Logótipo MAKE IT Product R&D, versão branca

Impressão 3D: de Portugal até ao espaço

16 anos de impressão 3D no desenvolvimento de produto

Francisco Mendes · Fundador e CEO, MAKE IT Product R&D

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O legado

2010

bitBOX

Electronic Systems

oportunidade impressão 3D: começo da era Open Source.
problema: não sabíamos qual era o produto.

Um ano para descobrir, com utilizadores reais, que produto fazia sentido desenvolver.

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O legado

Descobrir o produto antes de o fabricar

R2C2

RepRap CNC Controller

microcontrolador rápido, quando a maioria das impressoras usava 8 bits

plug and play, num kit para montar a impressora em casa

early adopters e beta testers que definiram a versão final

Build

Measure

Learn

Build · construir o MVP

Measure · medir com utilizadores reais

Learn · aprender: pivotar ou perseverar

2010
Início

Fev 2011
1.º protótipo

Jun 2011
Validação do MVP

Set 2011
Eric Ries lança Lean Startup

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USB

150

32 bits

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O legado · BEEVERYCREATIVE

BEETHEFIRST:
"First easy to use PnP 3D Printer"

18 meses

do zero ao mercado, industrializada

15 pessoas

em desenvolvimento, sete disciplinas

9 prémios

de produto, atribuídos por utilizadores e revistas

3 continentes

certificada e distribuída

Lançada no 3D Print Show, Londres 2014.

Prémio: 3D Printshow Global Awards 2014, Best Consumer Printer

Prémio: 3D Printshow Global Awards 2014, Best Prosumer Printer

Prémio: 3D Hubs Best of Plug n Play 2015

Prémio: Make: Ultimate Guide to 3D Printing 2015, Rookie of the Year

Prémio: 3D Hubs Best of Plug n Play 2016

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O legado · BEETHEFIRST

Tudo desenvolvido in-house.
Tudo industrializado em Portugal.

Electrónica

Primeira placa com microcontrolador rápido de 32 bits

Firmware

Primeira plug and play por USB

Software

Primeiro drag and drop to print

Mecânica

Primeiro extrusor full metal duradoro

Desenho térmico

Simulação, desenho e teste

Design industrial

A primeira fácil de usar

Manufactura

Desenhada, controlada (QA/QC) e fabricada em Portugal

Zero componentes off-the-shelf

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Impressora 3D MELT desenvolvida para a Agência Espacial Europeia, com peças impressas em PEEK

O legado · Agência Espacial Europeia

Impressoras 3D para a Estação Espacial Internacional

MELT · 2014 a 2018

A primeira impressora 3D europeia pensada para a Estação Espacial Internacional.

Funciona em qualquer orientação:

Termoplásticos de engenharia, PEEK.

Consórcios europeus para a ESA. Fontes: ESA, 3D Printing Industry.

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Peça longa em PEEK a sair da impressora 3D IMPERIAL, desenvolvida para a Agência Espacial Europeia

O legado · Agência Espacial Europeia

IMPERIAL: imprimir sem limite de comprimento

2019 a 2021

Tapete transportador aquecido: peças de comprimento ilimitado numa direcção, em PEI, PEEK e PEKK.

1,5 m

barra impressa de uma só vez, demonstrada em 2021

Fontes: ESA, “Breaking boundaries: a 3D printer taking space manufacturing beyond limits”; 3D Printing Industry.

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Fabrico aditivo em microgravidade

PEEK: difícil de imprimir, precioso no espaço

O material

143 °C

transição vítrea (Tg)

343 °C

fusão (Tm)

Termoplástico semicristalino de alto desempenho: resistência mecânica, química e térmica próximas de alguns metais leves, com uma fracção do peso.

O que tivemos de resolver

Extrusão entre 365 e 440 °C, estável e repetível

Câmara aquecida uniforme, acima de ~133 °C para cristalizar sem contração assimétrica (warping)

Sem convecção natural: em microgravidade o calor não sobe, tem de ser gerido

Qualquer orientação, dentro das regras de segurança da ISS

Fontes: PMC8840026 (FFF de PEEK); AON3D; ESA, projecto IMPERIAL.

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“Desenvolver o produto e lança-lo no mercado foi muito duro.
Então pensei: se calhar, falta uma MAKE IT.”

Juntar numa equipa pequena tudo o que aprendemos: do design à electrónica, do protótipo à indústria.

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A MAKE IT · desde 2019

Uma equipa de comandos

Francisco Mendes

Fundador da BEEVERYCREATIVE. 25+ anos em I&D e gestão de projecto. MSc Electrónica e Telecomunicações, MSc Automação Industrial.

Pedro Magalhães

Prototipagem, de UAVs a impressoras 3D, modelação 3D e metalomecânica. MSc Electrónica e Telecomunicações.

Especialistas em cada área, com conhecimento transversal a toda a stack.

Todos já fizeram produto, montaram um negócio ou estiveram num hackathon.

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O que fazemos

Full-stack product development

Levar um produto de TRL1, uma ideia, até TRL9, pronto para o mercado.

“Em 2019 pesquisei o termo e ninguém o usava para hardware.”

Gestão ágil de projecto, em ciclos de 15 dias

Cloud · AI · Apps

Firmware e software embebido

Electrónica

o nosso core

Mecânica · Design industrial · UX/UI

Certificação · DFM · Industrialização

TRL 1

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8

9

Ideia → protótipo validado

Piloto

Indústria
e mercado

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Fabrico aditivo na MAKE IT

Quatro tecnologias, uma escolha por fase

FDM

Extrusão de filamento termoplástico

Materiais: PLA, PET-G, PC, TPU, PET, ASA, ...

Quando: iteração rápida e peças funcionais

SLA

Fotopolimerização de resina por laser

Materiais: resinas fotopoliméricas

Quando: detalhe fino, acabamento e validação de forma

Multi Jet

Agente de fusão sobre cama de pó

Materiais: poliamida (PA12)

Quando: pequenas séries de peças funcionais

SLS

Sinterização de pó por laser

Materiais: poliamidas (PA11, PA12)

Quando: geometrias complexas, sem suportes

A pergunta nunca é “que impressora temos?”.
É “o que é que esta peça tem de provar nesta fase?”.

Material vs. Processo

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Como trabalhamos

Do protótipo à fábrica: o caminho que ninguém vê

O que se imagina

Ideia → Protótipo → Fábrica

O caminho real

Protótipo

Prova de conceito

A ideia funciona?

Protótipo

De engenharia

Dá para replicar?

EVT

Validação de engenharia

Cumpre as especificações?

DVT

Validação de design

Passa certificação e testes de fiabilidade?

PVT

Validação de produção

A linha produz com qualidade e ao ritmo certo?

Mercado

Produção

No dia previsto, a fábrica arranca.

O que deve assustar não são as fases. É executá-las mal, ou tentar saltá-las.

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Como trabalhamos

Três princípios, desde a hora zero

Fazer o produto certo

Primeiro design the right thing, depois design the thing right. Podemos fazer muito bem o produto errado.

MVP a sério

Não é o que a equipa pensa numa reunião. É o que se aprende com potenciais clientes, protótipos e dados reais.

DFM desde a hora zero

Cada parafuso, cada transístor do primeiro protótipo é uma decisão sobre o produto final, tomada com o cliente.

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Projecto interno

Um robô autónomo como demonstrador de tecnologias

MAKE IT robot

Impressão 3D

Rodas mecanum impressas em 3D

Servomotores

Brushless em malha fechada, com PID afinado

15 dias

Base desenhada, prototipada e montada por dois engenheiros e um designer industrial

LiDAR 3D

Percepção do espaço à volta do robô

Electrónica e ROS

Controlo, sensores e navegação

Mecânica

Transmissão dimensionada para servo-controlo

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Aplicações de 3DP

Técnica · material · vantagem

Klugit

Técnica: FDM

Material: PET reciclado (polietileno tereftalato), directo, sem aditivos

Vantagem: produto 100% reciclado

Mão robótica antropomórfica com 6 graus de liberdade

Mão antropomórfica 6DOF

Técnica: FDM e SLA

Material: PC, resina e TPU

Vantagem: PC para resistência mecânica, resina para precisão, TPU para grip

Jig de teste · Zaptec

Técnica: FDM

Material: PC (policarbonato)

Vantagem: resistência e precisão numa linha de montagem

Técnicas

FDM · SLA

Materiais

Resina fotopolimérica
PC (policarbonato)
TPU (poliuretano termoplástico)
PET-G (polietileno tereftalato glicol)

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Helping innovators to develop smart products.

Francisco Mendes
fm@make-it.tech

Apresentação e extras

make-it.tech/impressao-3d

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Impressão 3D: de Portugal até ao espaço

2010

oportunidade impressão 3D: começo da era Open Source.problema: não sabíamos qual era o produto.

Descobrir o produto antes de o fabricar

BEETHEFIRST: "First easy to use PnP 3D Printer"

Tudo desenvolvido in-house. Tudo industrializado em Portugal.

Electrónica

Firmware

Software

Mecânica

Desenho térmico

Design industrial

Manufactura

Zero componentes off-the-shelf

Impressoras 3D para a Estação Espacial Internacional

MELT · 2014 a 2018

IMPERIAL: imprimir sem limite de comprimento

2019 a 2021

PEEK: difícil de imprimir, precioso no espaço

“Desenvolver o produto e lança-lo no mercado foi muito duro. Então pensei: se calhar, falta uma MAKE IT.”

Uma equipa de comandos

Francisco Mendes

Pedro Magalhães

Full-stack product development

Quatro tecnologias, uma escolha por fase

FDM

SLA

Multi Jet

SLS

Do protótipo à fábrica: o caminho que ninguém vê

Prova de conceito

De engenharia

Validação de engenharia

Validação de design

Validação de produção

Produção

Três princípios, desde a hora zero

Fazer o produto certo

MVP a sério

DFM desde a hora zero

Um robô autónomo como demonstrador de tecnologias

Impressão 3D

Servomotores

15 dias

LiDAR 3D

Electrónica e ROS

Mecânica

Aplicações de 3DP

Klugit

Mão antropomórfica 6DOF

Jig de teste · Zaptec

oportunidade impressão 3D: começo da era Open Source.
problema: não sabíamos qual era o produto.

BEETHEFIRST:
"First easy to use PnP 3D Printer"

Tudo desenvolvido in-house.
Tudo industrializado em Portugal.

“Desenvolver o produto e lança-lo no mercado foi muito duro.
Então pensei: se calhar, falta uma MAKE IT.”