Análise da viabilidade de reposição de componentes rígidos de máquinas a partir de impressão 3D

Abstract

O presente trabalho apresenta a análise de viabilidade técnica e econômica da substituição de componentes metálicos de máquinas industriais por peças poliméricas produzidas por impressão 3D, dentro do cenário de uma indústria de produtos de limpeza na região metropolitana do Recife-PE, com objetivo de avaliar o potencial da impressão 3D na reposição de peças na indústria. O estudo teve motivação baseada nas dificuldades enfrentadas pela indústria, onde muitos componentes são importados, com custos elevados, longos prazos de entregas e dependência de fornecedores específicos. Neste cenário, a impressão 3D apresenta-se como alternativa de baixo custo, rápida produção e disponibilidade e personalização de componentes. O desenvolvimento do trabalho envolveu um estudo de caso real, se tratando de uma pesquisa aplicada exploratória. Inicialmente foram analisadas 3 peças diferentes dentro da indústria, comparando critérios como custo, frequência de quebra, exposição a agentes químicos ou intempéries e esforço mecânico. A peça selecionada foi uma garra de pré-forma, que apresentava um custo elevado e longo prazo de entrega, por ser importada. A peça foi modelada e fabricada por impressão 3D através da técnica de Modelagem por Deposição Fundida (FDM), usando o PLA (poliácido láctico). A peça fabricada foi testada na linha de produção, sendo avaliado sua durabilidade e seu custo. Os resultados apontaram que embora a peça polimérica fosse mais frágil e suportasse menos ciclos de trabalho, ela foi funcional e trouxe um ganho financeiro significativo, reduzindo o custo no primeiro ano em 29% e, a partir do segundo ano, gerou uma redução de custo anual de 74%, ou seja, 6 vezes menor, com isso trouxe um payback de 8 meses em relação ao investimento inicial, além de resolver outros pontos como tempo de entrega da peça e independência de fornecedores específicos. Então conclui-se que a substituição de componentes metálicos por peças impressas em 3D é viável, principalmente quando há baixa solicitação mecânica e alta disponibilidade para troca de peças entre ciclos de trabalho, sendo muito vantajoso financeiramente.