Materiais plásticos aceleram a Impressão 3D no Brasil

A produção de resinas para abastecer da manufatura aditiva está se tornando cada vez mais complexa e diversificada no Brasil, robustecendo o ramo de materiais plásticos e o de metalurgia do pó.

Especialistas e representantes de fornecedoras dessas matérias-primas avaliam que os negócios vêm se expandindo motivados por dois fatores interligados: o crescimento da oferta de impressoras 3D no país e o de usuários desses equipamentos, os quais vêm sendo pressionados pela demanda dos mercados por produtos cada vez mais inovadores, competitivos e sustentáveis.

O volume de produção das chamadas resinas básicas, dentre outras, seguiu a evolução do parque de máquinas, que em dois anos teria crescido o equivalente a 50% da expansão ocorrida nos últimos 20 anos, estima Luiz Squilante, gerente de vendas da distribuidora Entec, representante de várias marcas no Brasil.

Em sua opinião, esse aumento é consequência direta de novas aplicações de impressoras 3D no país e da busca de matérias-primas diferenciadas.

“Fomos de 200 mil impressoras, em 2020, para 300 mil em apenas dois anos. Isso levou o consumo de filamentos de 15 toneladas ao mês para 30 toneladas”, justifica Squilante, apoiado em dados da Receita Federal sobre importação de máquinas 3D.

No final dos anos de 1980, esse tipo de manufatura, recém-desembarcado no Brasil, era chamado de prototipagem rápida e usava como matéria-prima uma resina líquida fotopolimerizável, solidificada, camada por camada, pelo processo de estereolitografia (STL).

A partir desta inovação, uma série de resinas foi desenvolvida para atender requisitos específicos, complementa Luís Gonzaga Trabasso, pesquisador chefe do Instituto Senai de Inovação em Sistemas de Manufatura e Processamento a Laser de Joinville-SC.

“Atualmente, os materiais poliméricos são os mais demandados, mas há tendência de alta para metais como aço inox, Inconel, titânio etc. Isto porque a manufatura aditiva metálica produz componentes funcionais tais como engrenagens, trocadores de calor, pás de turbina etc. que podem ser usadas diretamente nos sistemas mecânicos, hidráulicos, entre outros”, afirma Trabasso.

Materiais plásticos aceleram a Impressão 3D no Brasil ©QD Foto: iStockPhoto
Impressora 3D em operação no CTI Renato Archer

Sob a perspectiva técnica e de aplicação, as resinas podem ser classificadas em dois grupos, observa o doutor em ciências dos materiais Jordão Gheller Jr., gerente de operações do Instituto Senai de Inovação em Engenharia de Polímeros (ISI), de São Leopoldo-RS.

O primeiro contempla as termoplásticas utilizadas na produção de filamentos para impressão por deposição de material fundido (FDM).

O segundo grupo inclui as resinas fotopolimerizadas voltadas para processos de estereolitografia (STL), processamento por luz digital (DLP) e sistemas multijet (MJF/MJM).

Materiais plásticos aceleram a Impressão 3D no Brasil ©QD Foto: iStockPhoto
Gheller Jr.: resinas precisam de ajustes para cada caso

“As termoplásticas possuem propriedades semelhantes aos produtos obtidos pelos processos de injeção e extrusão de materiais plásticos. Porém, algumas características são ajustadas, como a distribuição do peso molecular do polímero, de forma a otimizar o material para processamento por FDM, visando a redução de falhas durante a impressão. As resinas fotopolimerizadas têm suas formulações ajustadas de acordo com as propriedades mecânicas desejadas no produto obtido. E, apesar de dificultar uma padronização em função dos diferentes processos de cura possíveis, os ajustes na formulação do material e a resistência térmica e mecânica superiores dos produtos obtidos abrem possibilidades para novas aplicações deste tipo de processo”, explica Gheller Jr., que trabalha em rede com seu colega de Joinville.

Ainda em relação às propriedades físico-químicas e processos associados, os materiais para impressão 3D são classificados em filamentos, resinas líquidas fotocuráveis e pós plástico e metálico, observa o engenheiro de materiais Bruno Oliveira, coordenador de negócios na Additiva 3D Printing Technologies.

Cada categoria difere, segundo ele, de acordo com suas características de processamento e aplicações, as quais dependem da complexidade, do tamanho e da quantidade de peças a ser produzida.

Materiais plásticos aceleram a Impressão 3D no Brasil ©QD Foto: iStockPhoto

Oliveira: consumo de plásticos cresce na manufatura aditiva

“Apesar de vermos cada vez mais desenvolvimentos de materiais metálicos e cerâmicos para impressão 3D, os plásticos continuam sendo os mais utilizados. São mais leves e fáceis de processar e, muitas vezes, possuem propriedades suficientes para substituição de peças metálicas. A perspectiva é que esse cenário perdure pelos próximos anos, refletindo diretamente sobre os negócios desse setor no Brasil”, afirmou Oliveira.

As principais fontes de matérias-primas para a produção de resinas ainda são as tradicionais, mas as termoplásticas, que emergiram depois das fotocuráveis, têm a pegada verde como grande vantagem, observa Jorge Vicente Lopes da Silva, diretor do Centro de Tecnologia da Informação Renato Acher (CTI).

Ou seja: podem produzir no local onde for necessário, e na quantidade igualmente necessária, com o mínimo de desperdício e consumo de energia.

As resinas PLA (poliácido lático), em particular, têm sido muito utilizadas, em especial em máquinas de baixo custo por extrusão (processo FFM), cujas vantagens, segundo ele, estão relacionadas com a fácil biodegradação no ambiente.

Obtida a partir de fontes naturais, essa resina tem tido grande aplicação em filamentos para impressão 3D, embora o desenvolvimento e a produção desse material, em escala industrial no Brasil, ainda sejam incipientes, conforme avaliação do diretor da CTI.

Materiais plásticos aceleram a Impressão 3D no Brasil ©QD Foto: iStockPhoto
Silva: faltou ao Brasil ter uma visão estratégica na área

“Usamos materiais em plataformas experimentais desde 2005, como foi o caso do PHB (polihidroxibutirato), e tivemos vários trabalhos científicos publicados, em especial com a participação de universidades importantes. Houve um momento em que muitas empresas nos procuravam para nacionalizar as resinas, mas pouco disso foi para frente pelo fato de ter havido uma invasão de produtos de origem chinesa; estas empresas e outras, preferem a importação. Além disso, não houve uma atenção, do ponto de vista estratégico, no Brasil para esta área, tanto no que tange a materiais como equipamentos”, justificou Silva.

Mas essa realidade vem mudando, segundo Squilante.

Anteriormente, era difícil concorrer com os custos dos filamentos importados. Contudo, os gargalos logísticos globais advindos da pandemia e o desbalanceamento de containers ao redor do mundo trouxe alento à produção local.

“Hoje é possível produzir internamente filamentos mais baratos que lá fora e com lucro, graças, inclusive, a uma escala de produção muito maior que há dois anos”, diz.

Para Squilante, esse novo ciclo está apenas começando, na esteira de uma evolução em que o Brasil passou de cinco a seis marcas nacionais para 42 empresas produtoras de filamentos, enquanto a demanda por máquinas dobrou nos últimos dois anos.

Ele lembra que países vizinhos, com uma população muito menor que a brasileira, usam mais filamentos por mês do que o Brasil, apesar de sua extensão continental.

Em sua avaliação, o mercado doméstico tem espaço para se expandir muito neste setor, argumentando que o país fabrica poucos produtos autenticamente brasileiros e disputa o mercado com muitas indústrias internacionais instaladas aqui.

Acrescenta que o desenvolvimento de engenharia e aplicações de prototipagem rápida para produtos nacionais foi grandemente superado pelas demandas daqueles que precisam manter uma fábrica operando, sem interrupções motivadas por falta de peças, inclusive atrasos na importação de algum componente.

Desta forma, a área de manutenção de equipamentos é uma das que mais tem se beneficiado com a impressão no país

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