Parceria com o setor produtivo resulta em produção científica e tecnológica em Manufatura Aditiva

Nupem e 3DX Filamentos cooperam desde 2019 em frente de pesquisa sobre fabricação de peças por impressão 3D

Impressão 3D em andamento com filamento reciclado produzido pelo Nupem em parceria com a 3DX Filamentos [fotografia: arquivo do IFSP]

5 publicações científicas e 1 filamento termoplástico ecológico como produto industrial, eis o resultado do projeto intitulado “Estudo do comportamento mecânico de polímeros de engenharia para aplicações em Manufatura Aditiva”, desenvolvido entre o Núcleo de Pesquisa e Ensino em Microfabricação, o Nupem, e a 3DX Filamentos de 2021 a 2023.

Por meio de Acordo de Parceria para Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (APPDI) firmado entre IFSP e a empresa, o grupo de pesquisa do Campus Votuporanga liderou pesquisa científica na área de manufatura aditiva via processo de Fabricação por Filamento Fundido (FFF), que consiste na fusão, extrusão e deposição de material para a produção de peças tridimensionais (3D) para aplicações nas indústrias de prototipagem, automobilística, aeronáutica, aeroespacial e biomédica.

Os polímeros e demais suprimentos utilizados durante os testes e experimentos no laboratório do Nupem foram fornecidos pela empresa parceira e contribuíram para o êxito da pesquisa de base, mas também de cunho tecnológico e inovação. “A natureza colaborativa desse acordo nos permitiu acessar insumos e materiais de ponta, proporcionando uma base sólida para avançarmos em nossos estudos. Essa aliança estratégica impulsionou nossa capacidade de inovação e contribuiu para o desenvolvimento contínuo da impressão 3D”, conta o professor Cleiton Lazaro Fazolo de Assis, líder do Nupem e coordenador da parceria como representante do IFSP.

Em novembro de 2022, os primeiros resultados do APPDI foram apresentados no 24° Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais (CBECiMat). Neste ano, a Revista Plástico Industrial, em sua edição de janeiro/fevereiro, publicou o artigo intitulado Temperatura de extrusão e a resistência de peças ABS/PC impressas em 3D, em que Cleiton de Assis e equipe contam com Cleber Augusto Rampazo, proprietário da 3DX Filamentos, na coautoria.

Cumprindo com a previsão contida no APPDI, em maio deste ano houve apresentação de artigo completo no 12º Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação (COBEF 2023), em Brasília-DF, organizado pela Associação Brasileira de Engenharia e Ciência Mecânicas, a ABCM. Intitulado Viabilidade de filamentos de poliláctico ácido reciclado para aplicações em impressão 3D, o trabalho foi apresentado remotamente pelo estudante Kelvin dos Santos Tiene, egresso do curso Técnico em Mecatrônica e atualmente no 2º ano de Engenharia Elétrica no Campus Votuporanga.

Cleiton de Assis e Cleber Rampazo em reunião remota de trabalho [print de tela: Nupem/IFSP]

Além da produção científica, o professor Cleiton Assis comemora a solidez da relação profissional entre o Nupem e a 3DX Filamentos, que começou a partir de um encontro em evento da área na cidade de Hortolândia-SP, em 2019.

“A parceria com a 3DX Filamentos é um dos pilares do Nupem atualmente, juntamente com a Mitsubishi Materials e a Implalife Biotecnologia. A colaboração do Cleber alavancou nossas pesquisas em Manufatura Aditiva utilizando materiais termoplásticos, pois além de fomentar os projetos também intermediou as atuais parcerias com as empresas Topink3D Impressoras e Suprimentos e PrintGreen3D, as quais têm sido fundamentais para ampliar nossa capacidade técnica e científica para investigar os processos de fabricação por impressão 3D”, revela o professor do IFSP.

Com a palavra, o setor produtivo

”Estamos extremamente animados em apresentar o nosso novo filamento de PLA reciclado de alta performance, desenvolvido em parceria com o Nupem do IFSP”

Cleber Rampazo na sede de sua empresa [fotografia: arquivo pessoal]

Desde abril de 2023, a 3DX Filamentos tem em seu catálogo o “PLA ECO”, filamento produzido com matérias-primas 100% recicladas. Desenvolvido pelo Nupem durante a vigência do APPDI, o produto garante desempenho e impressão de alta qualidade, além de diminuir o impacto ambiental causado pelo descarte inadequado de resíduos plásticos.

“Estamos extremamente animados em apresentar o nosso novo filamento de PLA reciclado de alta performance, desenvolvido em parceria com o Núcleo de Pesquisa e Ensino em Microfabricação do Instituto Federal de São Paulo”, declara Cleber Rampazo, para quem a preservação do meio ambiente é fundamental.

Para Rampazo, o produto desenvolvido permite que profissionais e entusiastas da impressão 3D criem peças precisas, detalhadas e resistentes. “Além disso, ele tem uma pegada ecológica ainda mais positiva. Sustentável sem comprometer a qualidade da impressão”, afirma.

Impressão 3D em andamento com filamento reciclado produzido pelo Nupem em parceria com a 3DX Filamentos [fotografia: arquivo do IFSP]

Manufatura Aditiva. Trata-se de um processo de fabricação baseado em sobreposição de camadas de material para obtenção de objetos e peças sólidos em formato 3D. A Fabricação por Filamento Fundido (FFF), utilizada durante o APPDI, é a técnica mais empregada na fabricação de objetos 3D com uso de materiais poliméricos termoplásticos.

Publicação em periódico internacional

A principal publicação do APPDI liderado pelo Nupem aconteceu em setembro, com o aceite do paper Assessment of the mechanical properties of PC/ABS blends for functional prototyping by FFF 3D Printing pelo periódico International Journal of Rapid Prototyping, um dos periódicos internacionais mais relevantes na área de Manufatura Aditiva, classificado no Quartil Q1 (métrica internacional mais alta) ou qualis A1 (métrica da capes).

De acordo como professor Cleiton de Assis, um dos revisores destacou a contribuição decisiva do trabalho para o estado da arte internacional da temática pesquisada. “Esse artigo apresenta uma extensa matriz experimental, a qual possibilitou determinar as menores variações possíveis do comportamento mecânico de peças fabricadas por impressão 3D utilizando blendas comerciais de ABS e Policarbonato, contribuindo para a otimização do processo FFF e potencial para aprimorar modelos de simulação por elementos finitos e inteligência artificial”, explica o pesquisador.

Em junho deste ano, o professor Cleiton de Assis participou, na Dinamarca, da 23ª Conferência da Sociedade Europeia para Engenharia de Precisão e Nanotecnologia, a Euspen, da qual é membro do Comitê Científico Internacional [fotografia: arquivo pessoal]

Colaboração com a Unesp

Cleiton de Assis em visita à Unesp Ilha Solteira [fotografia: arquivo pessoal]

Desde 2022, Cleiton de Assis é credenciado ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Unesp Ilha Solteira. Neste momento, orienta 3 projetos de mestrado na linha de pesquisa de Materiais e Processos Tecnológicos. Segundo o professor do IFSP, essa atuação é fruto da qualidade da relação do Nupem com o setor produtivo e dos bons resultados alcançados desde 2016. “2 mestrandos pesquisam comigo em sinergia com a Implalife Biotecnologia e um terceiro com a 3DX Filamentos. Apesar do Campus Votuporanga não ter programa de pós-graduação na área de engenharia, a colaboração com a Unesp permite a orientação de projetos na área de Engenharia Mecânica, especialmente na Fabricação Mecânica”, destaca.

Arthur Eduardo Trevizan Alves, egresso do curso Técnico em Mecânica do Campus Votuporanga, atualmente é aluno regular do Mestrado em Engenharia Mecânica na Unesp Ilha Solteira.