Ela produz peças de qualidade com propriedades mecânicas semelhantes à fundição. A impressora 3D para peças de metal simplifica o processo da metalurgia e em breve estará à disposição de cientistas da USP e empresas. O centro de pesquisa Fapesp Shell Research Centre for Gas Innovation (RCGI) iniciou o processo de compra do equipamento. Importado dos Estados Unidos, ele deve chegar em até dois meses após finalizada a aquisição. O valor negociado está na faixa de 155 mil dólares (cerca de R$ 850 mil) e será custeado pela empresa Shell, por intermédio da Fundação de Apoio à Universidade de São Paulo (USP).
“A vantagem dessa impressora é que ela pode fabricar já em metal peças de formato complexo, coisas que não dá para fazer com métodos de manufatura comuns”, afirma o engenheiro mecânico Emílio Carlos Nelli Silva, professor da Escola Politécnica (Poli) da USP e diretor do Programa de Engenharia do RCGI. “Estamos falando de peças com muitas curvas, com acabamentos específicos; não há limitações de geometria”, diz, mencionando como exemplo os projetos que buscam desenvolver juntas de vedação labirinto, para evitar o vazamento de gases como metano em tubulações, e separadores supersônicos, dispositivos em formatos tubulares que promovem a separação dos gases dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4).
O RCGI conta com cerca de 400 pesquisadores que atuam em 46 projetos de pesquisa, divididos em cinco programas: Engenharia, Físico/Química, Políticas de Energia e Economia, Abatimento de Monóxido de Carbono, e Geofísica. O centro desenvolve estudos avançados no uso sustentável do gás natural, biogás, hidrogênio, gestão, transporte, armazenamento e uso de dióxido de carbono.
Equipamento multiúso
Além de servir aos pesquisadores e professores do centro de pesquisa e da comunidade acadêmica, o aparelho – chamado Studio System, desenvolvido e produzido pela empresa norte-americana Desktop Metal – fará parte de um laboratório multiusuário dentro do centro de pesquisa. “De acordo com essa filosofia, os equipamentos podem ser alugados, contratados por empresas dentro do preço de mercado; com essa arrecadação, esperamos fazer a manutenção da impressora”, afirma Silva.
Segundo o diretor do Programa de Engenharia do RCGI, a ideia do centro adquirir uma impressora 3D metálica como essa vem de 2015, quando o RCGI foi criado, mas só agora ela se materializa, após equacionadas questões econômicas e etapas burocráticas para adquirir um equipamento de alto valor. “É um processo com idas e vindas, com oscilações do dólar e tudo mais, e então finalmente a coisa convergiu.”
Composta basicamente de três equipamentos – a impressora propriamente dita, um tanque para o processamento químico das peças (debinder) e um forno com temperaturas que chegam a 1.400 graus Celsius -, o sistema, de acordo com os pesquisadores, é relativamente compacto (necessita de um espaço de 50 metros quadrados no laboratório) e leve, facilitando a instalação e a movimentação das máquinas em um laboratório de pesquisa.
“Com essa tecnologia, você não precisa de tanto espaço. Ela é até menor do que uma outra impressora que temos aqui, de polímero”, afirma Francisco Oliveira, pesquisador do Laboratório de Otimização de Sistemas Multifísicos (MSOL), da Poli.
Outra vantagem do sistema, segundo Silva, é que a impressora usa cartuchos com bastonetes dos metais em estado sólido, misturado com polímeros, evitando os riscos de se trabalhar com o pó metálico no laboratório. As peças produzidas podem ter um tamanho máximo de 15 centímetros (cm) de altura, por 25 cm de largura e 15 cm de comprimento. Além disso, um protótipo pode ficar pronto em um período de um a três dias, quando uma peça complexa feita a partir de um molde pode levar semanas e meses para ficar pronta pelo método convencional.
Até agora, os pesquisadores do RCGI de projetos como o da junta labirinto, por exemplo, usavam impressoras em polímero. “A impressora de metal permite que se mostre como fica a viabilidade de fazer a peça em metal”, diz Silva.
“É um equipamento que vai auxiliar os projetos internos do RCGI e da Universidade e ainda, por outro lado, está dentro do conceito da academia de difundir essa tecnologia – chamada manufatura aditiva -, que está crescendo não só no Brasil, mas no mundo. É uma tecnologia que rompe barreiras e por isso é chamada de disruptiva, dos processos tradicionais de fabricação”, afirma Oliveira. “Então, os alunos e pesquisadores que tiverem contato com esse tipo de tecnologia também ajudam a difundir esse conhecimento não só pelo RCGI, mas também entre os atores que participam desse processo.”
De acordo com os pesquisadores, o novo equipamento do RCGI e o laboratório em que ele ficará instalado apoiarão o Hub Brasil de Manufatura Aditiva, uma iniciativa do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), criado para difundir essa tecnologia, atualmente mais utilizada nas áreas médica, aeroespacial e automotiva.
Da Assessoria de Comunicação do RGCI