velocidade.

Com uma impressora 3D, o céu é o limite para mudar não somente formas, mas também funcionalidades, incluindo a possibilidade de ter um modelo de negócios com ajustes permanentes em sua linha de mercadorias. Em um universo em que a novidades são superadas rapidamente, dar essa flexibilidade às indústrias é a chave para o sucesso.

De que maneiras a impressão 3D pode ser adotada na indústria?

A impressão 3D reduz custos, aumenta o nível de personalização, traz escalabilidade em prototipagem e desenvolve instrumentos que facilitam a linha de produção. Além disso, ela otimiza o fluxo de processos, aos moldes da filosofia Lean. Na prática, há exemplos diversos de uso dessa tecnologia:

• ortopedia: a maior empresa nacional de palmilhas ortopédicas sob medida utiliza impressoras 3D para criar produtos personalizados a partir do escaneamento do formato dos pés de cada cliente;
• indústria automotiva: a MAN Latin America (fabricante de caminhões ligada à Volkswagen) adotou a impressão 3D na correção de projetos, e os resultados são bastante animadores. A montadora registrou queda de 80% no custo de desenvolvimento de modelos de peças, com impressão de praticamente qualquer protótipo em poucas horas, sem necessidade de ferramentas específicas;
• indústria de calçados: antes de adotar impressoras 3D, a Alpargatas levava uma semana para ter um protótipo em mãos; atualmente, tornou-se possível desenvolver solados com múltiplas características em apenas 1 dia;
• indústria óptica: imagine ter óculos feitos exclusivamente para você. Pois é, essa possibilidade já existe, e foi idealizada pela norte-americana Proto Eyewear, que desenvolve óculos customizados a partir de fotos do rosto dos clientes.

É nesse ritmo que a 4ª Revolução Industrial vai, gradualmente, redesenhando a forma de pensar os processos de criação. Porém, isso acontece sem deixar nenhum dos elos da cadeia produtiva de fora.

Quais são as principais tendências da impressão 3D?

Os impactos da transformação digital ecoam em todos os setores, com tendências de inovação inclusive na cadeia logística, com a melhor gestão de estoques e provisão mais veloz de suprimentos.

No mais, depois da impressão de peças e protótipos — fato que tem se tornado cada vez mais comum —, o próximo passo é a produção de veículos inteiros. Se confirmada, essa prática representaria uma revolução sem precedentes nas operações de transporte. Inclusive, seriam possíveis modulações personalizadas de acordo com o tipo de carga a ser entregue.

A impressão 3D já é realidade na modernização da cadeia produtiva e quem deseja se adaptar à Indústria 4.0 não pode abrir mão dessa tecnologia. Para alcançar a inovação em sua empresa de forma efetiva, não deixe de conferir nosso artigo sobre a logística no futuro!

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