Satélite, música e próteses: impressão 3D não é só um brinquedo

O empresário Andreas Roser está diante de uma impressora 3D de última geração, num galpão de 800 metros quadrados, numa antiga área industrial em Lörrach, no estado de Baden-Württemberg. Para o alemão de 31 anos, diretor executivo da firma Fabb-It, a técnica representa uma verdadeira revolução: "Muita gente acha que a impressão tridimensional é um brinquedo. Mas essa tecnologia consegue trabalhar com uma precisão de centésimos de milímetro."

No momento, o construtor de ferramentas está imprimindo uma peça de plástico, de quatro por quatro centímetros. Ele apresenta um padrão reticulado, em filigrana e várias camadas, cuja produção só a técnica 3D permite. Embutida em fones de ouvido de alta qualidade, a peça impede que o barulho externo penetre.

Segundo Roser, é altamente interessante para a indústria fabricar peças de metal leves e ultraestáveis pelo processo tridimensional; em vez de, à maneira clássica, talhá-las a partir de blocos de metal ou fundi-las. A produção por esse método tem crescido entre 30% e 40% ao ano.

Na realidade, o termo impressão 3D é enganoso. Na produção aditiva – este é o termo técnico – não se trata de um processo de imprensa como nos tempos de Johannes Gutenberg, e sim de modelagem, camada por camada.

Em primeiro lugar, a peça desejada é projetada no computador, como modelo tridimensional. O software decompõe o modelo em camadas nanométricas e sucessivamente envia os dados de construção para a impressora.

Raios laser, feixes de elétrons ou luz infravermelha derretem o pó de metal ou matéria plástica, transformando-o em material sólido. Quando uma camada está pronta, é aplicado mais pó, e a próxima camada é derretida. As máquinas de alto desempenho da Fabb-It, por exemplo, são capazes de modelar tridimensionalmente quase 90 materiais, incluindo titânio e madeira.

De satélites a próteses médicas

Sempre que se trata de modelos complexos, a técnica de impressão tridimensional é especialmente bem-vinda, sobretudo na construção de máquinas, automóveis e aviões, arquitetura e design.

Da impressora 3D saem tanto joelhos artificiais quanto suportes para os batentes das portas do Airbus A350 – tão estáveis quanto os exemplares de metal fundido, porém 60% mais leves, resultando em economia de combustível na aviação.

O setor de impressão 3D está prestes a entrar para o mercado de massa: para 2018, a consultoria empresarial americana Wohlers Associates calcula um faturamento global de cerca de 12 bilhões de euros, e em 2021, 17 bilhões de euros.

Hoje, vítimas de acidentes e de doenças já se beneficiam de próteses impressas de alta precisão, para substituir, por exemplo, ossos do crânio ou cartilagem da orelha. Recentemente, especialistas em materiais da Universidade de Chicago conseguiram produzir na impressora 3D um substituto ósseo artificial, a partir de minerais dos ossos e plástico biocompatível.

Vários clientes de Roser vêm da área da tecnologia médica. Entre outros artigos, a Fabb-It produz órteses sob medida para a coluna vertebral. "Quem já teve que ficar engessado, sabe: debaixo de uma superfície fechada, sempre coça, é desagradável. Por isso fabricamos uma órtese orgânica, biônica."

O design chama a atenção por seu padrão, cheio de orifícios. "O material só é utilizado onde for realmente necessário. Por isso, não se fica suando sob essas órteses."

Tecnologia em rápida expansão

Outros dos 1.700 clientes da firma vêm dos setores automobilístico e aeroviário – tanto fornecedores da americana Tesla Motors quanto institutos Fraunhofer. Roser até fundou uma sucursal na metrópole indiana de Mumbai, cujos trabalhadores também desenvolvem peças que poderão ajudar a cavar túneis subterrâneos ou voar pelo cosmo em satélites.

Outra vantagem da impressão 3D é possibilitar que startups com pouco capital concretizem uma ideia de produto sem gastos excessivos. Para desenvolver protótipos, não precisam investir em maquinaria cara, pois o processo compensa especialmente para lotes de um a 5 mil exemplares.

Também companhias estabelecidas já recorrem cada vez mais à tecnologia 3D. Segundo uma pesquisa da firma de assessoria financeira Deloitte, em 2017, 64% dos relojoeiros da Suíça recorreram à impressão tridimensional para produzir protótipos. Mais da metade igualmente integra a técnica na produção comercial, a fim de reduzir os custos de modelos fabricados à mão.

Com a difusão da chamada produção aditiva, vários portais de internet oferecem modelos de impressão para baixar. O thingiverse.com, por exemplo, coleta moldes digitais de design e os disponibiliza grátis na rede. Usuários e empresas podem baixá-los e trocá-los entre si. Mas há riscos.

Como a questão dos direitos autorais ainda não está esclarecida, criminosos podem utilizar a técnica de impressão em 3D para inundar o mercado com artigos falsificados e plágios industriais. Além do thingiverse.com, existem outras plataformas de trocas e bancos de dados com centenas de milhares de moldes 3D, aponta Roser.

"É uma lacuna legal que tem que ser fechada urgentemente. Uma solução possível seria, por exemplo, instalar um software de proteção nos sistemas de escaneamento profissional, de forma que as cópias pelo menos não funcionem mais", diz.

Da logística à música

Roser aponta vantagens também no campo da sustentabilidade e do transporte: como as técnicas de produção aditiva compõem peças a partir de dados de construção, a distância entre o computador, que pode enviar esses códigos digitais para qualquer lugar do mundo, e a impressora 3D que os materializa não tem a menor relevância – contanto que a conexão de internet seja estável.

Um exemplo concreto já é a empresa de logística UPS: "Ela passou a não enviar certos artigos mais fisicamente, mas sim pela internet, como arquivo digital. No local de destino, a peça encomendada é impressa, ficando imediatamente disponível."

As técnicas de produção aditiva abrem possibilidades até mesmo em áreas nas quais. Tradicionalmente, máquinas de alto desempenho têm um papel subordinado. Por exemplo, na fabricação de instrumentos musicais, até mesmo oferecendo alternativas mais ecológicas que os métodos e materiais convencionais.

O músico e lutier Ricardo Simian, da cidade suíça de Basileia, lembra que as matérias primas de que dependem os instrumentos estão cada vez mais raras. O pau-brasil ou pau-de-pernambuco, madeira nobre nativa das matas brasileiras usada para a construção de arcos de violino, é um exemplo dramático.

"Derrubamos quase todas as árvores. Vai levar décadas até elas crescerem de novo. Por isso nós, luthiers, procuramos materiais alternativos", explica Simian. Ele toca corneto, um instrumento de sopro renascentista, do tamanho de um oboé, levemente curvo e com um som entre uma flauta doce e um trompete.

O suíço encomendou a produção aditiva de exemplares de nylon que convenceram tanto músicos quanto cientistas, em assim chamados "testes cegos": o som dos sósias aditivo foi considerado indistinguível dos instrumentos tradicionais, de madeira.