Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia capaz de identificar e corrigir falhas em tempo real durante a impressão 3D de grandes peças plásticas. A inovação promete reduzir desperdícios, diminuir custos de produção e ampliar a competitividade da manufatura aditiva no setor industrial.
O sistema utiliza sensores e câmeras térmicas instaladas ao redor do bico de impressão para monitorar continuamente a temperatura do material depositado. Com o auxílio de visão computacional — uma área da inteligência artificial que permite a interpretação de imagens por máquinas — o controlador consegue detectar desvios em relação às condições ideais de fabricação.
Quando identifica que a temperatura das camadas está fora da faixa adequada, o sistema ajusta automaticamente a velocidade de impressão para garantir a correta fusão entre as camadas e a manutenção da forma da peça. Segundo os pesquisadores, isso reduz significativamente a ocorrência de defeitos e o desperdício de material.
Testes
A tecnologia foi testada em uma impressora industrial de grande porte durante a produção de uma peça com formato hexagonal maior que um pneu de caminhão. Durante o experimento, os pesquisadores reduziram propositalmente a velocidade de impressão, fazendo com que o material chegasse cerca de 30% mais frio do que o ideal. O controlador identificou o problema e corrigiu automaticamente os parâmetros do processo, restabelecendo as condições adequadas de fabricação.
De acordo com Kris Villez, pesquisador responsável pelo projeto, a principal inovação está na capacidade de o sistema observar o processo e reagir imediatamente às mudanças, de forma semelhante à atuação de um operador humano.
Outro diferencial da tecnologia é sua flexibilidade. O controlador pode ser utilizado em diferentes tipos de impressoras de grande porte, materiais plásticos e geometrias de peças sem necessidade de treinamento específico para cada novo projeto.
A equipe também empregou técnicas de aprendizado de máquina para criar um gêmeo digital do processo de fabricação, permitindo a realização de testes virtuais com novos materiais e formatos antes da produção real.
Os pesquisadores acreditam que a automação do monitoramento poderá liberar profissionais especializados para atividades de maior valor agregado, como a otimização de projetos e processos. A expectativa é que a tecnologia contribua para ampliar o uso da impressão 3D em aplicações industriais, incluindo a fabricação de contêineres refrigerados, moldes para embarcações e componentes para a construção civil.
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