Pela primeira vez, uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) e do Instituto Tecnológico para a Indústria da Noruega (SINTEF) desenvolveu um sistema robótico de impressão 3D com 6 eixos de movimento, possibilitando a impressão de peças metálicas de grandes dimensões em vários ângulos e planos.

A tecnologia, que já teve o interesse da multinacional indiana Tata Steel, uma das maiores fornecedoras de metal do mundo, representa uma nova geração de impressão 3D para toda a indústria que utilize materiais metálicos de grande envergadura (por exemplo, indústria aeronáutica e indústria do petróleo), com impactos relevantes na redução de tempo e de custos de produção.

A grande mais-valia deste novo sistema robótico, além de possibilitar o dobro da performance das tradicionais impressoras 3D (que usam 3 eixos), é a sua flexibilidade, permitindo acoplar um conjunto de ferramentas nunca antes conseguido, especialmente um software de simulação em tempo real.

«A capacidade de simular o processo em tempo real, isto é, a simulação é feita ao mesmo tempo que acontece a impressão da peça, é de extrema importância pois conduz a grandes facilidades durante toda a produção. A simulação simultânea, que abrange diversas variáveis e parâmetros (dureza, temperatura, mudanças de fase no material, etc.), permite corrigir de imediato qualquer anomalia que possa surgir. Atualmente, a impressão é realizada por tentativa/erro até se obter os parâmetros desejados», esclarece Norberto Pires, coordenador do projeto.

Para obter esta configuração robótica, os investigadores tiveram de superar vários desafios. Primeiro foi necessário perceber se a tecnologia robótica atual estava disponível para absorver um sistema desta complexidade. Ultrapassada esta fase, sucederam-se vários estudos com o objetivo de encontrar fórmulas «que permitissem gerar sem problemas as trajetórias de impressão para um robô de seis eixos ou mais», explica.

Resolvido o problema das trajetórias, surgiram mais dois dilemas: «por um lado, descobrir uma forma para adaptar a tecnologia de impressão existente a um sistema deste tipo – automação e integração de tecnologia – e, por outro, conseguir incorporar ferramentas de simulação que possibilitassem a correção em tempo real dos parâmetros de impressão das peças», relata o também docente do Departamento de Engenharia Mecânica da FCTUC.

Provado o conceito, importa saber quando poderá estar no mercado esta solução. Depende do investimento, que é elevado. O cientista da FCTUC estima um valor de cerca de dois milhões de euros. Por isso, constituiu e lidera um consórcio que junta centros de investigação da Universidade Nova de Lisboa e de várias universidades da Alemanha, Áustria, Espanha e Noruega, bem como empresas de diferentes ramos de atividade. No âmbito do consórcio foi já submetido um projeto à União Europeia.

Os resultados desta investigação, financiada pelo programa PT2020 e por bolsas de ignição, foram publicados na revista científica Emerald.