O DESENVOLVIMENTO E PRODUÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO UTILIZANDO COMO BASE A MANUFATURA ADITIVA

DESENVOLVIMENTO E PRODUÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO UTILIZANDO COMO BASE A MANUFATURA ADITIVA

RESUMO

A doença coronavírus 2019 (COVID-19), causada pelo vírus da Síndrome Respiratória Aguda Grave Coronavírus 2 (SARS-CoV-2), teve um grande impacto em nossa sociedade, inclusive em relação ao fornecimento contínuo de equipamentos de proteção individual (EPI). O uso de equipamento de proteção individual (EPI) é imperativo no campo de desenvolvimento, farmacêutico, militar, combate a incêndios etc. As capacidades de fabricação desses equipamentos são, em grande parte, restritas ao uso de formas convencionais de fabricação. A possibilidade de utilizar manufatura aditiva expandiram o vigor e a velocidade para fabricar EPIs com flexibilidade mantendo a produção em alto nível de qualidade. Isso pode ser especialmente útil, pois pode ser feito facilmente sem contato entre os trabalhadores. Atualmente, existe uma grande necessidade de equipamentos de proteção individual, pois tornam-se essenciais em situações de risco iminente. Este artigo discute as capacidades da manufatura aditiva na fabricação de equipamentos de proteção, como capacetes, máscaras de proteção, próteses, joelheiras, óculos, cotonetes de teste, equipamentos de combate a incêndio e tampões de ouvido. Diferentes tecnologias de manufatura aditiva têm se mostrado eficazes e úteis na medicina remota e em emergências ou desastres. O objetivo do estudo é fornecer uma visão geral detalhada dos dispositivos de EPI produzidos por manufatura aditiva.

PALAVRAS-CHAVE: EPI; Manufatura aditiva; Proteção; Equipamento.

1. INTRODUÇÃO

A Manufatura aditiva, também denominada como MA, é um processo de fabricação de objetos em 3D com a deposição do material em camada por camada, criado digitalmente com o formato de geometria tridimensional através de softwares especializados (Sun et al, 2021).  Esse tipo de processo configura uma produção rápida, criado em software especializado como o CAD (computer-aided design ou desenho assistido por computador), ligado a uma impressora 3D, que produz o objeto tridimensional a partir da deposição sucessiva de material em camada por camada. A Manufatura aditiva, também pode ser referida como Manufatura Rápida (MR), Prototipagem Rápida (PR), Impressão Tridimensional (3D) ou Impressão 3D.

A manufatura aditiva é um processo mais direto, sem as restrições das etapas de forjamento, usinagem e fundição, essa característica contribui para que o material seja produzido com menos processos, tornando a logística mais rápida e direta. (KUMAR; SATHIYA, 2020). Outras vantagens que a MR possui são a liberdade geométrica, a customização, a redução de peso, a eficiência dos inputs, a produção sob demanda, a qualidade e a velocidade de produção.

A nova doença coronavírus (SARS-CoV-2) causou uma redução aguda no fornecimento mundial de equipamentos de proteção individual (EPI) devido ao aumento da demanda e interrupções significativas na cadeia de fornecimento global, deixando muitos funcionários e pacientes sem proteção. Medidas básicas como limpeza pessoal das mãos e distanciamento social são cruciais para reduzir a propagação de infecções. Porém, de acordo com as diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS), o equipamento de proteção individual é indispensável para todos os profissionais de saúde. Atualmente, as situações de crise epidêmica podem levar à falta de máscaras de proteção para os profissionais de saúde, como médicos e enfermeiras em hospitais e outros ambientes de saúde. Como a infecção por coronavírus continua a se espalhar rapidamente, hospitais em todo o mundo precisam urgentemente do equipamento médico necessário para tratar os pacientes.Esta situação de pandemia demonstrará requisitos emergentes para maior flexibilidade na abordagem, como para a técnica de impressão 3D de dispositivos médicos na área de saúde. Para dispositivos médicos incluindo EPI (equipamento de proteção individual), a impressão 3D é caracterizada pela vantagem de facilitar a fabricação de quaisquer estruturas de forma geométrica ou complexa que não serão prontamente praticáveis ​​usando métodos convencionais de manufatura não aditiva.

Na crítica situação do Covid-19 , a Organização Mundial da Saúde (OMS) alerta para uma escassez global de máscaras e outros equipamentos de proteção contra COVID-19. De acordo com a previsão da OMS, cerca de 89 milhões de máscaras médicas são solicitadas para a resposta COVID-19 a cada mês. Para luvas de exame chega a 76 milhões, enquanto a solicitação internacional de óculos é de 1,59 milhão por mês [1].

O desenvolvimento da civilização obriga pesquisadores e engenheiros a encontrar as novas soluções e tecnologias necessárias para otimizar o processo de fabricação do produto em todas as atividades humanas, especialmente em aplicações médicas [2]. Nesse contexto, a manufatura aditiva é uma tecnologia inovadora que está mudando a forma como os produtos são feitos. É por essas razões, entre outras, que a impressão 3D de peças médicas cresceu muito rapidamente nessa indústria. É muito importante relatar que a revolução da manufatura aditiva deriva de vários benefícios sobre os processos de manufatura tradicionais, como customização em massa, designs e geometrias complexas, redução de desperdício, simplificação da cadeia de suprimentos, tempo de comercialização mais rápido, redução drástica de montagem, redução de peso (topologia otimização) e fabricação de baixo volume [3]. É por essas razões em particular que a impressão 3D de peças médicas aumentou rapidamente neste campo.

A MA inicialmente estava limitada à produção de protótipos mas com a quantidade de superfície, material, propriedades e preços, nos últimos anos, deram lugar à produção de produtos em um número crescente de mercados [8]. Ao pensar no processo de produção, a empresa deve implementar a MA de forma a permitir a criação de partes que seriam impossíveis de se fabricar de outra forma ou que seriam economicamente inviáveis. Já comercialmente pensando, deve-se considerar se uma peça geometricamente complexa forneceria alguma vantagem ou melhoraria a posição competitiva da empresa. Por fim, a pergunta crucial a se fazer é sobre funcionalidade, se a nova parte fabricada terá funcionalidade adicional, que de outra forma seria impossível de se atingir. As etapas de análise envolvem a seleção de materiais e processos de MA, cálculo de custos para a parte produzida e o benefício de custo econômico poupado dentro da cadeia de fornecimento.