Trabalho sobre impressora 3 d

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Trabalho sobre impressora 3 d

  1. 1. 1 Universidade Braz Cubas IMPRESSORA 3D Prof.ª Eliana dos Santos Costa Lana Marcio Rodrigues da Fonseca – 270152 Allan Cesar de Oliveira Silva - 271711 Alessandra Amorim Silva – 271298 Viviane da Silva – Wagner – Jorge - Turma: Curso: Engenharia de Produção Mogi das Cruzes - SP Maio - 2014
  2. 2. 2 1 Sumário 2 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 3 OBJETIVO ............................................................................................................... 4 4 A ERA DAS IMPRESSORAS 3D ........................................................................... 5 5 O QUE É UMA IMPRESSORA 3D ........................................................................ 6 6 COMO FUNCIONA A IMPRESSÃO 3D ............................................................... 6 6.1.1 Princípio................................................................................................................ 7 6.1.2 Qual software utilizar ........................................................................................... 7 6.1.3 Material de Suporte............................................................................................... 8 7 MATÉRIA-PRIMA .................................................................................................. 8 7.1.1 Bioimpressão 3D .................................................................................................. 9 8 APLICAÇÃO DA IMPRESSORA 3D NAS DIVERSAS ÁREAS ....................... 10 8.1.1 Engenharia .......................................................................................................... 10 8.1.2 Arquitetura: ......................................................................................................... 12 8.1.3 Publicidade e marketing ..................................................................................... 12 8.1.4 Da Educação ....................................................................................................... 12 8.1.5 Alimentação ........................................................................................................ 12 8.1.6 Arqueologia e paleontologia:.............................................................................. 13 8.1.7 Patologia forense ................................................................................................ 13 8.1.8 Moda ................................................................................................................... 13 9 USO DA IMPRESSORA 3D NA MEDICINA ...................................................... 14 9.1.1 Entenda por que a impressora 3D é tão importante para a medicina.................. 15
  3. 3. 3 10 EXEMPLOS QUE PODEM REVOLUCIONAR A MEDICINA.......................... 16 10.1.1 Imprimir células-tronco embrionárias humanas ................................................. 16 10.1.2 Imprimir vasos sanguíneos e tecido cardíaco ..................................................... 17 10.1.3 Imprimir pele ...................................................................................................... 17 10.1.4 Consertando um coração partido ........................................................................ 17 10.1.5 Imprimindo cartilagens e ossos .......................................................................... 18 10.1.6 Estudar câncer com células impressas ................................................................ 18 10.1.7 Imprimir órgãos .................................................................................................. 19 10.1.8 Impressão 3D de ouvido humano ........................................................................ 19 10.1.9 Impressão 3D de implante de traquéia................................................................ 19 10.1.10 Impressão 3D de prótese de crânio ................................................................. 20 11 VANTAGENS ........................................................................................................ 22 12 DESVANTAGENS ................................................................................................ 22 13 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................. 23 14 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 23 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 25
  4. 4. 4 2 INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo apresentar novos meios de produção através da Impressão 3D, e também expor suas diversidades de produção, atuando em diferentes segmentos e com diversos tipos de matéria prima, tendo como foco à tecnologia da Impressora 3D, a nova tendência do mercado atual. Se tratando de tecnologia atual a Impressora 3D não deixa nenhuma dúvida que o futuro da tecnologia passa por ela; As pesquisas realizadas neste trabalho expõem os pontos positivos do desenvolvimento da impressora 3D, na qual foram analisadas áreas que mais se beneficiaram com esta nova tecnologia, e que benefícios que ela trará para a sociedade em geral, exibiram também os pontos negativos dessa tecnologia, na qual relatarão os perigos do poder da cópia, com intuito desvendar parte dos mistérios da impressora 3D. É Importante ressaltar que Alguns projetos da Impressora 3D citados neste trabalho se encontram em fase de desenvolvimento, vale lembra que o processo de Aperfeiçoamento seguem do mesmo se encontram avançados. 3 OBJETIVO O objetivo desse trabalho é elaborar uma pesquisa sobre o forte impacto das impressoras 3D que tem revolucionado o mercado de impressoras aqui no Brasil, em relação a engenharia, na produção 100% de produtos brasileiros, valorizando não só a procura por esses equipamentos importados, mas agregando o nosso mercado de exportações, que ganham cada vez mais espaço no setor de protótipos e modelagem tridimensional. No Brasil algumas empresas são responsáveis pelo setor de impressoras 3D, a Cliever Tecnologia, Robtec, Metamáquina que fazem parte das principais empresas fabricantes dessa tecnologia 3D, constituindo, constituindo o seleto grupo
  5. 5. consagrado do mercado mundial. Isso quer dizer que as opções para quem quer investir em uma máquina dessas terá a grande chance importar de fora quanto comprar aqui no Brasil. A impressão agrega importantes valores científicos e econômicos em varias áreas, e podemos de antemão citar algumas áreas, como por exemplo, a construção civil, produtos alimentícios, educação, arquitetura e têxtil entre várias outras importantes áreas, uma das mais significativas é a da saúde, que por meio de estudos científicos bem sucedidos atingi com sucesso vários aspectos da saúde, a impressão de órgãos, próteses, a pare óssea, vacinas, remédios e a impressão estética, que vão beneficiar mundialmente a todos no combate e na cura de doenças, filas de espera por transplantes de órgãos, mais êxito na fabricação de próteses possibilitando aos seus usuários mais conforto uma melhoria significativa na estética da prótese, já que a mesma pode ser impressa no mesmo padrão do membro original, e finalmente uma grande revolução na questão estética, que atualmente esta sendo muito eficaz em transplantes faciais e uma maior precisão médica antes de qualquer procedimento cirúrgico. 5 4 A ERA DAS IMPRESSORAS 3D Quando falamos em impressora 3D a primeira coisa que nos vem em mente é de algo novo muito recente, porém a primeira impressora em 3D foi criada em 1984 por Charles Hull, que em vez de tinta no papel, constrói objetos por camadas, mas apenas nos últimos anos ela evolui e baixou o preço, e enfim iniciou-se a revolução; O Americano Jay Leno apresentador de um programa de TV Chamado The Tonight Show, é fã de carros antigos, este Hobby só tinha um problema: Peças antigas São raras, quando não existente, daí que Surgiu a ideiade imprimir partes de seu Stanley Stearmer 1909, um carro de sua coleção movido a vapor, tau como o esperado a ideia de certo e o ramo Automotivo é um dos que mais investem na tecnologia, segundo Luiz Fernando Dompieri, diretor geral da fabricante de protótipos 3D Robtec;
  6. 6. As impressoras não só darão vidas as clássicos, mas iram compor uma nova geração de carros, em 2011 foi apresentado pela Kor Ecologic o primeiro carro Impresso, que ganhou o nome de Urbee, este veiculo além de ter vida útil maior que as dos carro convencionais, ele faz 100 quilômetros com 1litro de gasolina, levando em conta que ele chega atingir a velocidade de 112 quilômetros por hora, passa ser um carro muito econômico; 6 5 O QUE É UMA IMPRESSORA 3D As impressoras 3D são equipamentos que permitem imprimir qualquer tipo de coisa usando a tecnologia tridimensional. Os materiais usados na impressão costumam ser resina plástica e modelagens com laser. Com elas é possível cria os mais diversos tipos de objetos, como peças decorativas, alimentos, tatuagem, até mesmo partes de equipamentos industriais, tudo em apenas algumas horas. Embora alguns desses produtos não passem de moldes para serem preenchidos pelo material do produto final, muitos objetos podem ser utilizados como produto final, como bonecos e acessórios para celulares. Há pouco mais de dez anos atrás, para adquirir a essa tecnologia, era necessário desembolsar cerca de 30 mil dólares. Em 2009 já se podia encontrá-la por cinco mil dólares e hoje, é possível adquirir um modelo tradicional simples por menos de 700 dólares. Essa popularização permitiu a aquisição não só para produção industrial, mas também para uso pessoal. E com a estimativa de serem reduzida ainda mais, uma série de novas aplicações passou a fazer parte de varias possibilidades. 6 COMO FUNCIONA A IMPRESSÃO 3D
  7. 7. A Impressão 3D é um processo chamado de “Fabricação Aditiva”, uma forma de prototipagem rápida aonde os modelos matemáticos, a partir de um arquivo 3D São Criados camada por camada. Todo o processo de impressão 3D é feito por si só e não ha necessidade de 7 moldes, muito pelo contrário é possível até se imprimir o molde. Há Diversas formas de fabricação aditiva / prototipagem rápida. Todos tem sua forma de trabalhar, constroem a peça de maneiras diferentes, mas o conceito básico acaba sempre sendo o mesmo, o mesmo princípio. Alguma das formas de criação tem vantagens e desvantagens por isso é preciso avaliar muito bem o material correto de acordo com sua necessidade. Cada tecnologia tem seu aspecto de acabamento, detalhes, cores e dureza. O equipamento, que já era utilizado por grandes empresas, chegou com alto custo para o público, mas vem diminuindo o preço gradativamente e hoje já existe modelos bem acessíveis no mercado. 6.1.1 Princípio Antes era necessário desenhar um determinado produto para depois projetá-lo e, somente então, poder produzir um protótipo, as impressoras 3D realizam este trabalho. Todas as impressoras 3D precisam de um arquivo 3D para conseguir trabalhar, um arquivo técnico de Medidas (CAD) todos em grande parte no formato. STL 6.1.2 Qual software utilizar Na hora de imprimir é importante ter um bom software de gerenciamento para adaptar os objetos aos parâmetros corretos, criar um objeto em três dimensões é muito mais difícil que imprimir um texto em uma folha de papel, por exemplo. No geral todos os softwares 3D podem gerar arquivos no formato .STL, os novos principalmente, pois o acesso e a democratização das impressoras 3D esta crescendo.
  8. 8. Após seu modelo 3D Pronto o software da impressora 3D vai fatiar o arquivo 8 e com isso determinar as camadas uma a uma. 6.1.3 Material de Suporte Nas impressoras 3D qualquer parte de sua peça que tenha uma saliência ou uma lacuna, um buraco, uma parte sobressalente é necessário criar um material de suporte, (pois sua peça não pode ser criada no ar) então ela deve ser “Suportada” pelo material. O material de suporte é então removido após a impressão e começa a limpeza para que receba apenas a peça. 7 MATÉRIA-PRIMA ABS ou Acrilonitrila butadieno é o material mais utilizado e de mais acessibilidade ao publico nas impressoras 3d por ser um material mais rígido e leve apresentando um bom equilíbrio entre resistência e flexibilidade. PLA ou Acido poliatico é um material mais eficiente que o ABS, possui o ponto de fusão menor e resulta em objetos mais resistentes é um produto biodegradável, o PLA é menos viscoso quando está no estado liquido não exigindo muito e garantindo a durabilidade do equipamento. A diferença de preços entre os dois não existe muitas por serem materiais relativamente baratos. O custo do rolo de ABS de 1 kg é de aproximadamente R$ 175,00 e de PLA é de aproximadamente R$ 190,00 preço de rum rolo de (3 mm ou 1.75mm) de 1 Kg. O preço pode variar de acordo com as cores por exemplo a cor Dourado e Prateado o custo do rolo de 1 kg é R$220,00, cores fluorescentes e que brilham no escuro o custo do rolo de 1 kg é R$240,00. Taulman 618 3D é um filamento de nylon que possui uma alta resistência mecânica e o material pode ser tingido, o nylon não exigem uma cama aquecida,
  9. 9. tem baixa urdidura, e ventiladores não são necessários para a impressão tanto grande ou pequena. Observação: Um rolo de 450 Gr de filamento custa aproximadamente R$ 9 150,00. 7.1.1 Bioimpressão 3D A partir de 2012, em tecnologia bioimpressão 3D tem sido estudada por empresas de biotecnologia e academia para possível uso em aplicações de engenharia de tecidos em que órgãos e partes do corpo são construídos usando técnicas de jato de tinta. Neste processo, as camadas de células vivas são depositadas sobre uma matriz de suporte ou o açúcar de gel e, lentamente, construído para formar estruturas tridimensionais, incluindo os sistemas vasculares. O primeiro sistema de produção para impressão tecido 3D foi entregue em 2009, com base em NovoGen (impressora) tecnologia bioimpressão. Vários termos têm sido usados para se referir a esse campo de pesquisa: impressão órgão, bioimpressão, impressão parte do corpo, e engenharia de tecidos auxiliados por computador, entre outros. Um estágio inicial de laboratório médico e pesquisa da empresa, chamado Organovo (é uma start-up de San Diego que atua em uma área nada convencional da pesquisa médica, a produção de órgãos humanos em 3D), projeta e desenvolve tecido humano funcional, tridimensional para a investigação médica e aplicações terapêuticas. A empresa utiliza sua Novogen MMX Bioimpressora para bioimpressão 3D. Organovo antecipa que a bioimpressão de tecidos humanos vai acelerar o teste de drogas pré-clínico e processo de descoberta, permitindo tratamentos a serem criados mais rapidamente e com menor custo. Além disso, Organovo tem
  10. 10. expectativas de longo prazo que esta tecnologia pode ser adequada para a terapia cirúrgica e a transplantação. Em 2014, pesquisadores implantaram com sucesso um componente crânio 3D impresso em um paciente, sem quaisquer efeitos adversos. Esta nova descoberta dá a oportunidade para novos implantes para ser customizado para o paciente, em muitas aplicações diferentes. Isto permite a nova maior inovação quando se tratam de 3D implantes impressos. 10 8 APLICAÇÃO DA IMPRESSORA 3D NAS DIVERSAS ÁREAS 8.1.1 Engenharia Os engenheiros sempre precisam criar protótipos de qualquer produto ou desenhos que estão trabalhando. Nos velhos tempos, os protótipos pode levar semanas e um monte de recursos humanos para criar, pois envolve um monte de corte e reunindo papel, madeira e outros materiais para criar o protótipo necessário. Através da impressão 3D, só precisa de engenheiros para criar uma imagem gráfica 3D do projeto que estão trabalhando e tê-lo processado utilizando uma impressora 3D. Outro projeto interessante foi a “Airbike”, criada pelo EuropeanAerospaceandDefenceGroup. A bicicleta foi montada com um processo semelhante à impressão 3D e pode pesar até 65% menos do que as estruturas existentes no mercado, mantendo a mesma força do aço ou do alumínio. (Fonte da imagem: EADS)
  11. 11. O uso dos equipamentos, no setor da indústria, proporciona uma enorme economia. Isso porque, para produzir uma peça de titânio pelo sistema tradicional, a partir de um bloco sólido, há uma perda de até 90% do material bruto. Com a impressão 3D, o desperdício é zero. Um aspecto que deve encorajar empresas de todos os setores a pensar em projetos mais ambiciosos nesse campo é o fato de o valor unitário das impressoras 3D estar em queda. Dessa maneira, os aparelhos estão se tornando acessíveis a praticamente qualquer microempresa ou pessoa física. O avanço da nova tecnologia está permitindo que peças cada vez mais sofisticadas e resistentes sejam produzidas em qualquer tipo de material, seja plástico, seja metal ou madeira Uma das experiências mais avançadas até hoje na área automotiva foi feita 11 no Canadá pela Kor Ecologic, empresa especializada em produtos ecológicos. A companhia desenvolveu um carro-conceito totalmente fabricado por impressoras 3D. Até os vidros do automóvel foram impressos. Batizado de Urbee, o veículo transporta duas pessoas e possui motor híbrido, que funciona com gasolina ou eletricidade. Ele chega a uma velocidade de 160 km/h e faz 88 quilômetros com um litro de combustível. O plano da Kor Ecologic é lançar o carro comercialmente até 2014. É pouco provável, por exemplo, que uma montadora fabrique toda a sua linha de carros com impressoras 3D. Mas é perfeitamente possível imaginar que se possa desenvolver um veículo customizado, destinado a um público específico. Nesse sentido, o processo de impressão 3D cai como uma luva para atender com rapidez e custos menores à demanda por personalização do consumo.
  12. 12. A indústria aeronáutica também está de olho na inovação 3D. As companhias responsáveis pela fabricação dos aviões Airbus, utiliza atualmente essas novas impressoras de terceira dimensão na produção de protótipos de peças para suas aeronaves. Mas, no futuro, a expectativa é a de imprimir uma asa inteira de um avião nesses equipamentos. 12 8.1.2 Arquitetura: Assim como com os engenheiros, arquitetos necessidade de criar maquetes de seus projetos. Impressoras 3D permitem que eles vêm para cima com estas maquetes em um curto período de tempo e com um maior grau de precisão. Estes modelos 3D também torná-lo mais fácil de visualizar um projeto e não apenas por olhar para os planos e desenhos. 8.1.3 Publicidade e marketing Os publicitários e marqueteiros precisam de seus clientes para ter uma idéia mais sólida dos produtos que estão vendendo. Criação de modelos 3D de seus produtos lhes dá uma vantagem que pode impulsionar suas vendas. 8.1.4 Da Educação A aprendizagem tem de ser mais visual, a fim de tornar-se eficaz, especialmente em disciplinas como química, engenharia, história, física, ciências, entre muitos outros. impressão 3D permite aos professores criar mais precisas ajudas visuais para suas aulas, e esses recursos visuais podem motivar os alunos a aprender mais sobre o assunto 8.1.5 Alimentação A impressão 3D também vem ganhando espaço no ramo da alimentação. As ideias são variadas, servindo tanto para a confecção de esculturas de chocolate ou o doce de uma maneira geral, quanto abrindo caminho para fazer verdadeiras obras de arte com doces, como enfeites de bolo (à base de açúcar).
  13. 13. Porém, já existem impressoras capazes de criar macarrão, bolos, biscoitos e até mesmo hambúrgueres, trabalhando com materiais orgânicos. No futuro, espera-se que a impressão 3D possa ajudar na criação de novos sabores aproveitando as propriedades nutritivas de vários alimentos, gerando até mesmo combinações mais saudáveis. Além disso, também há o apelo visual causado, pois um prato combinando texturas variadas pode se tornar mais atrativo mesmo para quem não aprecia o sabor de alguns alimentos. 13 8.1.6 Arqueologia e paleontologia: Estes dois campos podem lidar tanto com as relíquias e restos que podem ser muito delicado e valioso para a manipulação. A fim de evitar danos a essas relíquias e permanece quando estão sendo manipulados ou estudados, réplicas 3D são feitos em seu lugar. Isso também permite que mais cientistas para estudar um objeto único, ao mesmo tempo. 8.1.7 Patologia forense Aqueles de nós que somos fãs do crime mostra como CSI e NCIS saberia que investigar a cena do crime e examinar provas pode ser um processo muito complicado impressão 3D ajuda muito nesse investigações forenses. 8.1.8 Moda O campo da moda pode ser também largamente beneficiado pela impressão em três dimensões. Atualmente, as impressoras 3D têm conseguido produzir roupas com materiais mais “usáveis”, que ficam semelhantes a roupas de tecido no corpo, usando estruturas intermediárias para criar as costuras e entrelaçados presentes em muitas peças.
  14. 14. Uma das grandes vantagens em utilizar a impressão 3D para criar peças seria o fato de elas já estarem prontas para o uso e terem um custo reduzido, o que representaria um método de fabricação mais eficiente do que o modelo atual. As criações para o mundo da moda não param nos acessórios, como bolsas, tiaras e braceletes, mas peças como vestidos e biquínis impressos dessa forma já foram para as passarelas. Uma grande dúvida, no entanto, com relação à indústria de roupas é que o diferencial de algumas grandes marcas está no fato de tudo ser feito à mão, com modelos exclusivos. Essa é uma questão que ainda divide alguns estilistas famosos, pois enquanto muitos acreditam que a ideia do “produzido por mãos humanas” seja romantizada, outros ainda preferem lidar com imperfeições de material nas suas produções. Ainda na área de moda, a confecção de joias já vem se beneficiando da impressão 3D há algum tempo. A indústria utiliza esse método para a criação de protótipos, tanto para a montagem de peças novas, com o objetivo de visualizar como seria o produto, quanto para ideias trazidas por clientes para o desenvolvimento de itens exclusivos (especialmente para o teste e a observação de como seria a peça real no corpo). A impressão 3D permite criar designs que seriam praticamente impossíveis devido à grande precisão empregada na criação de estruturas complexas. Aqui, assim como no caso da impressão de roupas e acessórios, o produto também possui a vantagem de ser confeccionado em um período menor de tempo. 14 9 USO DA IMPRESSORA 3D NA MEDICINA A Impressão 3D está impressionando a cada dia mais pela sua praticidade, já que ela está sendo usada por um número crescente de fabricantes para projetar seus produtos e agora está trazendo mudanças radicais no campo da medicina. Impressão tridimensional de células humanas e até de órgãos, incluindo o coração e
  15. 15. fígado, podem parecer ficção científica, entretanto, pesquisadores estão obtendo resultados concretos nesse sentido, possibilitando uma melhor qualidade de vida e bem-estar para as pessoas do mundo inteiro. O avanço da tecnologia 3D vem invadindo o mundo da medicina e ajudando na melhoria do bem-estar da população. Descubra algumas das utilizações desta tecnologia na área. Há muitos casos médicos onde os procedimentos cirúrgicos podem ser muito complicados, que um único erro pode levar ao fracasso e perda de vida para o paciente. Muitos cirurgiões agora utilizam renderings 3D de parte do corpo de seus pacientes que eles precisam para operar sobre a prática no processo de que necessitam para realizar antes de realmente realizá-las. 15 9.1.1 Entenda por que a impressora 3D é tão importante para a medicina Você certamente conhece alguém que já se queixou de dor nas costas. O incômodo problema afeta uma parcela considerável da população. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), aproximadamente 80% das pessoas têm, teve ou terá dor na coluna pelo menos uma vez na vida. Desse total, alguns conseguirão tratar o problema com medicamentos, homeopatia, fisioterapia ou mudando determinados hábitos. Outros precisarão de cirurgia. É para esse último grupo que o assunto a seguir interessa. Atualmente, com as inovações tecnológicas, os procedimentos médicos estão cada vez menos invasivos e mais precisos. No caso da cirurgia de coluna, quem diria que uma impressora poderia fazer tanta diferença técnica? Claro, não é qualquer impressora. É uma impressora 3D. Daquela que parecia coisa de ficção científica, invenção futurista. A máquina não é só real, como está ajudando médicos a melhorar a eficácia dos procedimentos cirúrgicos. É o caso do neurocirurgião da Clínica da Dor do Hospital Villa-Lobos, Joel Augusto Ribeiro Teixeira. “A impressora 3D permite recriar o órgão – no caso a coluna – como ela realmente é. Antes disso, só poderíamos observar e pegar numa coluna humana usando peças anatômicas de pessoas já falecidas”, explica.
  16. 16. Funciona assim: a impressora 3D é capaz de criar um objeto tridimensional feito de plástico a partir de um arquivo de computador, do mesmo jeito que uma impressora comum imprime no papel. Acostumado a estudar doenças através de exames de imagem como RX, tomografia e ressonância, o médico só consegue ver, nesses casos, em duas dimensões. “Para entender o órgão do corpo como realmente é, o médico deve criar uma imagem no seu cérebro usando vários exames diferentes. É como imaginar uma pessoa olhando apenas para uma foto. Perdemos informações. Temos uma noção, mas esta não é exata”, compara. A importância da impressora 3D em cirurgias de coluna é que ela possibilita uma cópia da coluna real. De posse delas, o médico pode planejar melhor as operações, pois terá mais informações do paciente e da doença. Além disso, por ser mais precisa, a análise pode fazer o especialista reconsiderar a necessidade de um procedimento cirúrgico. É possível também simular uma cirurgia em uma coluna de plástico idêntica a do paciente, antes da operação real. O médico explica que já fez esse procedimento no Hospital Villa-Lobos e que a técnica, apesar de ainda estar no início, tem muito para evoluir. “Muito se fala que no futuro poderemos imprimir órgãos inteiros. Nesse caso, a impressora usaria células como material ao invés de plástico”, diz Teixeira. Além do auxílio em cirurgias de coluna, a impressora 3D já foi utilizada em operações de reconstrução de face, prótese craniana e até para salvar a vida de um bebê que sofria de problemas respiratórios. 16 10 EXEMPLOS QUE PODEM REVOLUCIONAR A MEDICINA 10.1.1 Imprimir células-tronco embrionárias humanas Células-tronco podem desenvolver-se nos mais diversos tipos de tecido do corpo e agora podem ser impressas, pelo menos em laboratório. No dia 5 de fevereiro de 2013, no jornal Science, pesquisas da Universidade de Edinburgh descrevem uma impressora baseada em válvulas que imprime células-tronco embrionárias humanas vivas. Essas células podem ser usadas para criar tecidos para testes farmacológicos ou crescer órgãos para transplante.
  17. 17. 17 10.1.2 Imprimir vasos sanguíneos e tecido cardíaco Imprimir alguns tecidos já é uma realidade. Gabor Forgacs da Universidade de Missouri na Columbia e colegas imprimiram vasos sanguíneos e lâminas de tecidos que pulsam como um coração de verdade. O trabalho foi publicado em março de 2008 no jornal TissueEngineering. Forgacs e colaboradores começaram uma companhia chamada Organovo para disponibilizar estes produtos para o mercado. Um grupo na GermanFraunhoferInstitute também criou vasos sanguíneos, imprimindo moléculas biológicas artificiais com tinta 3D e recortando-as com laser. 10.1.3 Imprimir pele Nos últimos 25 anos, temos visto grandes avanços na engenharia tecidual de pele, que pode ser usada para substituir pele lesada por queimaduras, doenças de pele entre outras causas. Recentemente, cientistas tem adotado pele impressa em 3D para tais procedimentos. Lothar Koch e colegas, do Laser Center Hannover na Alemanha, imprimiram a laser células epiteliais, como foi relatado em setembro de 2010 no jornal TissueEngeneering. 10.1.4 Consertando um coração partido Pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de um “conserta-coração” feito de células impressas em 3D que reparam “corações partidos”. Ralf Gaebel e seus colegas da Universidade de Rostok, na Alemanha, construíram o reparador usando uma técnica computadorizada de impressão 3D a laser. Eles implantaram esse reparador feito de células humanas em corações de ratos que sofreram infarto do miocárdio, os corações de rato que foram reparados mostraram
  18. 18. melhora na função. Os cientistas relataram o caso em dezembro de 2011 no jornal Biomaterials. 18 10.1.5 Imprimindo cartilagens e ossos Nos Estados Unidos a Universidade Estadual de Washington estão estudando a criação de um osso artificial feito sob medida que pode manter a estabilidade enquanto o osso natural se recupera de alguma fratura. A técnica já foi testada, com resultados promissores. O osso artificial, feito de fosfato de cálcio, silício e zinco, é colocado ao lado do osso lesionado e funciona como uma prótese. Quando o osso biológico estiver recuperado, não há nem necessidade de voltar ao ortopedista – o osso impresso em 3D é capaz de se dissolver sozinho, sem deixar vestígios ou provocar danos. Implantes dentários e tratamentos de osteoporose também serão beneficiados com essa técnica. 10.1.6 Estudar câncer com células impressas Imprimir células pode levar a melhores jeitos de estudar doenças em laboratório e desenvolver terapias. Por exemplo, um grupo de pesquisadores usou um sistema automatizado para imprimir células neoplásicas de ovário em um gel dentro de uma placa de Petri, onde as células podem crescer e serem estudadas. A proposta desta impressão possibilita aos cientistas estudar as células tumorais num ambiente mais sistemático (preciso) e usá-las para testar fármacos. O estudo, liderado pelo engenheiro biomédico UtkanDemirici, de Harvard University Medical School e BrighamandWomen’s Hospital, foi publicado em fevereiro de 2011 no BiotechnologyJournal.
  19. 19. 19 10.1.7 Imprimir órgãos Anthony Atala, da Universidade Wake Forest, na Carolina do Norte, EUA, recriou em laboratório a bexiga de sete pessoas portadoras de um grave defeito congênito. Atala retirou células da própria bexiga dos voluntários e injetou num molde biodegradável feito numa impressora 3D. Depois, implantou o órgão de volta nos pacientes. Sim, funcionou. O próximo passo é imprimir um rim. Sabemos que a computação e as tecnologias da atualidade estão sendo aplicadas em diversas áreas do conhecimento e do desenvolvimento humano. A utilização e evolução da tecnologia 3D é uma prova notória de que os avanços na área de computação podem auxiliar até na saúde e bem estar das pessoas, trazendo inúmeros benefícios como incluir custos menores e flexíveis, a rápida produção de peças e instrumentos. 10.1.8 Impressão 3D de ouvido humano Vários cientistas de universidades americanas entre elas podemos destacar as de, Princeton University,usaram a técnica de impressão em 3D para criar uma orelha composta de células de cartilagem, um tipo de polímero e nanopartículas eletrônicas capaz de captar frequências num espectro mais amplo que o ouvido humano. O projeto ainda se trata de um protótipo, pois seriam necessários testes para comprovar a capacidade de ele ser ligado às terminações nervosas de um ser humano, e já representa um grande avanço do uso de impressoras 3D para fins médicos. 10.1.9 Impressão 3D de implante de traquéia Impressão 3D foi recentemente utilizado por médicos e pesquisadores em os EUA para criar tala traqueal suporte para o bebê Kaiba Gionfriddo. Kaiba nasceu com traqueobroncomalacia - uma condição caracterizada pelo apoio enfraquecida
  20. 20. da traquéia - o que significava que sua via aérea mantida em colapso, impedindo sua respiração. O material utilizado para a construção do implante foi um plástico especial (policaprolactona) que tem a propriedade de se degradar, ser absorvido naturalmente pelo corpo e se dissolverá por si só em três anos, mas aí a traqueia original de Kaiba já estará com a sua abertura fixada – como se tivesse se condicionado a não se retrair e a conduzir o ar conforme, e o avanço de adaptação e regeneração, Kaiba poderá ter o tubo removido, explicou Scott Hollister, o engenheiro biomédico que dirigiu o trabalho. O pequeno Kaiba, que agora tem quase 19 meses de idade, não voltou apresentar novas crises respiratórias. Assim, a impressora 3D não só serve para criar armas, comida ou qualquer raridade que vem à mente de um ser humano. Pode também salvar vidas. Nesta imagem acima, Kaiba Gionfriddo joga com o cão da família, Bandit, fora de sua casa Youngstown, Ohio terça-feira 21 maio, 2013. Nasceu com um defeito de nascença que causou o menino parar de respirar todos os dias, agora ele pode respirar normalmente, com um primeiro-of- uma espécie de via aérea biodegradável feito por médicos de Michigan, utilizando partículas de plástico e uma impressora a laser 3-D. (AP Photo / Mark Stahl). São vários exemplos de impressoras 3D que se de na área da saúde. Mas o implante da prótese de crânio é um exemplo de tendência, e não é uma realidade de países do exterior, mas também brasileira. 20 10.1.10 Impressão 3D de prótese de crânio A prótese,pode ser impressa exatamente de acordo as particularidades fisiológicas do paciente. Além de leves, moldes deste tipo são também bastante resistentes (vantagens patentes se levadas em conta as tradicionais próteses de titânio). É muito provável, portanto, que mais e mais ossos do corpo humano
  21. 21. comecem a ser fabricados por impressoras 3D até mesmo dentro de hospitais, em alguns anos. No Brasil aqui no serviço médico paulista, há seis máquinas de impressão 3D. Nelas também são produzidos moldes perfeitos para a confecção de próteses personalizadas. O neurocirurgião João Flávio Zullo, do Hospital Estadual Sumaré, administrado pela Universidade Estadual de Campinas, vale-se da técnica para refazer o crânio de pessoas vítimas de trauma ou que tiveram parte da estrutura craniana extraída para a realização de neurocirurgias, por exemplo. Entre outras indicações, ele já a usou para refazer a testa de um paciente que teve a parte frontal do crânio retirada. O mesmo equipamento foi utilizado para fabricar um molde que serviu de base para a reconstrução da parte lateral do crânio da pedagoga Késsia Helen de Andrade Silva, 21 anos. Há dois anos, ela sofreu um acidente de moto e teve um pedaço do crânio retirado para aliviar a pressão intracraniana e permitir a retirada de um coágulo. E recentemente,uma mulher holandesa de 22 anos foi a primeira pessoa a receber um transplante de crânio cujo implante foi inteiramente feito em uma impressora 3D. A operação foi realizada com sucesso três meses atrás, mas só agora o hospital da Universidade de Utrecht, na Holanda, divulga o feito. A paciente sofria de uma raríssima crônica óssea que causa um aumento da espessura do crânio – de 1,5 cm chegou a 5cm no momento da cirurgia. Isso levaria a sérios danos neurológicos e poderia levar à morte. Os médicos da universidade usaram uma impressora 3D para criar uma cópia perfeita do crânio da paciente usando um liga plástica transparente. Eles encaixaram na cabeça da jovem em uma cirurgia que durou 23 horas. Apesar da experiência da equipe em reconstrução craniana em três dimensões, eles nunca tinham realizado um procedimento tão complexo. Segundo o médico Ben Verweij, esses procedimentos usavam até então uma espécie de cimento que costumavam ser feitos à mão na sala de cirurgia. Logo após a cirurgia, a paciente já não apresentou sequelas. Segundo o hospital, ela já voltou a trabalhar. Ao todo, o processo levou três meses. 21
  22. 22. Os projetos mais ousados (como o implante de pele em vítimas de queimaduras e a impressão da estrutura interior de bexigas) estão atualmente sob etapa de aperfeiçoamento. 22 11 VANTAGENS  A mesma máquina pode construir muitas coisas diferentes. Dessa forma, não é preciso criar equipamentos especializados para cada peça a ser feita;  Protótipos robóticos para quem nasceu com problemas congênitos que impediram ou mal-formaram esse membro, ou para pessoas que tenham sofrido algum tipo de acidente;  Os protótipos quando quebram, suas peças são repostas rapidamente e se adaptam ao crescimento e desenvolvimento de quem está utilizando;  Há pouco desperdício já que somente o material necessário é usado;  As impressoras criam produtos a partir de arquivos digitais de design que são fáceis de transmitir por via eletrônica. Ou seja, peças e produtos podem ser impressos exatamente no local de venda, reduzindo a necessidade de transporte;  Tecnologia de impressão 3D pode ser o caminho para um novo modo de produção descentralizado e de menor impacto ambiental 12 DESVANTAGENS O que mais tem assustado os especialistas na área é que, mesmo com regulamentações, não existe como garantir que arquivos para a impressão destes elementos não sejam criados ou distribuídos de forma ou para algo errado:  Armas: Já existem versões modelos totalmente produzidos em impressoras 3D,de armas de fogo caseira que não poderiam nem mesmo ser identificados em detectores de metais em aeroportos e bancos; Embora o projeto tenha sido impedido de circular na rede e sua fabricação seja considerada crime no Brasil (que conta com uma lei que proíbe a
  23. 23. fabricação de armas no país), já sabemos que para pessoas mal-intencionadas 23 leis e proibições não são barreiras.  Clonagem de cartões:Os dispositivos finalizados com a modelagem e impressão em 3D acabam sendo muito semelhantes ao acabamento encontrado nos equipamentos, fazendo com que seja praticamente impossível perceber o golpe ao se aproximar de um caixa automático.  Chaves: A possibilidade de criar cópias de chaves com um simples escaneamento do objeto. Isso pode acontecer através de fotografias e um pouco de conhecimento em matemática para ajustar as medidas;  Remédios (ou drogas):pode haver uma revolução na área farmacêutica, um químico da Universidade de Glasgow, está desenvolvendo um protótipo para a fabricação independente de remédios – e, consequentemente, drogas. Com um sistema de farmácias online, qualquer pessoa poderá comprar o “projeto” com uma prescrição digital, no entanto, isso é mais uma coisa que pode ser facilmente burlada, seja nos meios digitais ou fora deles;  Pirataria e falsificação: Este item é menos perigoso em questões de segurança, mas não menos “do mal”. Com a possibilidade de reproduzir qualquer coisa, a pirataria é certa. Mas, além de bonequinhos de ação 3D sem licença, qualquer pessoa também pode imprimir cópias perfeitas de obras de arte; 13 CONSIDERAÇÕES FINAIS 14 CONCLUSÃO O avanço proporcionado pela tecnologia 3D deve representar para o século XXI um efeito transformador semelhante ao provocado pela Revolução Industrial do final do século XVIII, que tornou viável a fabricação em massa, criou a produção em escala que permitiu o barateamento do preço das mercadorias e transformou a economia capitalista.
  24. 24. Chegará um momento, em que as impressoras 3D estarão tão presentes na vida das pessoas que elas se tornarão comuns, assim como os aparelhos convencionais de hoje. Será interessante ver como a indústria reagirá ao fato de cada vez mais pessoas, em vez de comprar produtos, optarem por fazê-los em casa. A revolução provocada pelas impressoras 3D já começa a transformar os negócios. Ainda é preciso, no entanto, avançar alguns passos para o sistema se popularizar de vez. Reduzir o preço é crucial nesse quesito. 24
  25. 25. 25 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://veja.abril.com.br/blog/ricardo-setti/tema-livre/parece-coisa-de-louco-mas-e-verdade- cientista-quer-criar-orgaos-humanos-a-partir-de-uma-impressora-de-3d/. http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/39647-20-perguntas-e-respostas-sobre-impressoras- 3d.htm. http://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_de_tecidos. Fonte e referência: Ana Paula Pereira (empresa TecMundo)
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