O uso da prototipagem rápida começou a revelar-se como uma ferramenta de grande valor no suporte à actividade médica. Partindo de imagens bidimensionais provenientes da tomografia computorizada (CT) ou de ressonâncias magnéticas (MRI), é possível obter modelos tridimensionais digitais que podem, posteriormente,ser transformados em modelos físicos (prototipagem rápida). Os modelos produzidos por tecnologias de prototipagem rápida são úteis tanto em ambientes educacional como médico-cirúrgico. Estes podem simplificar a visualização tridimensional de determinadas patologias e o planeamento de procedimentos cirúrgicos complexos, bem como permitir o fabrico de próteses e equipamentos e a visualização de estruturas anatómicas em ambiente educacional ser transformados em modelos físicos (prototipagem rápida). Os modelos produzidos por tecnologias de prototipagem rápida são úteis tanto em ambientes educacional como médico-cirúrgico. Estes podem simplificar a visualização tridimensional de determinadas patologias e o planeamento de procedimentos cirúrgicos complexos, bem como permitir o fabrico de próteses e equipamentos e a visualização de estruturas anatómicas em ambiente educacional.

Apresenta uma metodologia para o projeto e fabricação de moldes para prensagem isostática de pó cerâmico (alumina) utilizando ferramentas computacionais CAD/CAE associadas à tecnologia de Prototipagem Rápida. O processo de prensagem isostática é simulado utilizando o método dos elementos finitos. Para a representação da compactação do pó cerâmico é utilizado o modelo de Drucker-Prager/cap e para a representação do comportamento do material elastomérico é utilizado o modelo hiperelástico de Mooney-Rivlin, ambos disponíveis no programa ABAQUS. Tal simulação visa obter o projeto do molde de forma mais rápida e precisa, ajustando-o até que se alcance um molde adequado para produzir um compacto com uma quantidade de sobrematerial ideal para o processo de usinagem a verde. Para isso utilizou-se como estudo de caso uma esfera cerâmica para implante de quadril. Um protótipo virtual do molde adequado obtido das simulações é então modelado e reproduzido em plástico ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) pela tecnologia de Prototipagem Rápida FDM (Fused Deposition Modeling). Esse protótipo físico é a base para o desenvolvimento de matrizes rígidas e em silicone, que são utilizadas para a confecção da parte flexível do molde (matriz elastomérica) e de partes rígidas como a gaiola suporte obtidas por vazamento dos polímeros. Constatou-se a viabilidade da utilização da metodologia de projeto e fabricação do molde para prensagem isostática...

Nos últimos anos, as tecnologias de prototipagem rápida vem sendo amplamente utilizadas em aplicações na área de saúde, como ferramentas de auxílio na simulação e planejamento cirúrgico, bem como no projeto de implantes personalizados. Este trabalho fornece uma contribuição ao projeto destes implantes nas áreas de cranioplastia e buco-maxila. Baseado em sistemas CAD e nas tecnologias de prototipagem rápida são aplicadas diferentes alternativas para a geração adequada dos modelos médicos, ou biomodelos. Para aplicações em cranioplastias é proposto e implementado algoritmo para ajuste das bordas, permitindo dessa forma o correto ajuste do implante. Os resultados obtidos são aplicados diretamente em estudos de casos reais conduzindo a excelentes resultados e validando o procedimento proposto.; In the last years, the technologies of rapid prototyping have been widely used in medical applications, as supporting tools in the simulation and surgical planning, as well as in the design of customized implants. This work gives a contribution to the design of these implants in the cranioplasty and buco-maxila areas. Based on CAD systems and in the technologies of rapid prototyping, different alternatives are tested for the design of these modes...

O presente trabalho de mestrado estuda a aplicação de tecnologias e ferramentas de modelagem virtual e prototipagem rápida em projeto de Arquitetura, abordando casos em escritórios brasileiros e instituições de ensino que utilizam laboratórios de prototipagem rápida no desenvolvimento de projeto. A partir da revisão bibliográfica abrangendo processo de projeto, projeto paramétrico, modelagem virtual, Building Information Model(ing), prototipagem rápida, buscou-se desenvolver a ligação do trabalho acadêmico desses temas com a prática e o desenvolvimento de projeto a fim de estudar as interferências, potencialidades e desdobramentos que tais tecnologias podem oferecer no desenvolvimento de projeto de arquitetura. Dois estudos de campo foram desenvolvidos para observar como as tecnologias estão influenciando a prática de projeto: através do estudo de campo descritivo junto a cinco escritórios de arquitetura do estado de São Paulo, levantaram-se os diversos usos que têm sido feitos dessas ferramentas na prática de projeto. Utilizou-se também o estudo de campo exploratório que contou com três instituições de ensino de excelência que utilizam métodos atuais com inserção de ferramentas de modelagem virtual paramétrica junto aos laboratórios de Fabricação Digital da FEC/UNICAMP...

In modern industry we see a growing need for answers cheaper, accurate and quick to deliver solutions and products to be able to remain competitive. In this way the inclusion of open source software and Rapid Prototyping tools have proven very important to obtain the expected results. This work, through information gathering, analysis software and their applicability, search tools commercially available rapid prototyping will demonstrate the importance of these tools and will also present possible configurations for a space for rapid prototyping within the university, as a proposal to implement a rapid prototyping laboratory at the Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá; Na industria contemporânea vemos uma crescente necessidade de respostas mais baratas, precisas e rápidas para apresentar soluções e produtos para que seja possível manter a competitividade. Neste meio a inserção de Softwares Livres e Prototipagem Rápida se mostraram ferramentas muito importantes para obtenção dos resultados esperados. Este trabalho, por meio de levantamento de informações, análise de softwares e suas aplicabilidades, busca de ferramentas de prototipagem rápida disponíveis comercialmente irá demonstrar a importância dessas ferramentas e também apresentará possíveis configurações para um espaço destinado a prototipagem rápida dentro da universidade...

A prtotipagem Rápida possibita a produção de modelos físicos de peças, produtos ou ferramentas a partir de modelos ou componentes já existentes. Existem várias técnicas de prototipagem disponíveis, como estereolitografica, a sinterização seletiva a laser, e a impressão 3D, cada uma formando objetos pela deposição de material em camadas sucessivas. A principal aplicação dessa técnica ocorre na industria, com a criação ou duplicação de produtos. Outras áreas, como arte, educação, paleontologia e a medicina na confecção de moldes para implante ou no planejamento cirúrgico, utilizando-se modelos de prototipagem da anatomia produzidos a partir de dados obtidos em exames de imagem, como a tomográfica computadorizada ou a ressonância nuclear magnética. O objetivo deste estudo é descrever as principais aplicações da prototipagem rápida em medicina, com a elucidação de casos clínicos onde o processo foi usado. A prdução de um modelo físico 3D com essa técnica tem sido útil na condução de casos complexos, quando os exames de imagem convencionais são duvidosos ou a formação de uma imagem mental é difícil de se fazer. Esse método também tem contribuído para a redução do tempo cirúrgico, risco de infecção e melhora do resultado estético final; Rapid Prototyping enable the production of physical bolt models...

A Prototipagem Rápida consiste na reprodução física de objetos tridimensionais de geometria livre, a partir de um projeto inicial (design), modelado por auxílio de computador. A Prototipagem Rápida é uma tecnologia moderna que une métodos e equipamentos adequados a fim de oferecer, como principais atrativos, alta qualidade e redução de custos de produtos manufaturados. São diversos os métodos existentes e os materiais aplicáveis. Este trabalho apresenta um novo método de fabricação de protótipos, a Termolitografia. Baseada na irradiação de laser de CO2 na região espectral do infravermelho sobre resinas termossensíveis, a Termolitografia oferece importantes vantagens quando comparada a outros processos, principalmente no que se refere ao estado físico da amostra logo após a irradiação do laser. Este processo apresenta duas grandes vantagens que são a não-contração da amostra após ser curada e a ausência de tratamento pós-cura. A cura localizada é o fenômeno de confinamento da energia transmitida pelo laser realizando a cura do material somente em uma região desejada. O controle da cura localizada é a chave para o sucesso e para a garantia de protótipos de alta qualidade. Para ajustá-la e otimizá-la...

A Prototipagem Rápida (PR), ao longo dos últimos 20 anos, vem provendo inovação, redução de tempo e custo nas mais diversas aplicações, propiciando o surgimento de novos paradigmas, em diferentes setores de atividades. A PR tem como recurso principal a capacidade de construir rapidamente formas físicas complexas, difíceis ou mesmo impossíveis de serem construídas pelas tecnologias estabelecidas há mais tempo. O presente trabalho avalia a aplicação da prototipagem rápida em 40 projetos de pesquisa, distribuídos em 18 áreas e subáreas do conhecimento. Essa avaliação, de caráter qualitativo é construída a partir dos pareceres dos proponentes desses projetos e da experiência do autor com as tecnologias PR utilizadas neste trabalho. Foram avaliados os benefícios do emprego da PR e o desempenho dos materiais em quatro classes de aplicações dos projetos: prototipagem visual (PV), prototipagem funcional (PF), ferramental rápido (FR) e manufatura rápida (MR). A capacidade da PR em construir formas complexas é o grande benefício trazido aos projetos de pesquisa. Esse benefício é corroborado pelo bom desempenho das peças construídas com os materiais nylon/SLS, gesso/3DP e ABS/FDM, dentro das classes de aplicações. Para as necessidades apresentadas...

Através da integração de conhecimentos nas diferentes áreas de engenharia, física, matemática e computação, surgiu uma ciência multidisciplinar denominada mecatrônica. Com o rápido avanço das tecnologias e a crescente demanda por soluções que as acompanhem, criou-se uma necessidade no mercado tecnológico de reduzir o tempo de implementação de um projeto através da utilização de ferramentas de prototipagem rápida que permitissem a integração de conhecimentos e implementação do ciclo em V de desenvolvimento de um produto em ambiente virtual. O objetivo do presente trabalho é a apresentação de metodologias de Prototipagem Rápida de Dispositivos Mecatrônicos com ênfase em Instrumentação Virtual, através de ambiente voltado à capacitação e desenvolvimento de projetos na área de automação industrial, onde os principais conceitos possam ser verificados e posteriormente implementados e validados através de problemas industriais, fornecendo subsídios para a análise e estratégias para concepção destas aplicações; Through the integration of knowledge in the different areas of engineering, physics, mathematics and computation had appeared a science to multidiscipline called mecatronic. With the fast advance of the technologies and the increasing demand for solutions follow that them...

A utilização da tecnologia de Prototipagem Rápida (PR) na área médica tem se expandindo a cada dia. Os modelos médicos, ou os chamados biomodelos, utilizados para planejamento cirúrgico são confeccionados por processos de PR, a partir do processamento de imagens médicas de Tomografia Computadorizada. Ao cirurgião esta técnica permite o manuseio de modelos da parte anatômica do paciente, antes da execução do correspondente procedimento cirúrgico de reconstrução. A tecnologia de PR associada à biomodelagem tem se revelado uma ferramenta excepcional para: o planejamento cirúrgico, a confecção de próteses personalizadas e a execução da cirurgia, levando a melhores resultados funcionais e estéticos, bem como a uma diminuição de riscos e custos envolvidos neste processo. Este trabalho foi desenvolvido dentro do Projeto Promed - Prototipagem Rápida na Medicina, no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer - CTI, que atendeu, entre janeiro de 2000 e setembro de 2008, um total de 982 pacientes com necessidade de cirurgias de reconstrução. Este trabalho apresenta um levantamento de dados sobre estes pacientes, classificando-os quanto a: gênero, faixa etária, procedência, regiões anatômicas reproduzidas e aplicações dos biomodelos confeccionados. Os resultados da análise deste levantamento indicaram que 98% dos casos atendidos foram referentes às reconstruções craniofaciais...

Uma característica importante no projeto de uma unidade experimental de polimerização é o fato de que, já nas primeiras etapas de síntese conceitual do processo, sejam considerados os aspectos econômicos associados ao mesmo. O potencial econômico do processo deve ser analisado para descartar alternativas inviáveis e para ordenar, segundo seu potencial de rentabilidade, as que devem seguir sendo objeto de estudo e desenvolvido em etapas posteriores. Este trabalho tem como objetivo o projeto e a implantação de uma unidade experimental de polimerização, destinada ao desenvolvimento de Nylon-6 para novas aplicações como plástico de engenharia, em especial para aplicações em processo de prototipagem rápida com laser de CO2. O processo investigado é a polimerização hidrolítica do Nylon-6, a partir do monômero e-caprolactama, em um reator de bancada em batelada. Foram identificadas as condições operacionais para obter o polímero com as propriedades desejadas, levando-se em conta as várias etapas da reação. Os estudos de modelagem e simulação do processo incluem os passos necessários para o desenvolvimento do modelo, envolvendo as equações da cinética de reação de polimerização e os balanços de massa e energia. O modelo desenvolvido é útil para otimizar o desempenho do reator experimental e...

Projetos biomecânicos necessitam de grande precisão, pois são utilizados em grande parte dos casos para pessoas com discapacidade física. Para este fim, nesse trabalho foi desenvolvido um estudo comparativo de três processos de Prototipagem Rápida: Sinterização a Laser Seletiva (SLS), Laser de Estado Sólido (SLA) e Modelagem por Deposição de Material Fundido (FDM) para desenvolver dispositivos para auxilio de pessoas com discapacidade de membros inferiores e concluiu-se que Sinterização a Laser Seletiva (SLS), é o processo que permitiu compreender, e realizar a definição de qual processo é o mais viável na implementação de um protótipo, considerando características de materiais, velocidade de prototipagem e custos envolvidos. Finalmente, esse trabalho buscou através de dois estudos de casos definir as dificuldades da biomecânica na produção de protótipos confiáveis e palpáveis. Foi apresentado um modelo prático e outro metódico para melhor atender o desempenho da prototipagem, baseando-se nas características e análise dos produtos a serem produzidos e seu custo.; Biomechanical Designs requiring great precision because they are used in most cases for people with physical disabilities. To this end, this work was carried out a comparative study of three Rapid Prototyping processes: Sintering Laser Selective (SLS)...

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009.; Entre os diversos processos de Prototipagem Rápida (Rapid Prototyping, ou RP) para fabricação de objetos sólidos tridimensionais existentes, destaca-se a Sinterização Seletiva a Laser (Selective Laser Sintering, ou SLS). Nesta pesquisa analisaram-se diferentes softwares de RP existentes e aplicaram-se conhecimentos de Engenharia de Software no desenvolvimento metodológico de um sistema de controle (software) para um equipamento-protótipo SLS existente no laboratório CIMJECT. Respeitando o paradigma clássico da RP, a solução adotada consistiu em integrar o novo sistema de controle com um software de planejamento de processos de fabricação rápida por adição de camadas (RP3), desenvolvido pelo NUFER - Núcleo de Prototipagem e Ferramental, da UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do Paraná). Para validação da solução foi desenvolvida, em parceria com o LHW - Laboratório de Hardware da UFSC, uma placa de hardware específica capaz de simular os principais elementos que compõem um equipamento de prototipagem rápida por SLS. Os resultados evidenciaram as potencialidades do software desenvolvido...

A obtenção de modelos anatómicos em formato digital e posterior produção por prototipagem rápida é uma área da biomecânica em constante, e grande, desenvolvimento. A prototipagem rápida tem sido procurada por várias áreas da medicina não só por ser uma forma rápida e económica de obter modelos mas também por ser uma tecnologia de vanguarda com grande potencial. O desconhecimento e a incompatibilidade biológica de alguns materiais são duas das mais fortes razões para este método não apresentar maior implementação na medicina. Este trabalho teve como objectivo obter um modelo anatómico de geometria complexa, uma mandíbula humana. A partir de um modelo mestre foi efectuado um levantamento de forma com o auxílio de um scanner 3D. De seguida procedeu-se ao tratamento da informação e criação do modelo digital que foi posteriormente produzido numa impressora 3D (TDP). Finalmente recorreu-se a uma máquina de medição de coordenadas (CMM) para avaliar os desvios dimensionais e de forma resultantes no processo. O trabalho efectuado permitiu-nos concluir que o método de obtenção de modelos anatómicos é bastante preciso e rápido. Apesar da precisão dimensional do modelo a sua textura não foi reproduzida pois os dispositivos utilizados não tinham resolução suficiente. O produto final apresenta dimensões dentro das esperadas e uma resistência que permite um manuseamento frequente e não muito cuidado. ABSTRACT: The acquisition of anatomical models in digital format and subsequent production by rapid prototyping is a biomechanics area in constant...

O tema deste trabalho é o estudo da integração do projeto para manufatura e montagem com a prototipagem rápida, em uma abordagem de engenharia reversa, como ferramenta de suporte ao reprojeto de produtos. A partir de uma fundamentação teórica sobre esses conceitos, o presente trabalho visa analisar a aplicação de um modelo para a utilização integrada do projeto para manufatura com a prototipagem rápida em uma abordagem da engenharia reversa no processo de reprojeto de produtos eletromecânicos e analisar os resultados da aplicação do referido modelo para a redução do tempo de produção/montagem e dos custos de manufatura/montagem no reprojeto desse produto que está, há mais de 30 anos, no mercado. O método de pesquisa empregado foi a pesquisa-ação, uma vez que o pesquisador buscava resolver um problema identificado dentro do objeto de estudo em parceria com a equipe de profissionais da empresa. Os resultados das recomendações para o reprojeto do produto apresentam uma redução no tempo de montagem, do número de processos e de componentes e no custo-meta do produto, propiciando a oportunidade de melhorar a sua competitividade no mercado.

Prototipagem rápida (PR) é uma expressão que designa um conjunto de tecnologias que tem em comum a construção de protótipos físicos a partir de seus análogos virtuais. A construção camada a camada permite a obtenção de formas de alta complexidade, não possíveis de serem obtidas por técnicas convencionais de usinagem, baseadas em subtração de material. Um resumo sobre PR e suas aplicações na área da saúde é apresentado. Menção especial é dedicada ao PROMED (Prototipagem Rápida na Medicina) - um projeto de cunho social que realiza pesquisa e desenvolvimento envolvendo aplicações de PR na área médica e que difunde no Brasil e no exterior os benefícios trazidos pela PR no planejamento e ensaio cirúrgico e, também, na construção de implantes de alto desempenho anatômico. Também é feita uma revisão bibiográfica acerca da aplicação de SLS - Selective Laser Sintering - em scaffolds para engenharia tecidual e das mais recentes tecnologias de prototipagem direta em metal para construção de implantes personalizados. Finalmente são apresentados resultados preliminares de experimentos para construção de scaffods com o biomaterial PHB - poli (hidroxi butirato) e nylon usando um equipamento SLS.

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo investigar e demonstrar a aplicação prática e experimental da prototipagem rápida nos processos de design, desenvolvimento e manufatura de louças cerâmicas, visando contribuir para a inserção dessa tecnologia nas empresas do APL de Louças de Campo Largo. A indústria brasileira de louça de mesa foi prejudicada pela abertura de mercado. A oferta aumentou, obrigando as empresas a se organizarem para enfrentar a concorrência de produtos europeus de alta qualidade e asiáticos com baixo custo. Além disso, esse segmento ainda compete com utensílios em plástico e vidro. Outra dificuldade enfrentada é a escassez de mão de obra especializada, além da falta de iniciativa por partes das empresas na busca de soluções estéticas para atender a mercados mais exigentes. Isso posto, torna-se essencial para esse setor a busca de novas estratégias de diferenciação, visando aumentar a sua competitividade. Assim, acredita-se que investir em design, bem como em uma nova tecnologia produtiva, como a prototipagem rápida, a qual possibilite a execução dos projetos de novos produtos, seja uma solução para essa situação. Em contrapartida, parte-se da premissa de que essa tecnologia encontra restrições no seu uso nesse APL. Desta forma...

O presente trabalho tem a finalidade de mostrar que a Tecnologia de Prototipagem Rápida em impressão 3D, um processo baseado na adição de material em camadas sucessivas para construção de protótipos não é recente, porém nos últimos anos se tornou acessível e presente em diversos segmentos. No mercado atual a agilidade e diminuição de custos no desenvolvimento de produtos se tornam fatores diferenciais em termos de competitividade e a prototipagem entra como ferramenta crucial nesta estratégia. O método utilizado para desenvolvimento do trabalho está baseado na pesquisa bibliográfica em conjunto com a pesquisa descritiva, proporcionando a oportunidade de execução de entrevistas com empresas da região de Marilia-SP. O principal resultado da pesquisa constatou que a Prototipagem Rápida em impressão 3D vem ganhando espaço no mercado se tornando uma febre mundial. Os equipamentos e seus processos são de fácil utilização, e quando bem utilizados, os benefícios se tornam bem visíveis.; This work shows that the Fast Technology Prototyping 3D printing, a process based on the addition in successive layers for construction of prototypes is not recent, however in the last few years became accessible and present in various segments. In the current market the agility and decrease of cost in the development of products has become factors differential in terms of competitiveness...

O presente estudo tem a finalidade de mostrar que a Tecnologia de Prototipagem Rápida em impressão 3D, um processo baseado na adição de material em camadas sucessivas para construção de protótipos não é recente, porém nos últimos anos se tornou acessível e presente em diversos segmentos. No mercado atual a agilidade e diminuição de custos no desenvolvimento de produtos se tornam fatores diferenciais em termos de competitividade e a prototipagem entra como ferramenta crucial nesta estratégia. O método utilizado para desenvolvimento do trabalho está baseado na pesquisa bibliográfica em conjunto com a pesquisa descritiva, proporcionando a oportunidade de execução de entrevistas com empresas da região de Marília-SP. O principal resultado da pesquisa constatou que a Prototipagem Rápida em impressão 3D vem ganhando espaço no mercado se tornando uma febre mundial. Os equipamentos e seus processos são de fácil utilização, e quando bem utilizados, os benefícios se tornam bem visíveis.

O menisco como qualquer outro órgão, possui sua importância no funcionamento total do corpo humano. O tratamento para as lesões do menisco tem sido substituído pelo reparo, entretanto, conforme a gravidade da lesão torna-se inevitável a meniscectomia (cirurgia do menisco). Diante desta situação propôs-se desenvolver uma prótese que substitua o menisco lesionado, que possua suas características dimensionais, bem como suas propriedades mecânicas e tribológicas. A utilização da tecnologia da prototipagem rápida foi fundamental para se alcançar efetivamente o objetivo proposto. O material selecionado para a obtenção dessa prótese foi o poli(álcool vinílico) (PVA), por ser um polímero de baixo custo de produção, fácil obtenção e boas características para ser utilizado como um biomaterial. Os resultados dos ensaios mecânicos confirmaram a eficácia desse material. Valores como módulo de compressão 37,4 MPa (± 1,74), o módulo de fluência a indentação E = 3,6 MPa (±0,6); módulo de tensão e deformação, respectivamente iguais a 'SIGMA' = 3,2 MPa (±0,3) e ? = 148,4% (±39), evidenciam a possibilidade de utilização do PVA também como substituto do menisco humano. Outros ensaios também foram realizados como: ensaio in vitro e in vivo...