Unicamp usa prototipagem rápida na produção de microreatores

Equipamento fornecido pela SISGRAPH é utilizado pelo laboratório da Faculdade de Engenharia Química e garante economia de 80% do tempo e custos na fabricação de microreatores.

A Unicamp está utilizando a prototipagem rápida na fabricação de microreatores, com uma economia de 80% do tempo e custos no ciclo de desenvolvimento. Para isso, o Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA) da Faculdade de Engenharia Química na Unicamp, usa o equipamento Vantage S, fabricado pela Stratasys e fornecido à instituição pela SISGRAPH. Rubens Maciel Filho (Professor Titular e Coordenador do LOPCA) e André Jardini (Pesquisador Sênior do LOPCA), da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, explicam que o LOPCA adquiriu recentemente uma máquina de prototipagem rápida com tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling ou Deposição de Material Fundido). “Esse equipamento será empregado na fabricação de microreatores e sistemas incorporados para a tecnologia de processo microquímico orientada a uma produção eficiente e sustentável de energia e dos materiais nos mais diversos ramos da indústria”.

A prototipagem rápida pode ser aplicada até mesmo na fabricação de componentes que farão parte da produção de materiais com propriedades específicas, mais eficiente e sustentável a partir de fontes renováveis.

Medicamentos e produtos químicos - Maciel Filho e Jardini contam que os microreatores e os dispositivos microfluídicos vêm surgindo como solução na realização de reações químicas em microcanais para a descoberta de medicamentos ou produção de produtos químicos especializados, ou até mesmo como suporte para o desenvolvimento de novas energias, além da instrumentação e análise para diagnóstico molecular.

Maciel Filho explica que com a tecnologia de microreatores é possível desenvolver novos materiais de forma mais rápida e mais eficiente, sem a geração de resíduos e de forma mais econômica. “Com a tecnologia de microreatores há vantagens mesmo na obtenção de materiais já existentes, porém com propriedade controladas para finalidades específicas e através de fontes renováveis”.

Economia de 80% de tempo e custos - Segundo os pesquisadores da Unicamp, a miniaturização de componentes e de sistemas é uma tendência global dos setores tecnológicos mais avançados. “Nas últimas décadas, têm surgido necessidades cada vez maiores de microcomponentes e de microestruturas, dado o constante aumento do número de aplicações técnicas nas mais diversas áreas da química fina, biomedicina, farmacêutica, microeletrônica, telecomunicações, indústria automotiva e aeroespacial, entre outras”. Para se atingir os objetivos deste projeto, diz Jardini, a máquina FDM fornece um meio rápido e preciso para a fabricação e design dos microreatores. “Estimamos uma economia de 80% do tempo e custos no ciclo de desenvolvimento de microreatores com microdetalhes internos (cavidades e microcanais) e resolução espacial micrométrica”.

O LOPCA realiza pesquisas científicas com o uso da tecnologia de prototipagem rápida, presta serviços nas áreas de Engenharia, Design e Saúde e, principalmente, realiza parcerias com a iniciativa privada, utilizando inclusive mecanismos de financiamentos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (programa PIPE e PITE) para o desenvolvimento destes projetos.

Bem estar da população - Na opinião de Jardini, oferecer aos alunos a possibilidade do contato com tecnologias como a prototipagem rápida só traz benefícios. “Devido à escala da microquímica, o desenvolvimento da tecnologia de processo microquímico ainda enfrenta muitos desafios, ao mesmo tempo em que trouxe novos questionamentos para o meio científico. Na conversão da dimensão macro para micro existem diversos desafios científicos a serem pesquisados e novos processos para serem desenvolvidos. Este cenário é interessante para trabalhos conjuntos entre alunos de graduação e pós-graduação com pesquisadores e professores experientes, trazendo assim, uma incessante procura por novos descobrimentos, alternativas e desenvolvimentos úteis a sociedade e ao bem estar e melhora na qualidade de vida da população”.

Para o pesquisador da Unicamp, a procura incessante de novos caminhos, novos destinos e novas ferramentas, faz evoluir o conhecimento da comunidade científica da Universidade em suas diversas áreas desde a Engenharia, Arquitetura, Saúde, Biologia, Física e Química, entre outras.

A importãncia da microquímica - Jardini conta que a tecnologia microquímica representa uma fronteira nova, nascida no início dos anos de 1990. “Esta tecnologia foca no estudo de processos de engenharia química e nos princípios dos microequipamentos e microsistemas. Por causa da pequena dimensão dos microreatores, as áreas superficiais específicas aumentam, o efeito de superfície se intensifica e os fenômenos de transporte (vazão, transferência térmica e transferência de massa) conduzem a aumentos notáveis nas taxas de transferência, que excedem de dois a três ordens de grandeza, àquelas dos equipamentos de tamanho convencional”. A aplicação da tecnologia microquímica vai melhorar muito a eficiência dos sistemas de processo e reduzir seu volume e massa. “As dimensões usuais do processo químico são normalmente de larga escala, visando redução do custo de produção. O processo microquímico, no entanto, dá prioridade a eficiência, velocidade, flexibilidade e a redução de massa”.

O sistema de engenharia microquímica pode ser concebido em estruturas modulares, com etapas de produção separadas fisicamente, adequando-se às demandas de produção, suprimento de materiais, reduzindo estoque, operações de transporte e com maior segurança operacional, otimizando a utilização dos diversos recursos.

“O processo da microquímica deverá evoluir da mesma forma que a microeletrônica e seu desenvolvimento exercerá uma influência revolucionária na engenharia química”.

Perfil da Sisgraph - As soluções de Prototipagem Rápida Sisgraph/Stratasys são líderes absolutas no mercado brasileiro. Com dezenas de usuários produzindo protótipos funcionais numa variada gama de aplicações e materiais, a Prototipagem Rápida é a mais recente tecnologia para produção de modelos físicos a partir de projetos em sistemas CAD 3D.

Para a produção de protótipos funcionais de engenharia, a Stratasys desenvolveu a tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling). É a única que permite a produção de peças em ABS, policarbonato e polifenilsulfona, alguns dos plásticos de engenharia mais utilizados pela indústria.

Essa tecnologia destaca-se pela extrema simplicidade e por não causar danos ao meio ambiente. Planejados para operar em ambiente de escritório, os equipamentos da Stratasys dispensam instalações complexas, possuindo um funcionamento limpo e silencioso. | www.sisgraph.com.br