Impressão 3D: Uma Potencial Resposta ao Esgotamento de Recursos?

(Após uma breve pausa de verão, estou agora de volta e diretamente à parte profunda com um tópico que acredito que pode ser cada vez mais relevante: o futuro dos recursos ambientais e como a impressão 3D desempenha um papel potencial. Obrigado por ler, Sam.)

Um dos pontos que levantei em um livro branco recente foi a questão do esgotamento de recursos e seu efeito não somente sobre a economia, mas sobre a própria base de como produtos são projetados e construídos.

Esse mesmo livro branco mencionou que tendemos a tomar por certos que alguns produtos sempre estarão aqui. No entanto, ao mesmo tempo sabemos também que nem todos os materiais existirão para sempre - e que isso deve mudar nossa forma de pensar sobre a construção e design de produtos.

Pico do Petróleo - E Se?

Por exemplo, se assumirmos, como alguns já fazem, que o Pico do Petróleo foi atingido em 2008 e que nos próximos 30 anos a produção de petróleo dos campos conhecidos atuais cairá em 50%, existem sérias implicações para a maneira como levamos nossa vida. Economistas do FMI consideram um cenário onde a produção de petróleo caia em 3,8% ao ano. O aspecto mais alarmante deste cenário é que as reduções de suprimentos de apenas 3,8% levariam a um aumento do preço do petróleo de 200% imediatamente e 800% no decorrer de 20 anos.

Se for assim, então é uma certeza que os efeitos indiretos serão sentidos em praticamente todo aspecto de nossas vidas, particularmente na área de custos com alimentação e a produção de bens de consumo do dia-a-dia.

Custos com alimentação - enquanto não é uma grande parcela da despesa doméstica para aqueles no mundo desenvolvido, é, entretanto, a despesa número um para muitos em partes da África, Ásia e América do Sul. Considere que no Egito, por exemplo, o salário médio diário é cerca de 2 dólares. O que acontece quando o preço do trigo dobra para eles?

Aumento de Gastos com Consumo - É Viável? 

Mais perto de casa, temos todos visto nos maus tempos atuais economistas keynesianos pedir mais 'estímulo' e 'gastos com consumo' - mas o que acontece quando o custo dos plásticos que entram em nossos bens de consumo e embalagens dobram ou triplicam?

Da perspectiva de uma empresa de impressão em 3D, há um número de áreas em que a impressão 3D pode ser capaz de ajudar na produção de bens em massa. As linhas de produção são inerentemente inflexíveis, exigindo um investimento massivo de capital em maquinário. Até mesmo um processo relativamente simples, como a maneira como uma corrente de bicicleta é fabricada, envolve muitas máquinas diferentes e pode ser um processo cansativo só de olhar! Com métodos de fabricação tradicionais, há pouca iniciativa ou ferramentas para permitir mudança, inovação e para pensar fora da 'caixa' da linha de produção. Isso até agora.

Ferramentas e Equipamentos Sob Medida Impressos em 3D para Linhas de Produção

A impressão 3D permite que fabricantes e consumidores pensem de forma diferente sobre a maneira como a corrente da bicicleta é instalada. Por exemplo, o fabricante pode usuar impressão 3D para criar ferramentas e equipamentos sob medida que, usados em vários estágios da linha de produção, podem simplificar o processo inteiro. Isso economizaria, então, o tempo de desenvolvimento do produto e reduziria o custo final para o consumidor. Já hoje, ferramentas e equipamentos impressos em 3D sob medida estão se tornando uma característica comum em linhas de produção automobilísticas, produção de dispositivos médicos, aeroespacial e outras indústrias pesadas.

[caption id="attachment_8615" align="aligncenter" width="187" caption="Dispositivo Médico - Impresso em 3D com Material Digital tipo ABS na Objet Connex" frameborder="0" allowfullscreen>

Corrente de Bicicleta Impressa em 3D - Criada em um Único Passo de Produção na Impressora 3D de Múltiplos Materiais Objet Connex

 

Moldagem por Injeção Impressa em 3D para Produção em Massa

Um fabricante de brinquedos pode usar impressão 3D para criar moldes breves. Moldes costumam ser construídos em aços de ferramentas de especialidade e se esperam que resistam a centenas de milhares e até milhões de ciclos de moldagem. Como tal, moldes são muito caros para começar, e os custos associados com construção de moldes aumentam significativamente com a complexidade de peças. Imprimir a ferramenta em 3D e moldando o plástico pretendido por injeção nessa ferramenta tem muitas vantagens:

  • Obter um protótipo real em mãos, logo no início do processo de design
  • Produção de série pequena usando alumínio ou ferramentas de aço não podem ser ajustadas de nenhuma outra forma
  • Entrar na construção de aço após a validação do molde inicial reduz o tempo de espera até um molde final funcionando
  • Linha de fundo: tempo reduzido para comprar peças plásticas e reduz os custos envolvidos

Evitando a Linha de Produção em Geral

Junto com a criação de melhorias da eficiência para o processo da linha de produção, está obviamente a questão muito debatida da fabricação pessoal, em que aquela corrente de bicicleta será impressa no escritório, em lojas de especialistas ou mesmo em casa, cortando, assim, muito da cadeia de fornecimento em geral. Talvez isso seja menos uma possibilidade para a corrente de bicicleta inicial e mais prático para a troca de peças gastas - mas de qualquer maneira, vale considerar o potencial da impressão 3D de funcionar como uma alavanca eficiente que 'comprime' algumas das ineficiências em excesso e, portanto, os custos da cadeia de fornecimento atual.

Pensando Novamente sobre Materiais de Impressão 3D

Usar impressão 3D para tornar o processo de fabricação atual e o sistema da cadeia de fornecimento mais eficiente é uma coisa - e pode certamente contribuir para baixar o custo de nossos bens de consumo no futuro. Mas se voltarmos ao nosso desafio inicial - aquele do esgotamento de recursos, então, acredito que precisamos de um repensar ainda mais radical. E é aqui que os materiais de impressão 3D podem ser capazes de acrescentar uma dimensão supreendente.

Material ConneXion é uma empresa de consultoria em materiais - uma de apenas sete no mundo. Ela opera uma biblioteca que estoca e categoriza os materiais mais recentes e mais inovadores disponíveis hoje - um recurso para designers, engenheiros e fabricantes pensarem a respeito de novas maneiras de criar usando menos energia e diferentes recursos. Entre seu catálogo de materiais, estão exemplos tais como espuma de alumínio, vidro condutor, concreto translúcido, tintas condutoras e existe até uma categoria para materiais de impressão 3D com base em fotopolímero-acrílico da Objet.

[caption id="attachment_8619" align="aligncenter" width="225" caption="Mão Impressa em 3D Criada na Impressora 3D de Múltiplos Materiais Objet Connex" frameborder="0" allowfullscreen>

Chapas de Molde Por Injeção em Uso - Impressas em 3D com Material Digital Objet tipo ABS

 

Se for mesmo verdade que já passamos o Pico do Petróleo e o custo dos plásticos que entram em nossos bens de consumo dispararão nas próximas duas décadas, podemos ver a impressão 3D de alta velocidade combinada com fotopolímeros tipo plástico como a nova maneira custo-efetiva para fabricação.

Enquanto isso, confira o vídeo de Material ConneXion no site Economist - e não se esqueça de procurar lá a mão humana impressa em 3D com múltiplos materiais!

Este post também está disponível em: Chinês, Inglês, Espanhol, Korean

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