Perspectivas de Adopção na Industria Portuguesa - run.unl.pt · semanas de Outubro e as duas...

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Impressão 3D

Sérgio Luís Branquinho dos Santos

Perspetivas de adoção na Indústria Portuguesa

Dissertação apresentada como requisito parcial para

obtenção do grau de Mestre em Gestão de Informação,

Especialização em Sistemas e Tecnologias de Informação

i

NOVA Information Management School

Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação

Universidade Nova de Lisboa

IMPRESSÃO 3D – PERSPETIVAS DE ADOÇÃO NA INDÚSTRIA

PORTUGUESA

por

Sérgio Luís Branquinho dos Santos

Dissertação apresentada como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Gestão de

Informação, Especialização em Sistemas e Tecnologias de Informação

Orientador: Professor Vítor Santos

Maio 2016

ii

SUBMISSÃO

SUBMISSÃO RESULTANTE DESTA DISSERTAÇÃO

PAPER

Santos, S. & Santos, V. IMPRESSÃO 3D – PERSPECTIVAS DE ADOÇÃO NA INDÚSTRIA PORTUGUESA

(Submissão a um Jornal)

iii

ÍNDICE

1. Introdução .................................................................................................................... 1

Enquadramento ............................................................................................................ 1

Definição do Problema ................................................................................................. 5

Objetivos ....................................................................................................................... 7

2. Revisão de Literatura .................................................................................................... 8

Caracterização do Tecido Industrial Português ............................................................ 8

2.1.1. Distribuição das Sociedades Não Financeiras por Setor de Atividade ........... 8

2.1.2. Dimensão das Sociedades Industriais ............................................................ 9

2.1.3. Dispersão Geográfica da Indústria Transformadora Nacional ....................... 9

2.1.4. Valor Acrescentado Bruto por Setor de Atividade ....................................... 10

2.1.5. Funcionários por Setor de Atividade ............................................................ 10

2.1.6. Comércio Internacional Português ............................................................... 11

2.1.7. Principais Países na Exportação e Importação de Bens ............................... 12

2.1.8. Grupos de Bens Exportados e Importados ................................................... 12

2.1.9. Caracterização das Indústrias com Potencial de Adoção da Impressão 3D . 13

3. Impressão 3D .............................................................................................................. 19

3.1.1. Processo de Impressão 3D ........................................................................... 19

3.1.2. Evolução da Impressão 3D ........................................................................... 20

3.1.3. Aplicações Atuais e Futuras da Impressão 3D .............................................. 22

3.1.4. Vantagens e Limitações da Impressão 3D .................................................... 25

3.1.5. Perspetivas de Vantagens Económicas da impressão 3D ............................ 26

3.1.6. Economies of Scope ...................................................................................... 29

4. Metodologia ............................................................................................................... 30

População e Amostra .................................................................................................. 30

Recolha de dados ........................................................................................................ 30

Tratamento e Análise de Dados ................................................................................. 30

Inquérito ..................................................................................................................... 31

4.1.1. Early Adopters .............................................................................................. 32

4.1.2. Planning Adopters ........................................................................................ 32

4.1.3. Non Adopters ................................................................................................ 33

5. Apresentação e Análise dos Dados ............................................................................ 34

Características da Amostra ......................................................................................... 34

MEGI

iv

Análise dos Dados ....................................................................................................... 35

5.1.1. Cluster “Early Adopters” .............................................................................. 36

5.1.2. Cluster “Planning Adopters” ........................................................................ 42

5.1.3. Cluster “Non Adopters” ................................................................................ 48

Análise Global ............................................................................................................. 50

6. Conclusões .................................................................................................................. 53

Síntese do Trabalho Desenvolvido ............................................................................. 53

Contributos ................................................................................................................. 55

Limitações ................................................................................................................... 56

Trabalho Futuro .......................................................................................................... 56

Bibliografia ...................................................................................................................... 57

Anexos ............................................................................................................................. 62

Anexo 1 - Processos de Impressão 3D ........................................................................ 63

Anexo 2 - Inquérito ..................................................................................................... 69

v

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Previsão do Crescimento Global das Vendas de Equipamentos de Impressão 3D ... 2

Figura 2 - Previsão do Crescimento Global do Volume de Negócios da Manufatura Aditiva ... 2

Figura 3 - Distribuição das Sociedades Não Financeiras por Setor de Atividade em 2014 ........ 8

Figura 4 - Segmentação do Número de Empresas e da Concentração do Volume de Negócios

por Dimensão da Sociedade Industrial .............................................................................. 9

Figura 5 - Dispersão Geográfica da Indústria Transformadora por Município da Sede NUTS II

(%) em 2011 ..................................................................................................................... 10

Figura 6 - Distribuição do Valor Acrescentado Bruto por Setor Económico ............................ 10

Figura 7 - Número de Funcionários por Setor de Atividade .................................................... 11

Figura 8 - Balança Comercial Portuguesa em 2014 .................................................................. 11

Figura 9 - Países com Maior Representatividade nas Trocas Comerciais Portuguesas em 2014

.......................................................................................................................................... 12

Figura 10 - Grupos de Bens Exportados e Importados em 2014 ............................................. 13

Figura 11 - Fluxo do Processo de Impressão 3D ...................................................................... 19

Figura 12 - Cronograma Evolutivo da Tecnologia de Impressão 3D ........................................ 21

Figura 13 - Análise do Ponto de Equilíbrio Conceptual entre Manufatura Tradicional e

Impressão 3D .................................................................................................................... 27

Figura 14 - Análise do Ponto de Equilíbrio entre Manufatura Tradicional e Impressão 3D .... 28

Figura 15 - Resultado obtido na questão “Sabe o que é a tecnologia de impressão 3D?” ..... 35

Figura 16 - Resultado obtido na questão “A sua organização usa atualmente a impressão 3D?”

.......................................................................................................................................... 35

Figura 17 - Resultado obtido na questão “A sua organização usa atualmente a impressão 3D?”

- Segmentação por Setor Industrial ................................................................................. 36

Figura 18 - Resultados obtidos na questão “Há quanto tempo a sua organização usa a

tecnologia de impressão 3D?” ......................................................................................... 36

Figura 19 - Resultados obtidos na questão “Quantos equipamentos de impressão 3D existem

na sua organização?” ....................................................................................................... 37

Figura 20 - Resultados obtidos na questão “Qual a percentagem do orçamento anual aplicado

na impressão 3D pelo departamento que usa esta tecnologia?” .................................... 37

Figura 21 - Resultados obtidos na questão “Com que finalidades são usadas as peças obtidas

através da impressão 3D?” .............................................................................................. 38

Figura 22 - Classificação obtida na questão “Classifique as principais finalidades para as peças

obtidas através da impressão 3D” ................................................................................... 39

vi

Figura 23 - Respostas obtidas na questão “O que levou a sua organização a adotar a tecnologia

de impressão 3D?” ........................................................................................................... 39

Figura 24 - Principais Razões para a Adoção da Impressão 3D ................................................ 40

Figura 25 - Respostas obtidas na questão “Quais as principais dificuldades sentidas pela sua

organização na adoção da impressão 3D?” ..................................................................... 40

Figura 26 - Principais Dificuldades Sentidas na Adoção da Impressão 3D ............................... 41

Figura 27 - Resultados obtidos na questão “Em que horizonte temporal planeia adotar a

impressão 3D?” ................................................................................................................ 42

Figura 28 - Resultados obtidos na questão “Com que finalidades serão usadas as peças a obter

através da impressão 3D?” .............................................................................................. 43

Figura 29 - Classificação das principais finalidades no uso das peças a obter através da

impressão 3D .................................................................................................................... 44

Figura 30 - Resultados obtidos na questão “O que leva a sua organização a adotar a tecnologia

de impressão 3D?” ........................................................................................................... 44

Figura 31 - Classificação obtida na questão “Classifique os motivos que levam a sua

organização a adotar a tecnologia de impressão 3D” ..................................................... 46

Figura 32 - Resultados obtidos na questão “Quais as principais dificuldades que a sua

organização antecipa na adoção da impressão 3D?” ...................................................... 46

Figura 33 - Classificação obtida na questão “Classifique as principais dificuldades antecipadas

pela sua organização na adoção da impressão 3D” ......................................................... 47

Figura 34 - Resultados obtidos na questão “O que leva a sua organização a não adotar a

impressão 3D?” ................................................................................................................ 48

Figura 35 - Classificação obtida na questão “Classifique as razões que levam a sua organização

a não adotar a tecnologia de impressão 3D” ................................................................... 49

Figura 36 - Processo de impressão 3D através de Stereolithography ..................................... 63

Figura 37 - Processo de impressão 3D através de Fused Deposition Modelling ...................... 64

Figura 38 - Processo de impressão 3D através de Ink Jet Printing ........................................... 64

Figura 39 - Processo de impressão 3D através de Selective Layer Sintering ........................... 65

Figura 40 - Processo de impressão 3D através de Three Dimensional Printing ....................... 66

Figura 41 - Processo de impressão 3D através de Selective Layer Melting ............................. 66

Figura 42 - Processo de impressão 3D através de Electron Beam Melting .............................. 67

Figura 43 - Processo de impressão 3D através de Direct Metal Deposition ............................ 68

Figura 44 - Processo de impressão 3D através de Laminated Object Manufacturing ............. 68

vii

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Artigos de

Borracha e Matérias - Primas Plásticas em 2014 ............................................................. 14

Tabela 2 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial de Fabricação de Equipamentos

Elétricos de Ótica em 2014 .............................................................................................. 15

Tabela 3 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial de Fabricação de Máquinas e

Equipamentos em 2014 ................................................................................................... 15

Tabela 4 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Produtos

Metálicos, exceto Máquinas e Equipamentos em 2014 .................................................. 16

Tabela 5 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Veículos

Automóveis, Reboques e Semi – Reboques em 2014 ...................................................... 17

Tabela 6 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial do Couro e dos Produtos de Couro

em 2014 ............................................................................................................................ 18

Tabela 7 - Aplicações Atuais e Potenciais da Impressão 3D .................................................... 24

Tabela 8 - Vantagens e Limitações da Tecnologia de Impressão 3D ....................................... 25

Tabela 9 - Estrutura de Custos da Manufatura Tradicional e Impressão 3D ........................... 28

Tabela 10 - Frequência e Percentagem de Inquiridos por Setor Industrial ............................. 34

Tabela 11 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais finalidades

para as peças obtidas através da impressão 3D” ............................................................. 38

Tabela 12 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais dificuldades

sentidas pela sua organização na adoção da impressão 3D” .......................................... 41

Tabela 13 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as finalidades com que

serão usadas as peças obtidas através da impressão 3D” ............................................... 43

Tabela 14 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique os motivos que levam a

sua organização a adotar a tecnologia de impressão 3D” ............................................... 45

Tabela 15 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais dificuldades

que a sua organização antecipa na adoção da impressão 3D” ........................................ 47

Tabela 16 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as razões que levam a sua

organização a não adotar a tecnologia de impressão 3D” .............................................. 49

viii

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

3D Tridimensional

ASTM American Society for Testing and Materials

CAD Computer Assisted Design

CAE Classificação Portuguesa das Atividades Económicas

DMLS Direct Metal Laser Sintering

EUA Estados Unidos da América

I&D Investigação e Desenvolvimento

NUTS Nomenclatura das Unidades Territoriais para Fins Estatísticos

PwC PricewaterhouseCoopers

RC Rapid Casting

RM Rapid Manufacturing

RT Rapid Tooling

STL Stereolythography

SLS Selective Layer Sintering

SLM Selective Laser Melting

UV Ultravioleta

ix

RESUMO

Este estudo teve como principal objetivo analisar as perspetivas de adoção da impressão 3D a curto,

médio e longo prazo na indústria portuguesa. Para tal, foram recolhidas informações junto das

empresas pertencentes ao setor da indústria transformadora nacional. Foram também estudadas as

principais finalidades dadas às peças provenientes da impressão 3D, os principais setores onde esta

tecnologia é ou possa ser mais usada, as principais razões que potenciam a adoção desta tecnologia,

tal como as principais barreiras na adoção da mesma.

Este estudo é suportado por inquéritos realizados a uma amostra de 45 organizações, pertencentes a

8 setores da indústria transformadora nacional. Os inquéritos foram realizados durante as duas últimas

semanas de Outubro e as duas primeiras semanas de Novembro de 2015.

A perceção da existência desta tecnologia é elevada, estando 97% dos inquiridos cientes da existência

da impressão 3D, porém o grau de adoção é ainda relativamente baixo, onde apenas 19% dos

inquiridos usam a mesma.

Por fim, em função das respostas obtidas nas questões filtro do inquérito, foram criados 3 grupos

homogéneos de inquiridos, destinados às organizações que já usam a tecnologia, aos que tencionam

adotar e aos que não tencionam adotar esta tecnologia. Estes três grupos foram criados com o objetivo

de segmentar os inquiridos em função da sua intenção de adoção da tecnologia de impressão 3D. As

respostas às questões existentes no inquérito foram alvo de um tratamento estatístico descritivo de

forma a sumarizar os resultados obtidos.

PALAVRAS-CHAVE

Indústria Transformadora; Impressão 3D; Perspetivas de Adoção

x

ABSTRACT

This study had as main objective to analyze the 3D printing adoption perspectives in a short, medium

and long term in the Portuguese industry. In order to achieve this goal, were collected information’s

from organizations belonging to the Portuguese manufacturing sector. Were also studied the main

purposes given to the 3D printed parts, the main sectors where this technology is or may be applied,

the main reasons that potentiate the technology adoption, as also the main barriers for the adoption

of the same.

This study is supported by surveys applied to a sample of 45 organizations, belonging to 8 different

sectors of the Portuguese manufacturing industry. These surveys were answered during the two last

weeks of October and the two first weeks of November of 2015.

The perception of the existence of this technology is high, being 97% of the respondents aware of the

3D printing existence, although the adoption degree is still relatively low, where only 19% of the

respondents use the same.

Finally, according to the answers obtained in the survey filter questions, were created 3 homogenous

groups of respondents, where one group is destined for those organizations who already adopted this

technology, another group destined to the organizations who show the intention to adopt this

technology and lastly one group for the organizations who do not intend to adopt this technology.

These three groups were created with the aim of segmenting the respondents according to their

adoption intention of the 3D printing technology. The answers to the existing survey questions were

target of a statistical descriptive treatment in order to summarize the obtained results.

KEY WORDS

Manufacturing; 3D Printing; Adoption Perspectives

1

1. INTRODUÇÃO

Neste capítulo introdutório aborda-se a importância da tecnologia de impressão 3D no processo de

desenvolvimento de novos produtos, a evolução deste segmento tecnológico, das potenciais

vantagens que estão associadas a esta tecnologia, das suas principais finalidades na indústria

atualmente. É realizada a definição do âmbito do estudo, onde são determinados quais os conceitos

fundamentais a dominar neste trabalho e quais os tópicos que não serão alvo de estudo. É também

realizada uma definição do problema onde é dada a relevância do mesmo, e por último, são elaborados

os objetivos do estudo onde são definidas as questões à qual este estudo se propõe a responder.

ENQUADRAMENTO

À medida que a globalização comprime e interliga os mercados globais, aumenta em simultâneo a

pressão sobre as organizações para inovarem os seus processos e produtos. As organizações que

adotam as melhores práticas são geralmente premiadas com a liderança dos segmentos de mercados

onde atuam, ao passo que as empresas que não acompanham este ciclo evolutivo tendem a sucumbir

perante os seus concorrentes (Benster, 2014). Um estudo realizado em 2011 nos Estados Unidos da

América, pelo Instituto de Desenvolvimento de Produtos conjuntamente com o Centro de Qualidade

e Produtividade Americano (Cooper & Edgett, 2012) mostra que, nas organizações inquiridas, os

produtos lançados nos últimos três anos representam em média 27,3% do volume de vendas anuais e

25,2% dos lucros anuais.

A dinâmica competitiva da impressão 3D poderá alterar o modus operandi da indústria como a

conhecemos hoje, tal como o presidente dos Estados Unidos Barack Obama referiu, perante o

congresso em 2013, esta tecnologia “tem o potencial de revolucionar a forma como fazemos quase

tudo” [1].

Os impactos desta tecnologia em ascensão, poderão vir a ser sentidos na natureza do design de novos

produtos, onde será dada maior ênfase à forma como estes são concebidos, manufaturados e testados

(Petrick & Simpson, 2013).

Á medida que o ciclo de vida dos produtos diminui, as empresas são obrigadas a introduzir novos

produtos e com maior rapidez para se manterem competitivas. Um dos obstáculos para o lançamento

rápido e eficaz de produtos nas empresas deve-se ao ciclo de desenvolvimento de produtos, que por

vezes mostra-se longo e complexo (Stratasys Inc., 2013).

Neste sentido, a impressão 3D poderá ser uma mais-valia aumentando o alinhamento organizacional

entre a área de design e produção de forma a reduzir o número de iterações durante o processo de

desenvolvimento de novos produtos, reduzindo possíveis erros de manufatura e consequentemente

na obtenção de produtos a custos inferiores (Michalik, Joyce, Barney, & McCune, 2015).

[1] Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=Yw1jAdMgsW8. Acesso em Agosto 2015.

https://www.youtube.com/watch?v=Yw1jAdMgsW8

2

O relatório da Comissão Europeia sobre Manufatura Aditiva de 2014 (Valles, 2014) indica que:

“ A manufatura é (. . .) um fator-chave para o crescimento económico sustentável criando

competitividade e postos de trabalho a longo termo [adicionada ênfase]. Sendo esta uma

tecnologia de manufatura avançada, foi identificada como uma prioridade para a indústria.

Isto porque a Manufatura Aditiva (. . .) é uma tecnologia inovadora com o potencial de

transformar globalmente a indústria de manufatura e as economias europeias [adicionada

ênfase].” (p. 5)

O estudo da consultora Gartner (Stamford, 2014) mostra um elevado crescimento global da impressão

3D, tendo sido vendidas 49000 impressoras 3D em 2013. Em 2014 foram vendidos o dobro dos

equipamentos face ao ano anterior. Estima-se que em 2015 tenham sido vendidos 245000

equipamentos de impressão 3D, onde as previsões indicam a venda de 496000 impressoras durante o

ano de 2016 (Stamford, 2015). A figura 1 mostra graficamente a evolução das vendas dos

equipamentos de impressão 3D entre 2013 e 2016.

Figura 1 - Previsão do Crescimento Global das Vendas de Equipamentos de Impressão 3D (Fonte:

Elaborado pelo Autor)

Segundo o relatório da Comissão Europeia sobre Manufatura Aditiva de 2014 (Valles, 2014) o volume

de negócios deste mercado a nível global em 2013, considerando produtos e serviços, atingiu os 3700

Milhões de dólares. Caso a tendência de crescimento se continue a verificar em 2016, este mercado

irá valer mais de 7000 Milhões de dólares, e em 2020 estima-se que este mercado venha a atingir a

marca dos 11000 Milhões de dólares. A figura 2 mostra a tendência do crescimento global do volume

de negócios da manufatura aditiva entre 2013 e 2020.

Figura 2 - Previsão do Crescimento Global do Volume de Negócios da Manufatura Aditiva (Fonte:


3

Devido ao facto desta tecnologia começar a demonstrar alguma maturidade, especialistas defendem

que as empresas que adotem a impressão 3D numa fase inicial e possuam elementos nas suas equipas

que sejam utilizadores avançados de softwares de CAD terão futuramente uma grande vantagem

competitiva quando esta tecnologia mostrar um grau superior de maturidade dado que por essa altura

possuirão já um elevado know-how comparativamente com empresas que adotem a mesma numa

fase posterior (Stamford, 2013). Também é defendido que poderá criar novos postos de trabalho, uma

vez que muitos dos pontos de produção atuais existentes em países de mão-de-obra low-cost

possivelmente se deslocalizarão para as proximidades dos pontos de consumo (Thymianidis, Achillas,

Tzetzis, & Iakovou, 2012).

No estudo realizado pela consultora Gartner nos EUA (Basilieri & Shah, 2014), observou que as três

principais finalidades que levam as organizações a adotar esta tecnologia são; prototipagem (24.5%),

desenvolvimento de produtos (16.1%) e a capacidade de inovação (criação de novos produtos

impossíveis de criar através de métodos tradicionais) (11.1%).

Esta tecnologia demonstra vantagens como; encurtar o ciclo de produção permitindo a manufatura de

produtos com poucas ou nenhumas ferramentas, usando menos material e peças, reduzindo tempo

durante as fases de design e desenvolvimento do produto, tornando economicamente viável a

manufatura de pequenas quantidades, permite aumentar a complexidade e o detalhe do design que

através dos processos de manufatura tradicional são difíceis ou impossíveis de atingir.

Permite, não só, reduzir desperdícios de matéria-prima resultante da produção de componentes,

resultando em poupanças substanciais em indústrias que trabalham com matérias-primas valiosas [2],

como também, permite a produção de peças mais leves e mais resistentes (Gibson, Ronen, & Stucker,

2010).

O desenvolvimento desta dissertação foca-se no estudo da adoção da impressão 3D na indústria

portuguesa. Para tal é necessária a compreensão de conceitos fundamentais como:

Princípios do funcionamento da impressão 3D;

Principais processos de impressão 3D;

Finalidades da impressão 3D na indústria;

Aplicações atuais da impressão 3D na indústria;

Vantagens e desvantagens da impressão 3D;

Barreiras na implementação da impressão 3D.

[2] Disponível em: Coykendall, J., Cotteleer, M., Holdowsky, J., & Mahto, M. (2014). 3D opportunity in aerospace

and defense - Additive manufacturing takes flight. Acesso em Agosto 2015.

4

Dada a vastidão de temas associados à impressão 3D e suas aplicações, e de forma a evitar uma

generalização do tema, serão colocadas algumas restrições ao seu âmbito. Como tal os seguintes

tópicos não serão alvos de estudo:

Uso da impressão 3D ao serviço do público em geral;

Detalhes técnicos sobre a construção e funcionamento da impressora 3D;

Composição química dos pós ou resinas usadas na impressão de objetos;

Softwares de CAD e suas limitações;

Comparação dos diferentes métodos de impressão 3D;

Métodos tradicionais de manufatura;

Modelos de adoção da impressão 3D.

5

DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

Este estudo pretende analisar as perspetivas de adoção da impressão 3D na indústria portuguesa. Esta

tecnologia, também conhecida como Manufatura Aditiva, permite a junção de materiais a partir de

um modelo de dados 3D, normalmente camada sobre camada (ASTM International, 2013).

Segundo o estudo da consultora PwC (McCutcheon, Pethikc, Bono, & Thut, 2014) realizado em 2014

nos EUA, a mais de 100 empresas ligadas à indústria, verificou-se que 66.7% destas empresas já estão

de alguma forma a adotar esta tecnologia, experimentando-a para determinar como esta pode ser

aplicada ou usando-a para a construção de protótipos ou produção de produtos finais. O mesmo

estudo indica que 24.7% dos inquiridos planeiam adotar esta tecnologia num futuro próximo, sendo

que 5.2% pretende adotar esta durante 2015, 10.3% nos próximos 3 anos e 9.2% a mais de 3 anos.

Este estudo, terá como objetivo estudar a nível nacional o número de empresas ligadas à indústria

que já adotaram a impressão 3D e as empresas que não adotaram, se tencionam adotar, e em que

horizonte temporal planeiam essa adoção.

Segundo o relatório da consultora Gartner (Basilieri & Shah, 2014), esta tecnologia é adotada nas

organizações pelas seguintes razões; prototipagem (24.5%), desenvolvimento de produtos (16.1%),

inovação (criação de novos produtos impossíveis de criar através de métodos tradicionais) (11.1%),

aumento de eficiência (9.6%), redução de custos (9.4%), desenvolvimento de produtos personalizados

(8.0%), nova fonte de receitas (4.8%), melhorar ou expandir a linha de produtos (4.5%), transformar a

experiência/serviço do consumidor (4.2%), melhorar o sourcing na cadeia de abastecimento (3.4%),

melhorar a logística na cadeia de abastecimento (3.1%), outros (1.3%).

Este estudo terá como objetivo compreender quais as principais razões pela qual esta tecnologia é

ou possa vir a ser usada, nas empresas que adotaram ou planeiem vir a adotar.

No relatório da consultora Wohlers Associates (Wohlers, 2012), foram identificados que os principais

setores onde esta tecnologia é mais usada, são; Eletrónica e Produtos consumíveis (20.3%), Veículos

Motores (19.5%), Saúde (15.1%), Aeroespacial (12.1%), Máquinas Industriais (10.8%), Instituições

Académicas (8.0%), Governo/Militar (5.9%), Outros (5.3%) e Arquitetura (3.0%).

Este estudo terá também como finalidade estudar quais os principais setores da indústria nacional

onde esta tecnologia é ou potencialmente possa vir a ser mais usada.

No mesmo relatório da consultora Wohlers Associates (Wohlers, 2012), num inquérito realizado a 24

empresas pertencentes ao setor da manufatura, sobre quais as principais aplicações das peças obtidas

através da impressão 3D, mostra que as principais finalidades são; modelos funcionais (19.3%),

produção de peças diretas para montagem (14.9%), ajuste e montagem (13.3%), moldes para

protótipos de ferramentas (12.3%), ajuda visual (12.0%), moldes de metal (8.6%), modelos de

apresentação (8.1%), educação / investigação (5.4%), componentes de ferramentas (3.1%) e outros

(2.9%).

6

Este estudo terá também como finalidade identificar quais finalidades das peças obtidas através da

impressão 3D na indústria nacional.

O estudo da consultora Sculpteo (Simonot, Cassaignau, & Coré-Baillais, 2015), identificou como

principais barreiras à adoção da impressão 3D; as capacidades e consistência das impressoras

disponíveis; o custo dos materiais e consumíveis; a falta de perceção das necessidades dos clientes; a

falta de quadros jurídicos claros; dificuldade na engenharia inversa e a formação de membros das

equipas.

Este estudo terá também como finalidade estudar quais as principais barreiras na implementação

da impressão 3D na indústria nacional.

A relevância deste estudo prende-se com o facto da impressão 3D ser uma tecnologia emergente e as

previsões indicarem que este mercado terá um forte crescimento nos próximos anos (Wohlers, 2013).

No artigo publicado pelo jornal britânico “The Economist” [3] aborda a forma como esta tecnologia

poderá revolucionar os paradigmas de produção industriais atuais, apelidando a mesma como a 3ª

revolução industrial.

A impressão 3D irá traduzir-se em potenciais benefícios como; redução de custos, flexibilidade na

produção, redução do time-to-market de novos produtos (M. Cotteleer, Jonathan, & Mahto, 2013).

Esta tecnologia poderá vir a representar também alterações económico-sociais, criando novos postos

de trabalho próximos dos locais de consumo, proporcionando um desenvolvimento económico

sustentável das indústrias dos países que adotem com sucesso esta tecnologia (Thymianidis et al.,

2012).

A relevância deste estudo prende-se com o seu contributo para um aumento da perceção da adoção

desta tecnologia na indústria nacional, situando-se entre os potenciais interessados no resultado deste

estudo, para além do interesse académico, os vários setores da indústria nacional que estão ligados

ou possam vir a estar ligados à impressão 3D, instituições governamentais e educacionais.

Como potencial resultado deste estudo, poderá surgir um delineamento de estratégias e um roadmap

definido entre entidades governamentais e privadas a nível nacional, de forma a proporcionar a

implementação da tecnologia de impressão 3D, num determinado horizonte temporal, de forma a

usufruir dos potenciais benefícios desta tecnologia e consequentemente alavancar a indústria

nacional.

[3] Disponível em: http://www.economist.com/node/21552901b. Acesso em Julho 2015.

http://www.economist.com/node/21552901b

7

OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo principal, estudar as perspetivas de adoção da tecnologia de

impressão 3D, na indústria portuguesa a curto, médio e longo prazo. Desta forma os objetivos

específicos deste trabalho são:

1. Estudar o estado atual de adoção da impressão 3D e os horizontes temporais em que

esta possa vir a ser adotada na indústria nacional.

2. Estudar as principais finalidades com que a impressão 3D possa ser usada, nas empresas

que adotaram ou planeiem vir a adotar.

3. Estudar os principais setores da indústria nacional onde esta é ou potencialmente possa

vir a ser mais usada.

4. Identificar as principais razões que potenciam a adoção da impressão 3D na indústria

nacional.

5. Estudar as atuais e potenciais barreiras na implementação impressão 3D na indústria

nacional.

8

2. REVISÃO DE LITERATURA

CARACTERIZAÇÃO DO TECIDO INDUSTRIAL PORTUGUÊS

Nesta secção apresenta-se uma revisão de literatura sobre o tecido industrial português onde são

abordados tópicos como o número de sociedades não financeiras por setor de atividade, a dimensão

das sociedades industriais, a dispersão geográfica da indústria transformadora nacional, o valor bruto

acrescentado por setor de atividade, o número de funcionários por setor de atividade, e por fim é

realizada uma análise da balança comercial portuguesa, onde são analisados os principais países com

quem Portugal realiza trocas comerciais e os grupos de bens exportados e importados.

2.1.1. Distribuição das Sociedades Não Financeiras por Setor de Atividade

A economia portuguesa, no final do ano de 2014, apresentava um total de 1.127.317 empresas não

financeiras ativas, sendo que deste total 764.902 são empresas individuais não financeiras e 362.415

são sociedades não financeiras. Relativamente à distribuição das sociedades não financeiras por setor

de atividade, o comércio conta com 19.7% das sociedades ativas, Outros Serviços com 42.5%,

Construção e Atividades Imobiliárias 9.5%, Indústria com 6.0%, Alojamento e Restauração com 7.5%,

Transporte e Armazenagem com 1.9%, Agricultura e Pescas com 11.4%, Informação e Comunicação

com 1.3% e Energia e Água com 0.2% (Instituto Nacional de Estatística, 2014). Na figura 3 está

representada a distribuição das sociedades não financeiras por setor económico em 2014.

Figura 3 - Distribuição das Sociedades Não Financeiras por Setor de Atividade em 2014 (Fonte:


9

2.1.2. Dimensão das Sociedades Industriais

Pelo Decreto-Lei n.º 372/2007 a dimensão de uma empresa é caracterizada pelos seguintes critérios:

Microempresa: Possui menos de 10 efetivos e um volume de negócios ou balanço total inferior

a 2 Milhões de euros;

Pequena empresa: Possui mais de 11 e menos de 50 efetivos e um volume de negócios ou

balanço total inferior a 10 Milhões de euros;

Média empresa: Possui mais de 51 e menos de 250 efetivos e um volume de negócios inferior

a 50 Milhões de euros ou um balanço total inferior a 43 Milhões de euros;

Grande empresa: Possui mais de 250 efetivos e um volume de negócios superior a 50 Milhões

de euros ou um balanço total superior a 43 Milhões de euros.

O relatório do Banco de Portugal (Menezes, 2014) refere que, em 2013, a dimensão das empresas

ligadas ao setor indústrial apresentavam a seguinte distribuição; 0.7% destas sociedades são grandes

empresas, 27.7% são pequenas e médias empresas e 71.5% são microempresas. Relativamente à

concentração do volume de negócios, as grandes empresas são responsáveis por 52.0% do volume de

negócios, as pequenas e médias empresas por 42.7% e as microempresas por 5.3%. Na figura 4 está

representada a distribuição das sociedades industriais e a concentração do volume de negócio por

dimensão de empresa.

Figura 4 - Segmentação do Número de Empresas e da Concentração do Volume de Negócios por

Dimensão da Sociedade Industrial (Fonte: Elaborado pelo Autor)

2.1.3. Dispersão Geográfica da Indústria Transformadora Nacional

Segundo o estudo realizado pelo Departamento de Estratégia e Estudos do Ministério da Economia

(Oliveira, 2014), refere que em 2011, 47.5% das empresas ligadas à indústria transformadora situavam-

se no Norte de Portugal, 24.3% no Centro, 16.6% em Lisboa e Vale do Tejo, 6.1% no Alentejo, 2.7% no

Algarve, 1.6% na Região Autónoma dos Açores e 1.2% na Região Autónoma da Madeira. Na figura 5

está representada a dispersão geográfica da indústria transformadora nacional.

10

Figura 5 - Dispersão Geográfica da Indústria Transformadora por Município da Sede NUTS II (%) em 2011 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

2.1.4. Valor Acrescentado Bruto por Setor de Atividade

O Valor Acrescentado Bruto é a diferença entre os custos de produção e as receitas das vendas,

representando a quantidade de valor que a empresa acrescentou às matérias transformadas (IAPMEI,

2013). Segundo o relatório da Agência para o Investimento e Comércio Externo de Portugal (AICEP,

2015), em 2014 o setor dos serviços contribuiu com 76.7% para o Valor Acrescentado Bruto Nacional,

o setor da indústria transformadora, construção, energia e água com 21.0%, e o setor da agricultura,

silvicultura e pescas com 2.3%. A figura 6 mostra a distribuição do Valor Acrescentado Bruto por setor

económico, em pontos percentuais.

Figura 6 - Distribuição do Valor Acrescentado Bruto por Setor Económico (Fonte: Elaborado pelo

Autor)

2.1.5. Funcionários por Setor de Atividade

Face aos números do emprego apresentados pelo Instituto Nacional de Estatística em 2014 presentes

no relatório da Agência para o Investimento e Comércio Externo de Portugal (AICEP, 2015), do seu

total, 4.5 Milhões de pessoas, estas apresentam-se distribuídas pelos diferentes setores de atividade

da seguinte forma; o setor da Administração Pública, Defesa, e Outros Serviços conta com 23.4% dos

empregados, o setor do Comércio, Alojamento e Restauração conta com 21.0%, o setor da Indústria

Transformadora conta com 16.4%, Outras Atividades de Serviços 13.9%, o setor da Agricultura,

Silvicultura e Pesca conta com 8.6%, o setor dos Transportes, Armazenagem e Comunicação com 6.3%,

o setor da Construção conta com 6.1%, o setor das Atividades Financeiras, Seguros e Imobiliário conta

11

com 2.9%, o setor da Água, Energia e Saneamento conta com 1.4%. Na figura 7 está representado o

número de funcionários por setor de atividade.

Figura 7 - Número de Funcionários por Setor de Atividade (Fonte: Elaborado pelo Autor)

2.1.6. Comércio Internacional Português

Ao nível do comércio internacional de bens e serviços, segundo o relatório da Agência para o

Investimento e Comércio Externo de Portugal (AICEP, 2015), que teve por base os dados do Instituto

Nacional de Estatística, mostra que em 2014, Portugal obteve ao nível do total das exportações um

resultado de 69 057 Milhões de Euros, onde os bens contaram com 50 392 Milhões de Euros e os

Serviços com 18 665 Milhões de Euros.

Ao nível do total de importações verificou-se um resultado de 68 245 Milhões de Euros, onde os bens

contaram com 58 090 Milhões de Euros e os Serviços com 10 154 Milhões de Euros. Na globalidade do

ano de 2014, o total de exportações superou o total de importações, onde a balança comercial

portuguesa apresentou um saldo positivo de 812 Milhões Euros, porém ao analisarmos o saldo da

balança comercial portuguesa na vertente do comércio de bens, verifica-se que apresenta um saldo

negativo de 7 698 Milhões de Euros. Na figura 8 está representada a balança comercial portuguesa,

referente aos dados de 2014.

Figura 8 - Balança Comercial Portuguesa em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

12

2.1.7. Principais Países na Exportação e Importação de Bens

Segundo os dados do relatório da Agência para o Investimento e Comércio Externo de Portugal (AICEP,

2015), em 2014, os principais países para os quais Portugal mais exportou foram; Espanha (23.6%),

França (11.7%), Alemanha (11.7%), Angola (6.6%), Reino Unido (6.1%), EUA (4.4%), Países Baixos

(4.0%), Itália (3.3%), Bélgica (2.7%), China (1.7%), Outros (24.7%).

Ao nível das importações, verifica-se que os principais países dos quais Portugal mais importou foram

Espanha (32.4%), Alemanha (12.4%), França (7.1%), Itália (5.2%), Países Baixos (5.1%), Reino Unido

(3.0%), Angola (2.7%), China (2.7%), Bélgica (2.7%), EUA (1.6%), Outros (25.0%). Na figura 9 estão

representados os principais países com os quais Portugal realizou mais trocas comerciais em 2014.

Figura 9 - Países com Maior Representatividade nas Trocas Comerciais Portuguesas em 2014 (Fonte:


2.1.8. Grupos de Bens Exportados e Importados

Os dados do INE (AICEP, 2015) mostram que em 2014 os principais grupos de bens exportados foram;

Máquinas e Aparelhos (14.5%), Veículos, Outro Material de Transporte (10.9%), Combustíveis Minerais

(8.5%), Metais Comuns (8.0%), Plásticos e Borracha (7.2%), Agrícolas (6.0%), Vestuário (5.8%), Outros

Produtos (5.7%), Químicos (5.4%), Alimentares (5.3%), Minerais e Minérios (4.9%), Pastas Celulósicas

e Papel (4.8%), Calçado (4.0%), Matérias Têxteis (3.8%), Madeira e Cortiça (3.2%), Ótica e Precisão

(1.5%), Peles e Couros (0.5%).

Ao nível das importações, os principais grupos de bens importados foram; Combustíveis Minerais

(17.4%), Máquinas e Aparelhos (15.2%), Veículos, Outro Material de Transporte (10.5%), Agrícolas

(10.4%), Químicos (10.4%), Metais Comuns (7.6%), Plástico e Borracha (5.9%), Alimentares (4.2%),

Vestuário (3.1%), Matérias Têxteis (3.1%), Outros Produtos (3.0%), Ótica e Precisão (2.2%), Pastas

Celulósicas e Papel (2.0%), Peles e Couros (1.4%), Minerais e Minérios (1.3%), Madeira e Cortiça (1.3%),

Calçado (0.5%). Na figura 10 estão representados os principais grupos de bens exportados e

importados durante o ano de 2014, em pontos percentuais.

13

Figura 10 - Grupos de Bens Exportados e Importados em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

2.1.9. Caracterização das Indústrias com Potencial de Adoção da Impressão 3D

Nesta secção pretende-se fazer uma breve caracterização dos seguintes setores industriais; Fabricação

de Artigos de Borracha e Matérias - Primas Plásticas; Fabricação de Equipamentos Elétricos de Ótica;

Fabricação de Máquinas e Equipamentos; Fabricação de Produtos Metálicos, exceto Máquinas e

Equipamentos; Fabricação de Veículos Automóveis, Reboques e Semi – Reboques e o setor industrial

do Couro e dos Produtos de Couro. A escolha recai sobre estes setores dado que o estudo da consultora

Wohlers (Wohlers, 2012) indicar que a tecnologia de impressão 3D já está a ser aplicada em alguns

destes setores, nos Estados Unidos da América. Sobre cada setor industrial serão apresentados dados

como o número de empresas ativas, os bens mais produzidos, o volume de vendas e o peso dessas

vendas na atividade desse setor, tal como os mercados de destino das vendas.

O setor industrial da Fabricação de Artigos de Borracha e Matérias - Primas Plásticas em 2014

apresenta 934 empresas ativas e um volume anual de vendas de 3.480.752.169 € (INE, 2015). Segundo

os dados do relatório de Estatísticas da Produção Industrial de 2014 (INE, 2015), os três produtos mais

vendidos por este setor indústrial foram; Pneus novos, de ligeiros com índice de carga <= 121, Peças,

partes e acessórios de plástico para veículos terrestres e Outros artigos de matérias plásticas.

Estes três produtos obtiveram respetivamente vendas de 791.495.730 €, 376.123.958 €, 282.851.246

€, apresentando um peso de 22.7%, 10.8% e 8.1%, respetivamente, no seu setor indústrial (INE, 2015).

As vendas do setor apresentam a seguinte distribuição; 36.9% (1.284.905.939 €) para o mercado

nacional, 55.8% (1.941.956.084 €) para o mercado intraeuropeu e 7.3% (253.890.146 €) para o

mercado extraeuropeu (INE, 2015).

14

Na tabela 1 pode ser encontrado um resumo dos produtos mais vendidos, qual o seu volume de vendas

e o seu peso nas vendas do setor industrial da Fabricação de Artigos de Borracha e Matérias - Primas

Plásticas.

Tipologia do Produto Volume de Vendas Peso nas Vendas do Setor (%)

Pneus novos, de ligeiros

com índice de carga <=

121

791.495.730 € 22.7%

Peças, partes e acessórios

de plástico para veículos

terrestres

376.123.958 € 10.8%

Outros artigos de

matérias plásticas 282.851.246 € 8.1%

Tabela 1 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Artigos de Borracha e Matérias - Primas Plásticas em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

O setor industrial de Fabricação de Equipamentos Elétricos de Ótica em 2014 apresenta 472 empresas

ativas e um volume anual de venda de 1.898.397.489 € em 2014 (INE, 2015).

Com base nos dados do relatório realizado pelo Instituto Nacional de Estatística sobre a Produção

Industrial em 2014 (INE, 2015), os três produtos mais vendidos nesse ano foram; Outros condutores

elétricos, para tensões <= 1 000 V, não munidos de peças de conexão; Relés, para tensão <= 60 V,

intensidade > 2 A e Aquecedores de água não elétricos, de aquecimento instantâneo a gás, ou de

acumulação.

Estes três produtos realizaram vendas de 429.430.892 €, 137.493.127 € e 96.913.982 €

respetivamente, apresentando estes um peso de 22.6%, 7.2% e 5.1% nas vendas do seu setor industrial

(INE, 2015). As vendas do setor apresentam uma distribuição de 26.1% (495.504.735 €) no mercado

nacional, 50.1% (951.179.504 €) no mercado intraeuropeu e 23.8% (451.713.250 €) no mercado

extraeuropeu (INE, 2015).


e o peso das mesmas face ao total das vendas do setor industrial de Fabricação de Equipamentos

Elétricos de Ótica.

15


Outros condutores

elétricos, para tensões <=

1 000 V, não munidos de

peças de conexão

429.430.892 € 22.6%

Relés, para tensão <= 60

V, intensidade > 2 A 137.493.127 € 7.2%

Aquecedores de água não

elétricos, de aquecimento

instantâneo a gás, ou de

acumulação

96.913.982 € 5.1%

Tabela 2 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial de Fabricação de Equipamentos Elétricos de Ótica em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

O setor industrial de Fabricação de Máquinas e Equipamentos em 2014 apresenta 1252 empresas

ativas e um volume anual de vendas de 2.112.982.470 € (INE, 2015). O relatório do Instituto Nacional

de Estatística sobre a produção industrial em 2014 (INE, 2015) indica que os três produtos mais

vendidos nesse ano foram Torneiras e válvulas, misturadoras, sanitárias; Partes de motores de

explosão (exceto para aviação) e Outras máquinas e aparelhos mecânicos.

Estes produtos realizaram em vendas, respetivamente, 150.190.836 €, 112.367.138 € e 78.697.122 €,

apresentando um peso de 7.1%, 5.3% e 3.7% nas vendas do seu setor industrial (INE, 2015). As vendas

deste setor apresentam uma distribuição de 27.4% (578.569.546 €) no mercado nacional, 55.5%

(1.172.341.456 €) no mercado intraeuropeu e 17.1% (362.071.468 €) no mercado extraeuropeu (INE,

2015). Na tabela 3 pode ser encontrado um resumo dos produtos mais vendidos, qual o seu volume

de vendas e o peso das mesmas face ao total das vendas do setor industrial de Fabricação de Máquinas

e Equipamentos.


Torneiras e válvulas,

misturadoras, sanitárias 150.190.836 € 7.1%

Partes de motores de

explosão (exceto para

aviação)

112.367.138 € 5.3%

Outras máquinas e

aparelhos mecânicos 78.697.122 € 3.7%

Tabela 3 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial de Fabricação de Máquinas e Equipamentos em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

16

O setor industrial da Fabricação de Produtos Metálicos, exceto Máquinas e Equipamentos em 2014

apresenta 9518 empresas ativas e um volume anual de vendas de 4.373.365.742 € (INE, 2015).

Segundo o relatório do Instituto Nacional de Estatística sobre a produção industrial em 2014 (INE,

2015), os três produtos mais vendidos foram; Moldes para borracha ou plástico, para moldagem por

injeção ou por compressão; Portas, janelas e seus caixilhos, alizares e soleiras, de alumínio e

Construções pré-fabricadas de ferro ou aço.

Cada um destes produtos realizou em vendas 562.004.097 €, 387.000.100 €, 253.287.542 €

respetivamente, apresentando cada um destes um peso de 12.9%, 8.8% e 5.8% nas vendas do seu

setor (INE, 2015). As vendas deste setor encontram-se distribuídas em 42.0% (1.837.406.319 €) no

mercado nacional, 43.3% (1.893.365.052 €) no mercado intraeuropeu e 14.7% (642.594.371 €) no

mercado extraeuropeu (INE, 2015).


e o peso destas face ao total das vendas do seu setor.


Moldes para borracha ou

plástico, para moldagem

por injeção ou por

compressão

562.004.097 € 12.9%

Portas, janelas e seus

caixilhos, alizares e

soleiras, de alumínio

387.000.100 € 8.8%

Construções pré-

fabricadas de ferro ou aço 253.287.542 € 5.8%

Tabela 4 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Produtos Metálicos, exceto Máquinas e Equipamentos em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

O setor industrial da Fabricação de Veículos Automóveis, Reboques e Semi – Reboques em 2014

apresenta 578 empresas ativas e um volume anual de vendas de 5.689.650.620 € (INE, 2015).

O relatório do Instituto Nacional de Estatística sobre a produção industrial em 2014 (INE, 2015) indica

que os três produtos mais vendidos nesse ano foram; Veículos automóveis de passageiros, com motor

a diesel ou semi-diesel> 1500 cm3 mas <= 2500 cm3 (exceto veículos para o transporte de >= 10

pessoas, autocaravanas, veículos para a neve, golfe e usos especiais); Silenciosos e tubos de escape e

Veículos automóveis de passageiros, com motor de explosão, de cilindrada não superior a 1 500 cm3.

Estes produtos realizaram em vendas, 1.204.520.319 €, 427.506.134 € e 368.848.809 €

respetivamente, representados um peso de 21.2%, 7.5% e 6.5% nas vendas do setor (INE, 2015). As

vendas do setor apresentam uma distribuição de 16.2% no mercado doméstico, 81.2% no mercado

intraeuropeu e 2.6% no mercado extraeuropeu (INE, 2015).

17


e o peso destas face ao total das vendas do setor industrial da Fabricação de Veículos Automóveis,

Reboques e Semi – Reboques.


Veículos automóveis de

passageiros, com motor a

diesel ou semi-diesel> 1500

cm3 mas <= 2500 cm3

1.204.520.319 € 21.2%

Silenciosos e tubos de

escape 427.506.134 € 7.5%

Veículos automóveis de

passageiros, com motor de

explosão, de cilindrada não

superior a 1 500 cm3

368.848.809 € 6.5%

Tabela 5 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial da Fabricação de Veículos Automóveis, Reboques e Semi – Reboques em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

No setor industrial do Couro e dos Produtos de Couro, na qual se enquadra a fabricação de calçado e

componentes para calçado, em 2014 apresenta 2116 empresas ativas e um volume anual de vendas

de 2.350.153.985 € (INE, 2015).

O relatório do Instituto Nacional de Estatística sobre a produção industrial em 2014 (INE, 2015) indica

que os três produtos mais vendidos foram; Calçado de exterior, com parte superior de couro natural,

de uso feminino; Calçado de exterior, com parte superior de couro natural, de uso masculino; Outras

partes de calçado, inclui solas, palmilhas, contrafortes, biqueiras rígidas ou testeiras, de outras

matérias, inclui de madeira (exceto de borracha e plástico, partes superiores e componentes de

calçado).

Estes produtos obtiveram um volume de vendas de 817.750.860 €, 771.277.949 € e 139.628.157 €

respetivamente, apresentando um peso de 34.8%, 32.8% e 5.9% nas vendas do setor (INE, 2015). As

vendas do setor apresentam uma distribuição de 25.4% no mercado doméstico, 66.1% no mercado

intraeuropeu e 8.5% no mercado extraeuropeu (INE, 2015).

18


e o peso das mesmas face ao total das vendas do setor industrial do couro e dos produtos de couro.


Calçado de exterior, com

parte superior de couro

natural, de uso feminino

817.750.860 € 34.8%

Calçado de exterior, com

parte superior de couro

natural, de uso masculino

771.277.949 € 32.8%

Outras partes de calçado 139.628.157 € 5.9%

Tabela 6 - Três Produtos mais Vendidos no Setor Industrial do Couro e dos Produtos de Couro em 2014 (Fonte: Elaborado pelo Autor)

19

3. IMPRESSÃO 3D

Neste capítulo é realizada uma revisão de literatura sobre a tecnologia de impressão 3D. São

abordados tópicos como o processo de impressão 3D, a evolução desta tecnologia ao longo das últimas

três décadas, quais as aplicações atuais e potenciais aplicações futuras desta tecnologia nos diferentes

setores de atividade industriais, quais as vantagens e limitações da impressão 3D face aos processos

de manufatura em massa, e por último, é feita uma análise sobre as perspetivas das vantagens

económicas da impressão 3D.

3.1.1. Processo de Impressão 3D

O processo de impressão 3D inicia-se a partir de um modelo digital 3D, que pode ser criado usando

uma variedade de software de CAD, ou através de scanners 3D. O modelo digital 3D é geralmente

gravado no formato STL, que é uma representação triangular ou cartesiana do modelo. O software

converte o ficheiro no formato STL em várias camadas, traduzindo o design inicial num ficheiro de

leitura acessível para a impressora 3D (3D Printing, 2014). O material processado pela impressora 3D

é depositado em função do processo e da tecnologia de impressão que processam diferentes materiais

de diferentes formas dando origem ao objeto pretendido (M. Cotteleer, Jonathan, et al., 2013). No

anexo 1 deste documento poderá ser encontrada mais informação sobre os processos de impressão

3D. Posteriormente, podem ser necessárias algumas atividades de acabamento, como polimento,

lixamento e pintura do material. A figura 11 apresenta um fluxo genérico de um processo de impressão

3D.

Figura 11 - Fluxo do Processo de Impressão 3D (Fonte: Delloit Report – 3D Opportunity in aerospace and defense - Additive Manufacturing takes flight (Coykendall, Cotteleer, Holdowsky, & Mahto,

2014))

20

3.1.2. Evolução da Impressão 3D

A impressão 3D moderna surge na década de 80. O relato da primeira impressão de um modelo sólido

foi publicado por Hideo Kodama do Instituto de Investigação Industrial de Nagoya, no Japão [4]. No

entanto, Hideo Kodama não terminou a especificação completa do processo de patenteamento,

iniciado em Maio de 1980, expirando o mesmo um ano após a sua aplicação, alegando falta de fundos

para investigação e desenvolvimentos adicionais (Wohlers & Gornet, 2011).

Em 1984, nos Estados Unidas da América, Charles W. Hull, cofundador da empresa 3D Systems, inicia

o processo de patenteamento da sua tecnologia, também conhecida por Stereolithography (SL),

patente que viria a ser emitida em 1986 [5]. Esta tecnologia de impressão 3D diferenciava-se dos

processos desenvolvidos por Hideo Kodama, uma vez que a grande inovação estava no formato do

ficheiro STL, onde estão contidas as instruções de impressão. Atualmente o formato STL é o mais aceite

pelo software de impressão 3D.

Em 1987, a empresa 3D Systems, desenvolve a primeira impressora 3D para fins comerciais, sob o

nome de SLA-1, sendo comercializado o primeiro exemplar em 1988.

Em 1986, Carl Deckard, investigador da Universidade do Texas, nos Estados Unidos da América, inicia

o processo de patenteamento da sua tecnologia de impressão 3D, Selective Layer Sintering (SLS). Esta

patente é emitida em 1989 [6], sendo licenciada à empresa DTM , que posteriormente viria a ser

adquirida pela empresa 3D Systems em 2001 (Alex Lou & Grosvenor, 2012).

Em 1989, nos Estados Unidos da América, Scott Crump o cofundador da empresa Stratasys inicia o

processo de patenteamento de um novo processo de impressão 3D, denominado de Fused Deposition

Modelling (FDM), sendo a patente emitida em 1992 [7].

Em 1989, Hans Langer, funda a empresa Electro Optical Systems na Alemanha (Wohlers & Gornet,

2011). Este desenvolveu o processo de impressão denominado de Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

iniciando o processo de patenteamento em 1995, sendo emitida a patente em 1998 [8].

Em 1995, o Dr. Dieter Schwarze e o Dr. Matthias Fockele da empresa F&S Stereolithographietechnik,

conjuntamente com os investigadores Dr. Wilhelm Meiners e Dr. Konrad Wissenbach do centro de

investigação do Instituto Fraunhofer, em Aachen, na Alemanha, iniciaram uma parceria onde

desenvolveram um novo processo de impressão denominado de Selective Laser Melting (SLM) (John

Evans, 2014). Estes iniciam o patenteamento da sua tecnologia em 1996, sendo emitida a patente em

1998 [9].

[4] Kodama, H. (1981). A scheme for three-dimensional display by automatic fabrication of three-

dimensional model. J. IEICE, 64, 1981-4. [5] Hull, C. W. (1986). U.S. Patent No. 4,575,330. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [6] Deckard, C. R. (1989). U.S. Patent No. 4,863,538. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [7] Crump, S. S. (1992). U.S. Patent No. 5,121,329. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [8] Langer, H. J. (1998). U.S. Patent No. 5,753,171. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [9] Haferkamp, Heinz u.a.: Laserstrahl-Sintern zur Herstellung von Blechumformwerkzeugen. In: Blech

Rohre Profile, 1996, H.6, S.317-319/Abschnitt 2

21

Durante a década de 1990 e início da década de 2000 foram gradualmente introduzidas novas

evoluções desta tecnologia, porém com um grande enfoque em aplicações industriais, estando os

processos de investigação e desenvolvimento focados na melhoria dos processos de fundição,

desenvolvimento de ferramentas e partes funcionais. Estas investigações criaram um novo termo,

denominados de Rapid Tooling (RT), Rapid Casting (RC) e Rapid Manufacturing (RM), que atualmente

são designados sob o termo de impressão 3D (Industry, 2014).

Durante a década de 90, verificou-se uma segmentação das impressoras 3D, baseada na qualidade de

impressão e custo do equipamento. Numa gama mais alta, situavam-se as impressoras direcionadas

para a indústria, com a finalidade de produzir peças de elevada complexidade, engenharia e qualidade,

e onde também estava o principal foco de I&D. Numa gama mais baixa situavam-se as impressoras

que tinham como foco o desenvolvimento de provas de conceito e protótipos funcionais,

desenvolvidas para serem user-friendly, usadas em pequenos escritórios, sendo impressoras que

apresentam baixos custos de aquisição. Estas impressoras seriam o prelúdio das que são hoje vendidas

ao grande público (Industry, 2014).

Em 2005, o Dr. Adrian Bowyer da Universidade de Bath, no Reino Unido, funda a comunidade open-

source, RepRap [10]. Juntamente com Vik Oliver e Rhys Jones desenvolveram esta iniciativa com o

objetivo de construir a primeira impressora que se replicasse a si mesma e disponibilizaram o seu

código fonte, gratuitamente, para o benefício de toda uma comunidade adepta da impressão 3D. A

visão deste projeto assenta na tentativa de democratizar a manufatura, através de uma distribuição

económica de exemplares da RepRap a indivíduos em qualquer local no mundo, permitindo que estes

satisfaçam as suas necessidades (Pearce et al., 2010).

A figura 12 apresenta cronologicamente os principais desenvolvimentos da evolução da tecnologia de

impressão 3D.

Figura 12 - Cronograma Evolutivo da Tecnologia de Impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo autor)

[10] Conceito de RepRap. Disponível em: http://www.reprap.org/wiki/RepRap

22

3.1.3. Aplicações Atuais e Futuras da Impressão 3D

Esta secção tem como objetivo abordar algumas das aplicações industriais atuais da impressão 3D, não

tendo como intuito limitar o âmbito desta tecnologia face às aplicações que serão descritas. A

impressão 3D é uma tecnologia que continua a ser testada em diferentes indústrias das quais poderão

resultar novas aplicações que atualmente não estão perspetivadas. Nesta secção serão também

descritas algumas das potenciais aplicações futuras desta tecnologia.

Na indústria aeroespacial a impressão 3D é usada na modelação de conceitos e na impressão de

protótipos (Kroll & Artzi, 2011), impressão de peças (Freeman, 2012) e na impressão de ferramentas

(Hiemenz, 2013). Num cenário futuro, a impressão 3D poderá vir a permitir o desenvolvimento e

impressão de asas (Campbell, Thomas Williams, Christopher Ivanova, Olga Garrett, 2012) e motores

de aviões (Keller, 2015).

A impressão 3D começa a dar os seus primeiros passos na indústria alimentar. Esta tecnologia

permitirá a impressão de produtos alimentares de designs complexos e combinando diferentes

ingredientes. Alguns exemplos de alimentos obtidos através desta tecnologia são; pizza; esparguete;

bolachas; chocolates e cubos de açúcar (Sun, Zhou, Huang, Fuh, & Hong, 2015). Num cenário futuro

poderemos vir a assistir à elaboração de receitas mais complexas com os mais diversos ingredientes

nas cozinhas de qualquer pessoa (Davis, Burgen, & Corbyn, 2015), tal como a impressão de alimentos

no espaço para astronautas (NASA, 2013).

Na vertente da arquitetura, a impressão 3D é aplicada na criação de modelos arquiteturais. Um

exemplo é a empresa Rietveld Architects que anteriormente à adoção da impressão 3D enfrentava

desafios como elevados tempos e custos na produção de modelos arquiteturais. A adoção desta

tecnologia permitiu reduzir o tempo de produção de um modelo arquitetural de 2 meses usando 2

colaboradores, para algumas horas usando apenas um colaborador, conseguindo obter em simultâneo

modelos visuais mais detalhados (Judson, Dapprich, & America, 2009). Num cenário futurista,

poderemos vir a assistir à construção de pontes em metal, que do ponto de vista arquitetónico terão

um design mais orgânico e fluido (Zimmermann, 2016).

Na indústria automóvel, a impressão 3D atualmente é usada na prototipagem rápida de peças

(Grunewald Scott, 2015), desenvolvimento de ferramentas personalizadas (Moore, 2015) e impressão

de peças funcionais em pequenas quantidades [11]. Num cenário futuro poderemos vir a assistir à

introdução da impressão 3D no mercado de peças automóveis sobresselentes (Reeves & Mendis,

2015).

Na vertente militar a impressão 3D é aplicada na prototipagem e na produção de partes funcionais de

artigos como máscaras de gás, armas de fogo e drones (Javelin, 2015). No futuro, a impressão 3D

poderá possibilitar a produção de sensores biométricos, novos uniformes e exosqueletos para

militares (Anusci, 2015).

[11] Disponível em: http://3dprintingindustry.com/2014/03/12/koenigsegg-striving-make-worlds-fastest-

car-3d-printing/. Acesso em: Dezembro 2015

http://3dprintingindustry.com/2014/03/12/koenigsegg-striving-make-worlds-fastest-car-3d-printing/

http://3dprintingindustry.com/2014/03/12/koenigsegg-striving-make-worlds-fastest-car-3d-printing/

23

Na indústria da eletrónica de consumo, a impressão 3D é usada em processos de prototipagem, como

por exemplo fones de ouvido (Halterman, 2015), na impressão de partes funcionais de produtos como

ratos para computadores (Scott, 2015) e painéis traseiros para telemóveis (Benedict, 2015).

Futuramente poderemos vir a assistir à impressão de objetos com circuitos eletrónicos embebidos

(Borghino, 2015).

A impressão 3D também está presente na indústria dos moldes, onde permite a impressão de moldes

de injeção para protótipos. Este processo de impressão permite obter reduções significativas nos

custos e nos tempos de produção (Stratasys, 2015). Num cenário futuro poderemos vir a assistir à

massificação do que sucede atualmente na empresa HASCO – empresa que atua no setor dos moldes

– que aplica a impressão 3D no desenvolvimento de moldes de injeção para a produção de pequenos

lotes de peças (Grunewald, 2015).

Na indústria do calçado, a impressão 3D começa a ser aplicada no desenvolvimento de calçado

desportivo (Koslow, 2015). No caso da Adidas, a sola desenvolvida e aplicada no seu recente modelo

de ténis, usou como matéria-prima plástico recolhido dos oceanos (Howarth, 2015). No caso da

indústria da alta – costura, a impressão 3D tem sido aplicada, por exemplo, no desenvolvimento de

vestidos (Stone, 2014) e fatos de banho (Luimstra, 2015). Perspetiva-se que no futuro, com o evoluir

da tecnologia de impressão 3D e a redução no custo de aquisição destes equipamentos, que qualquer

pessoa possa imprimir peças de vestuário ou calçado a partir de sua casa (Mau, 2013).

Na área da saúde, a impressão 3D é aplicada na impressão de próteses (Imbert, 2015), implantes

personalizados (Hobson, 2015), implantes dentários (Ester, 2015), aparelhos auditivos (Maxey, 2015),

instrumentos médicos (Pfahnl, 2015) no desenvolvimento de órgãos humanos (Ledford, 2015), tecido

humano (Velasquillo, 2013) e produção de medicamentos (Jonathan & Karim, 2016). Num cenário

futuro os principais desenvolvimentos na área da saúde poderão estar associados ao desenvolvimento

de órgãos funcionais a partir das células dos pacientes, reduzindo o risco de bio incompatibilidade e

proporcionando o desenvolvimento de órgãos com anatomia ajustada ao recebedor do órgão

(Radenkovic, Solouk, & Seifalian, 2016). A nível farmacêutico, os principais avanços serão no sentido

de desenvolver medicamentos personalizados, em que a dose do medicamento a aplicar poderá ser

ajustada ao porte físico do paciente [12].

[12] Disponível em: http://www.pharmaceutical-journal.com/news-and-analysis/features/3d-printing-the-

future-of-manufacturing-medicine/20068625.article. Acesso em: Janeiro 2016.

http://www.pharmaceutical-journal.com/news-and-analysis/features/3d-printing-the-future-of-manufacturing-medicine/20068625.article

http://www.pharmaceutical-journal.com/news-and-analysis/features/3d-printing-the-future-of-manufacturing-medicine/20068625.article

24

Na tabela 7 podemos encontrar algumas das aplicações atuais e potenciais da impressão 3D por

setor industrial.

Indústria Aplicações Atuais Aplicações Futuras

Aeroespacial Prototipagem.

Produção de partes funcionais em baixo volume.

Produção de asas, motores e veículos aéreos não tripulados.

Alimentar Produtos alimentares com design complexo para chefes de cozinha.

Personalização em massa de receitas. Produção de comida no espaço.

Arquitetura Prototipagem. Obras arquitetónicas com design orgânico e fluido.

Automóvel

Prototipagem rápida. Desenvolvimento de ferramentas personalizadas. Produção de partes funcionais.

Impressão de peças automóveis sobresselentes.

Militar Prototipagem. Produção de partes funcionais.

Produção de sensores biométricos, uniformes e exosqueletos.

Eletrónica de Consumo Prototipagem. Produção de partes funcionais.

Produção de objetos com circuitos eletrónicos embebidos.

Moldes Moldes para protótipos.

Moldes para pequenos lotes de peças.

Calçado e Alta - Costura Prototipagem. Produção de partes funcionais.

Personalização em massa. Impressão de peças funcionais em larga escala.

Saúde

Prototipagem. Impressão de próteses. Implantes personalizados. Instrumentos médicos. Aparelhos auditivos. Implantes dentários. Órgãos humanos, pele e produtos farmacêuticos.

Produção de tecidos e órgãos funcionais para transplante. Medicamentação personalizada.

Tabela 7 - Aplicações Atuais e Potenciais da Impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo Autor)

25

3.1.4. Vantagens e Limitações da Impressão 3D

Nesta secção pretende-se realizar um levantamento das principais vantagens e limitações atuais da

tecnologia de impressão 3D.

A impressão 3D apresenta como vantagens a possibilidade de personalizar e desenvolver produtos

com designs complexos, sem que o seu custo de produção aumente exponencialmente, tal como

permite encurtar o ciclo de desenvolvimento do produto até ao seu lançamento no mercado reduzindo

a necessidade de criar ferramentas para o mesmo (M. Cotteleer, Mahto, & Holdowsky, 2013).

Apresenta reduzidos desperdícios de matéria-prima (Campbell, Thomas Williams, Christopher Ivanova,

Olga Garrett, 2012), tal como permite a produção de pequenos lotes de forma económica

comparativamente aos processos de produção em massa e requer menor controlo humano uma vez

que o processo de impressão do objeto é controlado por um computador (Pîrjan & Petroşanu, 2013).

A impressão 3D apresenta como limitações o elevado custo de aquisição dos equipamentos de

impressão, tal como custos de produção não económicos para grandes quantidades de peças e uma

escolha reduzida de materiais de impressão, cores e acabamento de superfícies (Berman, 2012).

Apresenta também tempos de impressão relativamente elevados, tal como as peças tendem a mostrar

uma resistência não-uniforme (Campbell, Thomas Williams, Christopher Ivanova, Olga Garrett, 2012).

Outra das limitações existentes é a ainda vaga legislação e regulamentação face aos objetos que

podem ser impressos e normas que os materiais de impressão devem apresentar (Pîrjan & Petroşanu,

2013). Na tabela 8, podemos encontrar um resumo das principais vantagens e limitações atuais da

impressão 3D.

Vantagens Limitações

Aumento da personalização e complexidade do design sem aumento de custos. Redução da necessidade de ferramentas.

Produção económica de pequenos

lotes de objetos.

Redução do Time-to-Market.

Redução de desperdícios de matéria-

prima durante o processo de

impressão.

Menor necessidade de controlo

humano sobre o processo de

impressão.

Elevado custo de aquisição dos

equipamentos.

Custos de produção elevados para

grandes lotes de peças.

Escolha reduzida de materiais,

cores e acabamentos de superfície.

Tempos de impressão

relativamente elevados.

Objetos apresentam resistências

não uniformes.

Vaga legislação e regulamentação.

Tabela 8 - Vantagens e Limitações da Tecnologia de Impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo Autor)

26

3.1.5. Perspetivas de Vantagens Económicas da impressão 3D

3.1.5.1. Economies of One

Desde a revolução indústrial, a manufatura tem sido sinónimo de fábricas, maquinaria e linhas de

produção, onde o desenvolvimento e implementação de novas tecnologias requerem elevados

investimentos (Koff & Gustafson, 2012).

Numa visão tradicional, a forma de justificar estes investimentos está na produção de elevadas

quantidades de produtos, possibilitando a amortização do investimento (B. Y. M. Cotteleer & Joyce,

2014).

Os modelos de produção em massa, conhecidos pela obtenção dos efeitos de economia de escala,

indicam que aumentar as quantidades produzidas de um único produto através de um processo

produtivo eficiente e de elevado throughput permitirão a obtenção de baixos custos unitários (B.

Joseph Pine, 1993).

No entanto, com a introdução da tecnologia de impressão 3D poderemos vir a assistir à alteração do

paradigma nos modelos de produção tradicionais. Usando o exemplo dado pela empresa americana

3D Systems, que usou esta tecnologia para conceber um martelo [13] na exposição da EuroMold por um

custo e tempo de produção inferiores quando comparados com os métodos de produção em massa.

Através da tecnologia de impressão 3D será economicamente viável produzir pequenas quantidades

de peças, independentemente do seu grau de personalização, surgindo o Modelo de Economies of

One. Segundo Petrick & Simpson (2013) futuramente, os fabricantes poderão optar pelo modelo de

produção que mais se adeque às quantidades e ao nível de personalização do tipo de produto a

desenvolver:

Modelo de Economia de Escala para produtos imutáveis que podem ser produzidos em elevados

volumes;

Modelos de Economies of One para produtos personalizáveis que possam ser construídos camada

sobre camada.

A impressão 3D permite atingir a escala mínima eficiente – ponto onde o custo médio de produção de

cada unidade é minimizado – através da produção de pequenos lotes ou mesmo até de uma única

unidade. Este desempenho de custos é o oposto dos métodos tradicionais de manufatura onde os

custos iniciais de produção são bastante elevados (B. Y. M. Cotteleer & Joyce, 2014).

[13] Disponível em: http://www.economist.com/node/21552901. Acesso em Agosto 2015.

http://www.economist.com/node/21552901

27

Figura 13 - Análise do Ponto de Equilíbrio Conceptual entre Manufatura Tradicional e Impressão 3D (Fonte: Delloit Report - 3D Opportunity: Additive Manufacturing paths to performance, innovation

and growth (B. Y. M. Cotteleer & Joyce, 2014))

A figura 13 mostra as curvas conceptuais do custo associado ao processo de manufatura tradicional e

de impressão 3D. A equação associada ao método tradicional de manufatura mostra que o custo médio

por unidade produzida vai diminuindo à medida que o número de unidades produzidas aumenta,

obtendo-se o efeito de economias de escala.

A equação do custo associada à impressão 3D mostra que esta é uma reta com declive nulo, onde o

custo médio por unidade produzida mantém-se constante independentemente do número de

unidades produzidas, sugerindo a inexistência de alterações nos custos marginais.

O ponto de equilíbrio – ponto onde as duas curvas se intersectam – sugere o ponto onde estes dois

métodos de produção se equiparam em termos de custos médios por unidade produzida, sendo que

à esquerda desse ponto a impressão 3D aparenta apresentar custos de produção por unidade

inferiores para pequenos volumes e à direita desse ponto os métodos de manufatura tradicionais

aparentam apresentar menores custos de produção por unidade para volumes elevados. Porém é

expectável que num futuro próximo este ponto de equilíbrio seja amplificado, devido à redução no

custo dos equipamentos e aumento na eficiência do processo de impressão 3D (B. Y. M. Cotteleer &

Joyce, 2014).

No estudo realizado por Atzeni e Salmi em 2011 (Thomas & Gilvert, 2014) onde é apresentada uma

comparação de custos entre um método de manufatura tradicional, fundição através de um molde, e

uma tecnologia de impressão 3D, Selective Layer Sintering, para o processamento de um trem de

aterragem numa escala de 1:5 do modelo P180 Avanti II da Piaggio Aero Industries S.p.A.

Neste estudo foi considerado que ambas as máquinas têm uma vida útil de cinco anos e a seguinte

estrutura de custos para o método de manufatura tradicional; custo de material por peça de 2.59€;

custo de pré-processamento por peça de 0.00€; custo de processamento por peça 0.26€ + 21000€ / N,

onde 0.26€ corresponde ao custo de processamento unitário de cada peça, sendo que 21000€

corresponde ao custo do molde e N corresponde ao número de peças a produzir; custo de pós-

processamento por peça de 17.90€; custo de montagem de 0.54€.

28

Para o método de impressão 3D foi considerada a seguinte estrutura de custos; custo de material por

peça de 25.81€; custo de pré-processamento por peça de 8.00€; custo de processamento por peça de

472.50€; custo de pós-processamento por peça de 20.00€ e um custo de montagem de 0.00€.

Na tabela 9 pode ser encontrada a estrutura de custos dos métodos de manufatura tradicional e

impressão 3D usados no estudo referido anteriormente.

Estrutura de Custo Manufatura Tradicional (€) Impressão 3D (€)

Custo do material por peça 2.59 25.81

Custo de pré-processamento

por peça 0.00 8.00

Custo de processamento por

peça 0.26 + 21000 / N 472.50

Custo de pós-processamento

por peça 17.90 20.00

Montagem 0.54 0.00

Total 21.29 + 21000 / N 526.31

Tabela 9 - Estrutura de Custos da Manufatura Tradicional e Impressão 3D (Fonte: D. Thomas & Gilvert, 2014)

Considerando a estrutura de custos apresentada anteriormente e realizando uma simulação de uma

produção de 100 peças obtiveram-se os resultados representados graficamente na figura 14.

Figura 14 - Análise do Ponto de Equilíbrio entre Manufatura Tradicional e Impressão 3D (Fonte:


29

Verifica-se, pela figura 14, que os custos de produção da impressão 3D mantêm-se constantes ao longo

do processo, enquanto os custos de produção do método de manufatura tradicional diminuem à

medida que aumenta o seu throughput e consequentemente o número de peças produzidas.

Verifica-se ainda que a impressão 3D apresenta custos inferiores até às 41 unidades, sendo alcançado,

neste caso, o ponto de equilíbrio às 42 unidades produzidas. Deste ponto em diante, o método de

manufatura tradicional aparenta ser mais económico.

3.1.6. Economies of Scope

O conceito de economies of scope indica que o custo de produção unitário diminui ao usar o mesmo

processo produtivo para produzir uma grande variedade de produtos (B. Joseph Pine, 1993).

A impressão 3D é conhecida pela sua versatilidade, permitindo a impressão de diferentes produtos

usando o mesmo equipamento, materiais e processos, reduzindo tempos de changeover e os custos

associados.

Os métodos de produção tradicionais, para peças de design mais complexo, obrigam a que estas sejam

desmultiplicadas em várias peças de menores dimensões, de forma a serem agregadas numa fase

posterior, devido à complexidade geométrica e restrições de acessibilidade (Gibson et al., 2010).

A impressão 3D ultrapassa estas dificuldades, permitindo a construção de peças de elevadas

complexidade geométrica, na mesma máquina, no mesmo processo de impressão (B. Y. M. Cotteleer

& Joyce, 2014).

Um caso onde é demonstrada a flexibilidade da impressão 3D, permitindo inovar num dos processos

produtivos num dos novos componentes a integrar na nova geração de motores da GE Aircraft [14],

onde através dos métodos tradicionais requeria soldar 18 componentes, passou a ser produzida num

único processo de impressão.

Para além da simplificação do processo de produção, a nova peça será 25% mais leve que a sua

antecessora e terá uma durabilidade cinco vezes superior comparativamente à peça obtida através do

processo de manufatura tradicional [15].

[14] Disponível em: http://www.technologyreview.com/featuredstory/513716/additive-manufacturing/.

Acesso em Agosto de 2015. [15] Disponível em: http://www.geglobalresearch.com/innovation/3d-printing-creates-new-parts-aircraft-

engines. Acesso em Agosto 2015.

http://www.technologyreview.com/featuredstory/513716/additive-manufacturing/

http://www.geglobalresearch.com/innovation/3d-printing-creates-new-parts-aircraft-engines

http://www.geglobalresearch.com/innovation/3d-printing-creates-new-parts-aircraft-engines

30

4. METODOLOGIA

Esta secção descreve a metodologia usada no trabalho. Inicia-se por definir a população e amostra e

em seguida é explicada a forma como foi realizada a recolha de dados. É descrito qual o método

utilizado na análise dos dados e por fim é explicada a estrutura do inquérito. De forma a facilitar a

análise dos resultados obtidos, foram criados grupos homogéneos – clusters – relativos à intenção de

adoção da tecnologia de impressão 3D.

POPULAÇÃO E AMOSTRA

A população-alvo deste estudo são empresas que se enquadram na Secção C (Indústrias

Transformadoras) segundo a Classificação Portuguesa das Atividades Económicas (INE, 2007). Nesta

secção enquadram-se empresas referentes à fabricação automóvel, produtos metálicos, máquinas,

equipamentos, artigos de borracha e matérias plásticas, equipamento elétrico, metalurgia, entre

outras.

A escolha da secção em questão deve-se ao facto, de existirem indicações de que a impressão 3D já é

usada em alguns destes segmentos de indústria nos Estados Unidos da América, como mostra o

relatório da consultora Wohlers Associates (Wohlers, 2012).

Neste estudo, os dados necessários para a análise do problema foram obtidos através da realização de

um inquérito.

RECOLHA DE DADOS

A recolha de respostas ao inquérito decorreu durante as duas últimas semanas de Outubro e as duas

primeiras semanas de Novembro de 2015.

Como referido anteriormente, as respostas foram obtidas através de um inquérito. Com o intuito de

encorajar os inquiridos a responder, foi transmitido que a resposta ao mesmo seria confidencial,

anónima e que o tempo de resposta seria curto.

O inquérito foi enviado às 75 maiores empresas pertencentes aos setores industriais referidos

anteriormente. Estas empresas foram selecionadas em função do seu volume de negócios anual. No

total foram enviados 600 inquéritos e foram obtidos e considerados válidos 44. Foi excluído 1 inquérito

devido ao seu preenchimento incorreto.

TRATAMENTO E ANÁLISE DE DADOS

Para a realização do tratamento de dados foi usado como método de análise de dados a estatística

descritiva por forma a organizar e sumarizar os mesmos.

Para possibilitar uma leitura dos dados obtidos, estes são apresentados através de tabelas, gráficos

circulares e gráficos de barras. Os gráficos mostram os resultados em pontos percentuais face à

amostra que esteja em estudo.

Nas questões onde era pedido aos respondentes para classificar as opções de resposta apresentadas,

foi atribuída uma pontuação em função da classificação dada pelo inquirido. Este critério foi criado de

31

forma a permitir uma ponderação e distinção entre as opções apresentadas. Os gráficos associados a

estas questões mostram os pontos obtidos por cada opção de resposta.

INQUÉRITO

Um inquérito é uma ferramenta onde os inquiridos fornecessem informação através da resposta a uma

série de questões colocadas previamente, sendo uma ferramenta crucial para a elaboração deste

estudo.

O questionário foi realizado em língua portuguesa uma vez que pretende avaliar a realidade das

empresas da indústria portuguesa face à adoção da impressão 3D. Foi tido em consideração a

necessidade da elaboração de questões com uma linguagem clara e acessível.

O questionário inicia-se com um denominador comum, onde o respondente tem de identificar o setor

da indústria a que pertence.

Ao longo do mesmo existem quatro questões de filtro, que posteriormente permitiram a criação de

grupos homogéneos de respondentes - clusters - face às intenções de adoção da tecnologia de

impressão 3D.

A primeira questão “filtro”, tem como objetivo averiguar se o respondente sabe o que é a impressão

3D. Caso não saiba o inquérito termina, dado que ao não saber o que é a tecnologia em questão, o seu

feedback não trará valor acrescentado a este estudo.

Caso a resposta seja afirmativa, segue-se uma segunda questão “filtro”, onde é questionado se a

organização do inquirido usa atualmente a tecnologia de impressão 3D. São disponibilizadas três

opções de resposta possíveis, nomeadamente:

Sim, usa atualmente a tecnologia de impressão 3D;

Não, mas planeia adotar;

Não, nem tenciona adotar.

Consoante as respostas obtida os respondentes serão segmentados em três grupos, de forma a

“filtrar” os mesmos em função da sua intenção de adoção da tecnologia de impressão 3D. Os

respondentes que já usam a tecnologia serão colocados no grupo, doravante denominado de “Early

Adopters”. Para os respondentes que não usam mas planeiam usar a tecnologia de impressão 3D,

serão agrupados no grupo “Planning Adopters”, e por fim será criado um terceiro grupo para os

respondentes que não usam nem tencionam usar a tecnologia de impressão 3D, denominado de “Non

Adopters”.

Para cada um dos grupos, foram apresentadas sequências de questões distintas, a serem apresentadas

seguidamente.

32

4.1.1. Early Adopters

Neste segmento, a primeira questão centra-se em aferir há quanto tempo a organização do inquirido

usa a tecnologia de impressão 3D.

A segunda questão destina-se a avaliar quantos equipamentos de impressão 3D existem na

organização em questão.

A terceira questão pretende avaliar qual o grau de investimento anual realizado pelas empresas que

adotaram a tecnologia. Nesta questão, de forma a não inibir o respondente, é questionado qual o grau

de investimento realizado nesta tecnologia, percentualmente, face ao orçamento anual do

departamento que usa a impressão 3D.

Na quarta questão, pretende-se analisar as razões pela qual as organizações adotaram a tecnologia de

impressão 3D. Salienta-se que as opções de resposta foram fornecidas com base no relatório realizado

pela consultora Gartner (Basilieri & Shah, 2014).

A quinta questão, pretende que o respondente classifique as respostas dadas na questão anterior,

numa escala de 1 a 8, onde 1 representa a finalidade mais importante e 8 a menos importante.

Na sexta questão, pretende-se averiguar com que finalidades são usadas as peças obtidas através da

impressão 3D. As opções de resposta foram baseadas no estudo realizado pela consultora Wohlers

(Wohlers, 2012).

Na sétima questão, é pedido que as respostas apresentadas na questão anterior sejam ordenadas de

1 a 10, onde 1 representa a finalidade mais importante e 10 a menos importante.

A oitava questão, tem como objetivo aferir quais as dificuldades sentidas pela organização na adoção

desta tecnologia. As opções de resposta foram dadas com base no estudo realizado pela consultora

Sculpteo (Simonot et al., 2015).

Na nona questão, é pedido que o respondente classifique as respostas dadas na questão anterior,

numa escala de 1 a 6, onde 1 representa a maior dificuldade e 6 a menor dificuldade.

4.1.2. Planning Adopters

Neste cluster, a primeira questão pretende avaliar em que horizonte temporal a organização do

respondente planeia vir a adotar a impressão 3D. A segunda questão, destina-se a aferir as potenciais

finalidades em que serão usadas as peças construídas a partir da impressão 3D e a terceira questão,

pretende avaliar qual o grau de importância atribuído a cada uma das potenciais finalidades

selecionadas na questão anterior, tendo o respondente que ordenar as finalidades selecionadas de 1

a 8, onde 1 representa a finalidade mais importante e 8 a menos importante.

A quarta questão, centra-se em analisar quais as razões que levam à adoção da tecnologia de

impressão 3D. As opções de resposta foram elaboradas com base no mesmo estudo da quarta questão

colocada no grupo “Early Adopters”.

33

A quinta questão tem como objetivo que o inquirido classifique respostas apresentadas na questão

anterior de 1 a 11 onde a opção classificada com 1 representa a finalidade mais importante, e a

classificada com 11 a menos importante.

Na sexta questão são avaliadas as principais dificuldades que a organização do inquirido antecipa na

adoção da impressão 3D, sendo as opções de resposta dadas com base no estudo apresentado na

sexta questão do grupo dos “Early Adopters”. Na sétima questão é pretendido que o respondente

classifique as respostas selecionadas na questão anterior de 1 a 6, onde 1 representa a opção mais

importante e 6 a menos importante.

4.1.3. Non Adopters

Para o grupo dos “Non Adopters”, foi definido que seria relevante perceber, na primeira questão, o

porquê da não adoção desta tecnologia e na segunda e última questão para este grupo, qual o grau de

importância atribuído a cada um desses fatores, tendo o respondente que classificar as opções

selecionadas previamente de 1 a 7, onde 1 representa a opção mais importante e 7 a menos

importante.

A estrutura do inquérito utilizado é apresentada no anexo 2.

34

5. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS

Neste capítulo é realizada a descrição das características da amostra e a discussão dos resultados

obtidos através do inquérito.

CARACTERÍSTICAS DA AMOSTRA

Esta secção inicia-se pela descrição dos sectores de indústria nos quais os respondentes do inquérito

se enquadram.

Dos 44 inquéritos considerados válidos verificaram-se que 3 pertencem à área do calçado, 5 à

fabricação de artigos de borracha e de matérias plásticas, 8 à fabricação de equipamentos elétricos e

de ótica, 5 à fabricação de máquinas e equipamentos, 9 à fabricação de moldes metálicos, 5 à

fabricação de produtos metálicos, exceto máquinas e equipamentos, 7 à fabricação de veículos

automóveis, reboques e semi-reboques, e por fim, 2 pertencentes ao setor de investigação e

desenvolvimento.

Na tabela 10, podemos observar a frequência dos inquiridos pelos diferentes setores da indústria, bem

como as percentagens respetivas.

Setor Industrial Frequência Percentagem

Calçado 3 6.8%

Fabricação de artigos de borracha e matérias plásticas 5 11.4%

Fabricação de equipamentos elétricos e de ótica 8 18.2%

Fabricação de máquinas e equipamentos 5 11.4%

Fabricação de moldes metálicos 9 20.5%

Fabricação de produtos metálicos, exceto máquinas e

equipamentos

5 11.4%

Fabricação de veículos automóveis, reboques e semi-reboques 7 15.9%

Investigação e desenvolvimento 2 4.5%

Total 44 100%

Tabela 10 - Frequência e Percentagem de Inquiridos por Setor Industrial (Fonte: Elaborado pelo Autor)

35

ANÁLISE DOS DADOS

Na primeira questão “filtro”, foi questionado aos inquiridos se estes têm conhecimento da impressão

3D. Perante os resultados obtidos, verificou-se que 3 dos 44 inquiridos, não têm conhecimento do que

seja esta tecnologia. Na figura 15 podemos observar a distribuição percentual dos resultados obtidos

no inquérito.

Figura 15 - Resultado obtido na questão “Sabe o que é a tecnologia de impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na segunda questão “filtro”, apenas os inquiridos que responderam positivamente à questão anterior,

foram questionados sobre a possibilidade da organização deste usar atualmente a impressão 3D. Dos

41 inquiridos “filtrados” para esta questão, 8 afirmaram que usam atualmente esta tecnologia, 8

responderam que ainda não estão a usar mas planeiam e 25 responderam que não usam, nem

pretendem usar. Na figura 16 estão representados os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 16 - Resultado obtido na questão “A sua organização usa atualmente a impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Perante a mesma questão, mas organizando as respostas por setor industrial, verifica-se que na

amostra do setor do calçado nenhuma empresa está a usar a tecnologia de impressão 3D, 67% planeia

adotar e 33% não tenciona adotar. No setor da fabricação de artigos de borracha e de matérias

plásticas, verifica-se que 40% da amostra usa a tecnologia de impressão 3D, 20% planeia a sua adoção

e 40% não usa, nem tenciona adotar. No setor da fabricação de equipamentos elétricos e de ótica,

verifica-se que 14% da amostra usa impressão 3D, 29% planeia a sua adoção e 57% não tenciona

adotar. No setor da fabricação de máquinas e equipamentos verifica-se que nenhuma das empresas

inquiridas tenciona adotar a impressão 3D. No setor da fabricação de moldes metálicos, verifica-se que

22% da amostra usa a impressão 3D, 11% tenciona adotar esta tecnologia e 67% não tenciona adotar.

36

No setor da fabricação de produtos metálicos, exceto máquinas e equipamentos, verifica-se que 25%

da amostra usa a impressão 3D e 75% não tenciona usar. No setor da fabricação de veículos

automóveis, reboques e semi-reboques, verifica-se que nenhuma empresa da amostra usa a

impressão 3D, 29% planeia adotar e 71% não tenciona adotar. No setor da investigação e

desenvolvimento, verifica-se que 100% da amostra usa a impressão 3D. A figura 17 mostra os

resultados obtidos referentes à intenção de adoção desta tecnologia segmentando-os por setor

industrial.

Figura 17 - Resultado obtido na questão “A sua organização usa atualmente a impressão 3D?” - Segmentação por Setor Industrial (Fonte: Elaborado pelo Autor)

5.1.1. Cluster “Early Adopters”

No cluster “Early Adopters” são apresentados os resultados referentes às questões respondidas pelos

inquiridos que afirmam já estar a usar a tecnologia de impressão 3D.

Na primeira questão, onde se pretende aferir há quanto tempo a organização do respondente usa a

tecnologia de impressão 3D verificou-se que 2 dos 8 inquiridos usam esta tecnologia há mais de 18

meses e menos de 24. Os restantes, isto é, 6 dos inquiridos, usam a impressão 3D há mais de 24 meses.

Na figura 18 são apresentados os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 18 - Resultados obtidos na questão “Há quanto tempo a sua organização usa a tecnologia de impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A segunda questão pretende avaliar quantos equipamentos de impressão 3D existem na organização,

onde foram apresentadas as seguintes opções de resposta; 0 (subcontrata este serviço); 1; 2; 3;> 3.

37

Verificou-se que 5 dos inquiridos subcontrata este serviço, 2 inquiridos possuem 1 impressora e 1

inquirido possui 2 impressoras. As restantes opções não receberam qualquer voto. Na figura 19 são

apresentados os resultados obtidos, em pontos percentuais.

Figura 19 - Resultados obtidos na questão “Quantos equipamentos de impressão 3D existem na sua organização?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na terceira questão, pretende-se avaliar nas organizações que adotaram a tecnologia, qual o grau de

investimento realizado por estas face ao orçamento anual do departamento que usa a impressão 3D.

Foram apresentadas quatro opções de resposta, nomeadamente; até 5%; 5% a 10%; 10% a 15%; mais

de 15%. Estas opções foram sempre apresentadas em percentagem de forma a não inibir o inquirido.

Verificou-se que os 8 inquiridos, isto é 100% da amostra, investem até 5% do orçamento anual do seu

departamento nesta tecnologia. A figura 20 mostra os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 20 - Resultados obtidos na questão “Qual a percentagem do orçamento anual aplicado na impressão 3D pelo departamento que usa esta tecnologia?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na quarta questão são analisadas as finalidades para as peças obtidas através da impressão 3D. Nesta

questão foram apresentadas oito opções de resposta, nomeadamente; prototipagem; ajuste e

montagem; construção de moldes para protótipos de ferramentas; construção de componentes de

ferramentas; construção de moldes de metal; construção de modelos de apresentação; ajuda visual (a

engenheiros, designers, entre outros); investigação / educação. Verificou-se que a principal finalidade

das peças, com 8 votos, é a prototipagem, em segundo lugar com 7 votos, é a ajuda visual (a

engenheiros, designers, entre outros), em terceiro lugar, ambas com 4 votos, ajuste e montagem e

construção de modelos de apresentação. No quarto lugar, com 2 votos, construção de componentes

38

de ferramentas, e em quinto lugar, ambas com 1 voto, construção de moldes para protótipos de

ferramentas e investigação / educação. Na figura 21 podemos ver uma representação gráfica dos

resultados obtidos.

Figura 21 - Resultados obtidos na questão “Com que finalidades são usadas as peças obtidas através da impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A quinta questão tem como objetivo que o respondente classifique as respostas dadas na questão

anterior numa escala de 1 a 7, onde 1 representa a finalidade mais importante e 7 a menos importante.

De forma a obter uma avaliação ponderada das respostas obtidas, foi atribuído um peso a cada

classificação, onde uma opção classificada com 1 tem um peso de 14 pontos, classificação 2 tem 12

pontos, classificação 3 tem 10 pontos, classificação 4 tem 8 pontos, classificação 5 tem 6 pontos,

classificação 6 tem 4 pontos e com classificação 7 tem 2 pontos. Na tabela 11 está resumido o critério

aplicado na ponderação das respostas obtidas.

Classificação Peso

1 14 2 12

3 10

4 8

5 6

6 4

7 2

Tabela 11 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais finalidades para as peças obtidas através da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Com base nos critérios anteriormente apresentados e nos dados obtidos no inquérito, verifica-se que

a prototipagem, com 82 pontos, é a finalidade mais importante no uso das peças obtidas através da

impressão 3D. Em segundo lugar, com 66 pontos, surge a ajuda visual (a engenheiros, designers, entre

outros), na terceira posição surge a construção de modelos de apresentação com 34 pontos. Em quarto

lugar, com 32 pontos surge o ajuste e montagem, na quinta posição, com 22 pontos surge a construção

de componentes de ferramentas. Em sexto, com 4 pontos, surge a construção de moldes para

protótipos de ferramentas, e em sétimo e último lugar surge a construção de moldes de metal com

zero pontos. A figura 22 mostra os resultados obtidos.

39

Figura 22 - Classificação obtida na questão “Classifique as principais finalidades para as peças obtidas através da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na sexta questão são analisadas as razões que levaram as organizações a adotar a tecnologia de

impressão 3D. Para esta questão, foram apresentadas 11 opções de resposta, nomeadamente;

prototipagem; inovação (criação de produtos impossíveis de criar através de métodos tradicionais);

aumento da eficiência do processo produtivo; redução de custos; desenvolvimento de produtos

personalizados; fonte de novas receitas; melhorar / expandir a linha de produtos; transformar a

experiência / serviço do consumidor; melhorar o sourcing da cadeia de abastecimento; melhorar a

logística da cadeia de abastecimento; outros.

Com base nos resultados obtidos no inquérito, verifica-se que a prototipagem, com 6 votos, aparenta

ser a principal razão que levou as organizações inquiridas a adotar a impressão 3D. Em segundo lugar,

surgem duas opções, ambas com 4 votos, que são a inovação (criação de produtos impossíveis de criar

através de métodos tradicionais) e redução de custos. Na terceira posição, com 3 votos, surge o

desenvolvimento de produtos personalizados e a opção outros. Na quarta posição surgem 2 opções,

com 1 voto, que são o aumento da eficiência do processo produtivo e fonte de novas receitas. A figura

23 mostra os resultados obtidos.

Figura 23 - Respostas obtidas na questão “O que levou a sua organização a adotar a tecnologia de impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na sétima questão é pedido que as respostas apresentadas na questão anterior sejam ordenadas, na

mesma escala e com o mesmo critério de atribuição de peso a cada opção apresentado na quinta

40

questão. Verifica-se que a prototipagem surge em primeiro lugar, com 138 pontos, aparentando ser o

fator mais importante pela qual as organizações inquiridas adotaram a impressão 3D. Em segundo

lugar surge a inovação, com 72 pontos, na terceira posição, com 44 pontos, surge a redução de custos.

Em quarto lugar surge a opção outro, com 40 pontos, na quinta posição surge a opção fonte de novas

receitas com 38 pontos, e na sexta posição surge a opção desenvolvimento de produtos personalizados

com 16 pontos. As restantes opções não obtiveram qualquer pontuação. A figura 24 mostra os

resultados obtidos.

Figura 24 - Principais Razões para a Adoção da Impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A oitava questão tem como objetivo aferir quais as dificuldades sentidas pela organização na adoção

desta tecnologia. As opções de resposta apresentadas são; fraca capacidade e consistência das

impressoras disponíveis; elevados custos dos equipamentos e consumíveis; falta de perceção das

necessidades dos clientes; falta de quadros jurídicos claros; dificuldade na engenharia inversa;

dificuldade na formação de membros da equipa e outros. Com base nos dados obtidos através do

inquérito verificou-se que a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis, aparenta ser

a principal dificuldade sentida na adoção da impressão 3D, com 6 votos. Em segundo lugar, surgem os

elevados custos dos equipamentos e consumíveis, com 2 votos. Na terceira posição surgem três

opções; falta de perceção das necessidades dos clientes, dificuldade na formação de membros da

equipa e outro, com 1 voto. A figura 25 mostra os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 25 - Respostas obtidas na questão “Quais as principais dificuldades sentidas pela sua organização na adoção da impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

41

Na nona questão é pedido que o inquirido classifique as respostas dadas na questão anterior, numa

escala de 1 a 6, onde 1 representa a finalidade mais importante e 6 a menos importante. De forma a

obter uma avaliação ponderada das respostas obtidas, foi atribuído um peso a cada classificação, onde

uma opção classificada com 1 tem um peso de 12 pontos, classificação 2 tem 10 pontos, classificação

3 tem 8 pontos, classificação 4 tem 6 pontos, classificação 5 tem 4 pontos, classificação 6 tem 2 pontos.

Na tabela 12 está resumido o critério de ponderação aplicado.


1 12 2 10

3 8

4 6

5 4

6 2

Tabela 12 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais dificuldades sentidas pela sua organização na adoção da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Com base nos dados obtidos, verifica-se que a fraca capacidade e consistência das impressoras

disponíveis, com 70 pontos, é aparentemente a maior barreira na adoção da impressão 3D. Na segunda

posição surgem os elevados custos dos equipamentos e consumíveis com 24 pontos. Na terceira

posição surge a dificuldade na formação de membros da equipa com 10 votos, no quarto lugar, com 8

pontos, surge a falta de perceção das necessidades dos clientes. Na quinta posição, com 6 pontos,

surge a opção “Outros”. As restantes opções, não obtiveram qualquer pontuação. A figura 26 mostra

os resultados obtidos.

Figura 26 - Principais Dificuldades Sentidas na Adoção da Impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo Autor)

42

5.1.2. Cluster “Planning Adopters”

O cluster dos “Planning Adopters” destina-se a agrupar os dados referentes aos inquiridos que

aparentam estar a planear adotar a tecnologia de impressão 3D.

A primeira questão centra-se em aferir em que horizonte temporal a organização do inquirido tenciona

adotar a impressão 3D, sendo dadas 3 opções de resposta, nomeadamente; até 1 ano; entre 1 e 3

anos; num período superior a 3 anos. Os resultados obtidos mostram que, dos 8 inquiridos, 4

aparentemente pretendem adotar esta tecnologia dentro de 3 anos e os restantes inquiridos

aparentemente pretendem adotar num período superior a 3 anos. Na figura 27 estão representados

os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 27 - Resultados obtidos na questão “Em que horizonte temporal planeia adotar a impressão

3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A segunda questão tem como objetivo averiguar com que finalidades serão usadas as peças obtidas

através da tecnologia de impressão 3D. Para esta questão foram apresentadas oito opções de resposta,

entre as quais; Prototipagem; Construção de moldes para protótipos de ferramentas; Construção de

moldes de metal; Construção de modelos de apresentação; Ajuda visual (a engenheiros, designers,

entre outros); Investigação / educação. Os resultados do inquérito mostram que a prototipagem

aparenta ser a finalidade mais importante contando com 8 votos. Na segunda posição surge a ajuda

visual (a engenheiros, designers, entre outros) com 6 votos. Em terceiro lugar, surgem duas opções,

ambas com 5 votos, que são a construção de modelos de apresentação e o ajuste e montagem. Na

quarta posição surgem quatro opções com 2 votos, nomeadamente; construção de moldes para

protótipos de ferramentas; construção de componentes de ferramentas; construção de moldes de

metal e Investigação / educação. As restantes opções não obtiveram votos. Os resultados obtidos são

apresentados na figura 28 em pontos percentuais.

43

Figura 28 - Resultados obtidos na questão “Com que finalidades serão usadas as peças a obter através da impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na terceira questão é pedido aos inquiridos que ordenassem as opções selecionadas na questão

anterior numa escala de 1 a 8 onde a finalidade mais importante é representada por 1 e a menos

importante por 8. Foi atribuída uma pontuação a cada classificação selecionada pelos respondentes,

onde a opção classificada com 1 tem uma pontuação de 16 pontos, com 2 tem 14 pontos, com 3 tem

12 pontos, com 4 tem 10 pontos, com 5 tem 8 pontos, com 6 tem 6 pontos, classificada com 7 tem 4

pontos e com 8 tem 2 pontos. Na tabela 13, apresenta-se, o critério de ponderação aplicado.


1 16 2 14

3 12

4 10

5 8

6 6

7 4

8 2

Tabela 13 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as finalidades com que serão usadas as peças obtidas através da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Tendo em conta os critérios de pontuação apresentados anteriormente, verifica-se que a

prototipagem aparenta ser a finalidade mais importante, no que respeita ao uso das peças obtidas

através da impressão 3D, com 116 pontos. Na segunda posição, surge a ajuda visual (a engenheiros,

designers, entre outros), com 84 pontos. Em terceiro lugar, surge a construção de modelos de

apresentação com 76 pontos. Na quarta posição surge o ajuste e montagem com 72 pontos, em quinto

lugar, com 32 pontos, surge a construção de moldes para protótipos de ferramentas. Na sexta posição,

surgem duas opções, ambas com 22 pontos, nomeadamente, a construção de componentes de

ferramentas e a construção de moldes de metal. Na sétima posição surge a investigação / educação

com 16 pontos. A figura 29 mostra os resultados obtidos.

44

Figura 29 - Classificação das principais finalidades no uso das peças a obter através da impressão 3D (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A quarta questão tem como objetivo analisar quais os motivos que levam as organizações dos

inquiridos a adotar a tecnologia de impressão 3D. Nesta questão foram apresentadas como opções de

resposta; prototipagem; inovação (criação de produtos impossíveis de criar através de métodos

tradicionais); aumentar a eficiência do processo produtivo; redução de custos; desenvolvimento de

produtos personalizados; fonte de novas receitas; melhorar / expandir linha de produtos; transformar

experiência / serviço do consumidor; melhorar o sourcing da cadeia de abastecimento; melhorar a

logística da cadeia de abastecimento e outros.

Tendo em consideração as respostas obtidas através do inquérito, a prototipagem aparenta ser o

principal motivo que leva as organizações inquiridas a adotar a tecnologia de impressão 3D, contando

esta com 24% dos votos. Na segunda posição surge o desenvolvimento de produtos personalizados

com 17% dos votos. Em terceiro lugar surge a inovação (criação de produtos impossíveis de criar

através de métodos tradicionais) com 14% dos votos. Na quarta posição surgem 3 opções com 10%

dos votos, nomeadamente, aumentar a eficiência do processo produtivo, redução de custos e

melhorar / expandir linha de produtos. Na quinta posição surgem duas opções, ambas com 7% dos

votos, nomeadamente fonte de novas receitas e transformar experiência / serviço do consumidor. As

restantes opções não obtiveram qualquer voto. Na figura 30 são apresentados os dados obtidos em

pontos percentuais.

Figura 30 - Resultados obtidos na questão “O que leva a sua organização a adotar a tecnologia de impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

45

Na quinta questão é pedido aos inquiridos que classifiquem, entre 1 e 11, as opções selecionadas na questão anterior, onde a atribuição da classificação de 1, é considerada a mais importante, e com 11 a menos importante. Foi atribuída uma pontuação a cada classificação selecionada pelos respondentes, onde a opção classificada com 1 tem uma pontuação de 22 pontos, com 2 tem 20 pontos, com 3 tem 18 pontos, com 4 tem 16 pontos, com 5 tem 14 pontos, com 6 tem 12 pontos, com 7 tem 10 pontos, com 8 tem 8 pontos, com 9 tem 6 pontos, com 10 tem 4 pontos e com 11 tem 2 pontos. Na tabela 14 pode ser encontrado o critério de ponderação aplicado.


1 22

2 20

3 18

4 16

5 14

6 12

7 10

8 8

9 6

10 4

11 2

Tabela 14 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique os motivos que levam a sua organização a adotar a tecnologia de impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Tendo por base as respostas obtidas no inquérito e o critério de pontuação utilizado verifica-se que a

prototipagem surge na primeira posição aparentando ser o fator mais importante na adoção da

tecnologia de impressão 3D com 138 pontos. Na segunda posição surge o desenvolvimento de

produtos personalizados, com 92 pontos. Na terceira posição surge a inovação (criação de produtos

impossíveis de criar através de métodos tradicionais) com 70 pontos. Na quarta posição com 58

pontos, surge a opção aumentar a eficiência do processo produtivo. Na quinta posição surge a opção

redução de custos com 56 pontos. No sexto lugar surge a opção melhorar / expandir linha de produtos

com 46 pontos. Na sétima posição, com 34 pontos, surge a opção transformar experiência / serviço do

consumidor e na oitava posição com 26 pontos, surge a opção fonte de novas receitas. As restantes

opções não obtiveram qualquer pontuação. A figura 31 mostra a pontuação obtida por cada uma das

opções.

46

Figura 31 - Classificação obtida na questão “Classifique os motivos que levam a sua organização a adotar a tecnologia de impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

A sexta questão tem como finalidade averiguar quais as principais dificuldades que as organizações

dos inquiridos antecipam na adoção da impressão 3D. Nesta questão foram fornecidas sete opções de

resposta, nomeadamente; fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis; elevados

custos dos equipamentos e consumíveis; falta de perceção das necessidades dos clientes; falta de

quadros jurídicos claros; dificuldade na engenharia inversa; dificuldade na formação de membros da

equipa e outros.

Através dos dados obtidos no inquérito verifica-se que os elevados custos dos equipamentos e

consumíveis, com 53% dos votos, aparenta ser a principal dificuldade antecipada pelos inquiridos na

adoção da tecnologia de impressão 3D. Em segundo lugar, com 47% dos votos, surge a fraca

capacidade e consistência das impressoras disponíveis. As restantes opções de resposta não obtiveram

qualquer voto. A figura 32 mostra os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 32 - Resultados obtidos na questão “Quais as principais dificuldades que a sua organização antecipa na adoção da impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

47

Na sétima questão é pedido aos inquiridos que organizem as resposta fornecidas na questão anterior

de 1 a 7, onde a atribuição da classificação como opção 1 é considerada a mais importante, e com 7 a

menos importante. Foi atribuída uma pontuação a cada classificação selecionada pelos respondentes,

onde a opção classificada com 1 tem uma pontuação de 14 pontos, com 2 tem 12 pontos, com 3 tem

10 pontos, com 4 tem 8 pontos, com 5 tem 6 pontos, com 6 tem 4 pontos e com 7 tem 2 pontos. Na

tabela 15 pode ser encontrado o critério de pontuação aplicado na sétima questão.


1 14 2 12

3 10

4 8

5 6

6 4

7 2

Tabela 15 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as principais dificuldades que a sua organização antecipa na adoção da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Tendo em conta o critério de pontuação usado e as respostas obtidas no inquérito verifica-se que os

elevados custos dos equipamentos e consumíveis aparentam ser a principal dificuldade antecipada na

adoção da tecnologia de impressão 3D pelas organizações, com 110 pontos. Na segunda posição, com

86 pontos, surge a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis como a aparente

segunda maior dificuldade antecipada na adoção da tecnologia de impressão 3D pelas organizações

inquiridas. Às restantes opções não foi atribuído qualquer ponto. Na figura 33 estão representados os

resultados obtidos.

Figura 33 - Classificação obtida na questão “Classifique as principais dificuldades antecipadas pela sua organização na adoção da impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

48

5.1.3. Cluster “Non Adopters”

O cluster dos “Non Adopters” destina-se aos inquiridos que não tencionam adotar a tecnologia de

impressão 3D.

A primeira questão colocada a este grupo tem o intuito de averiguar quais as razões que levam as

organizações dos inquiridos a não adotar a tecnologia de impressão 3D. Foram apresentadas nove

opções de resposta, entre as quais; falta de informação sobre esta tecnologia; fraca capacidade e

consistência das impressoras disponíveis; elevados custos dos equipamentos e consumíveis; falta de

perceção das necessidades dos clientes; dificuldade na engenharia inversa; falta de quadros jurídicos

claros; dificuldade na formação de membros da equipa; não aplicável aos processos produtivos atuais

e outro.

Através das respostas obtidas no inquérito, o fator que aparenta ser a principal razão pela qual os

inquiridos não tencionam adotar a tecnologia de impressão 3D deve-se ao facto de esta não se aplicar

aos processos produtivos existentes, contando esta opção com 24% dos votos. Em segundo lugar

surgem os elevados custos dos equipamentos e consumíveis com 22% dos votos. Na terceira posição,

com 16% dos votos, surge a falta de informação sobre esta tecnologia. Na quarta posição, surge a fraca

capacidade e consistência das impressoras disponíveis, com 14% dos votos. Em quinto lugar, com 10%

dos votos, surge a opção “outros”. Na sexta posição surge a dificuldade na engenharia inversa com 8%

dos votos e na sétima posição, com 6% dos votos, surge a falta de perceção das necessidades dos

clientes. As opções; falta de quadros jurídicos claros e dificuldade na formação de membros da equipa

não receberam qualquer voto. A figura 34 mostra os resultados obtidos em pontos percentuais.

Figura 34 - Resultados obtidos na questão “O que leva a sua organização a não adotar a impressão 3D?” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Na segunda questão, é pedido que as resposta fornecidas na questão anterior sejam organizadas de 1

a 9, onde a atribuição da classificação de 1 é considerada a mais importante, e com 9 a menos

importante. De forma a obter uma pontuação ponderada em função das classificações atribuídas foi

elaborada uma pontuação para cada classificação selecionada pelos respondentes, onde a opção

classificada com 1 tem uma pontuação de 18 pontos, com 2 tem 16 pontos, com 3 tem 14 pontos, com

4 tem 12 pontos, com 5 tem 10 pontos, com 6 tem 8 pontos, com 7 tem 6 pontos, com 8 tem 4 pontos

e com 9 tem 2 pontos.

49

Na tabela 16 pode ser encontrado o critério de ponderação aplicado na segunda questão.


1 18 2 16

3 14

4 12

5 10

6 8

7 6

8 4

9 2

Tabela 16 - Critério de ponderação aplicado na questão “Classifique as razões que levam a sua organização a não adotar a tecnologia de impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

Tendo por base o critério anteriormente apresentado e as respostas obtidas no inquérito, a opção que

aparenta ser a principal razão para a não adoção da tecnologia de impressão 3D, deve-se à sua não

aplicabilidade aos processos produtivos atuais, contando esta opção com 214 pontos. Na segunda

posição, surgem os elevados custos dos equipamentos e consumíveis, com 178 pontos. Na terceira

posição, com 138 pontos, surge a falta de informação sobre esta tecnologia. Na quarta posição, surge

a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis, com 106 pontos. No quinto lugar surge

a opção “outros” com 70 pontos, na sexta posição surge a dificuldade na engenharia inversa, com 66

pontos e na sétima posição surge a falta de perceção das necessidades dos clientes com 28 pontos. As

restantes opções, nomeadamente, dificuldade na formação de membros da equipa e a falta de quadro

jurídicos claros, não obtiveram qualquer pontuação. A figura 35 mostra as classificações obtidas por

cada uma das opções.

Figura 35 - Classificação obtida na questão “Classifique as razões que levam a sua organização a não adotar a tecnologia de impressão 3D” (Fonte: Elaborado pelo Autor)

50

ANÁLISE GLOBAL

Esta secção tem como objetivo fazer uma análise geral dos resultados obtidos através do inquérito.

As questões colocadas no inquérito, de forma a estudar as questões levantadas no início do trabalho,

foram selecionadas com base em estudos realizados por empresas de referência na área tecnológica

e da impressão 3D. Para captar respostas das empresas pertencentes à secção C do CAE, recorreu-se

a um inquérito distribuído eletronicamente, a 600 organizações. No total foram recolhidos 45

inquéritos e considerados válidos 44.

Ao proceder à análise dos dados, iniciou-se por caracterizar a amostra em função do setor industrial

aos quais os inquiridos pertencem. Observou-se que os três setores com maior representatividade são;

fabricação de moldes metálicos (21%), fabricação de equipamentos elétricos e de ótica (18%) e

fabricação de veículos automóveis, reboques e semi-reboques (16%).

Face à perceção sobre a existência da tecnologia de impressão 3D, verificou-se que a grande maioria

dos inquiridos (93%) sabe o que esta representa, havendo uma pequena minoria (7%) que aparenta

não saber o que esta tecnologia é. Salienta-se que os inquiridos que responderam não saber o que é a

impressão 3D, terminaram o inquérito nesta questão, uma vez que ao não saberem o que é esta

tecnologia o seu feedback, à partida, não iria acrescentar valor a este estudo. Em termos de utilização

atual desta tecnologia verificou-se que uma quantidade bastante significativa da amostra (61%), não

usa nem pretende usar a impressão 3D. Verificando-se atualmente uma baixa adesão a esta tecnologia

(19%), e uma baixa intenção de adotar a mesma (20%). Averiguou-se, com base nos dados obtidos,

que o setor com maior representatividade à não adoção da impressão 3D é o setor da fabricação de

moldes metálicos (15%), porém verifica-se que os setores que já estão a usar esta tecnologia são a

fabricação de artigos de borracha e matérias plásticas (5%), fabricação de moldes metálicos (5%),

investigação e desenvolvimento (5%), fabricação de equipamentos elétricos e de ótica (2%), fabricação

de produtos metálicos, exceto máquinas e equipamentos (2%).

Na segunda parte da análise do inquérito, realizou-se uma análise de clusters, onde os inquiridos foram

colocados em grupos homogéneos em função da intenção da organização adotar a impressão 3D.

Desta análise, resultaram três grupos distintos. Os “Early Adopters”, os “Planning Adopters” e os “Non

Adopters” com 8, 8 e 25 inquiridos, respetivamente. O primeiro grupo representa as organizações que

já estão a usar a tecnologia de impressão 3D, denominado de “Early Adopters”, revela que 75% destes

usam a impressão 3D há mais de 24 meses, os restantes 25% usam há mais de 18 meses e menos de

24. Verificou-se também que a maioria (63%) não possui qualquer equipamento de impressão 3D

subcontratando este serviço, 25% possui um equipamento de impressão 3D e 13% possui dois

equipamentos de impressão 3D. Ao nível do investimento, verificou-se que todos os inquiridos

investem 5% do orçamento anual do departamento que usa a impressão 3D.

Ao nível das finalidades com que as peças resultantes da impressão 3D são usadas verificou-se que as

principais finalidades são; prototipagem (30%), ajuda visual (26%) e construção de modelos de

apresentação (15%), tal como o ajuste e montagem (10%). No que respeita ao peso atribuído às três

opções mais relevantes, verifica-se que a prototipagem surge na primeira posição, a ajuda visual na

segunda posição e a construção de modelos de apresentação na terceira posição, contando estas com

82, 66 e 34 pontos, respetivamente.

51

As razões que aparentam ser mais relevantes levando este grupo a adotar a tecnologia de impressão

3D foram; a prototipagem (27%), a inovação (18%) e a redução de custos (18%). Verifica-se também

que as três principais razões que aparentam ter maior peso na adoção desta tecnologia são as três

opções mais votadas na questão anterior, contando estas com 138, 72 e 44 pontos, respetivamente.

Respeitante às dificuldades sentidas na adoção da impressão 3D, mais de metade dos inquiridos elegeu

a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis, aparentando esta ser a principal

dificuldade sentida, com 55% dos votos. Na segunda posição, estão os elevados custos dos

equipamentos e consumíveis com 18%, estando na terceira posição a falta de perceção das

necessidades dos clientes e a dificuldade na formação de membros da equipa, ambas com 9.1% dos

votos. As razões que aparentam ter maior peso na não adoção desta tecnologia são a fraca capacidade

e consistência das impressoras disponíveis, os elevados custos dos equipamentos e consumíveis e a

dificuldade na formação de membros da equipa com 70, 24 e 10 pontos, respetivamente.

No grupo dos “Planning Adopters”, destinado às organizações que planeiam adotar a tecnologia de

impressão 3D verificou-se que 50% deste grupo, aparentemente, pretende adotar esta tecnologia

dentro de 3 anos e os restantes 50%, aparenta pretender adotar a mesma num período superior a 3

anos.

Verifica-se que as três principais aparentes finalidades das peças obtidas através desta tecnologia

serão a prototipagem (25%), a ajuda visual (19%) e a construção de modelos de apresentação, tal como

o ajuste e montagem (16%) e verifica-se que as mesmas aparentam ser as finalidades de maior peso

para as peças, obtendo, 116, 84, 76 e 72 pontos respetivamente.

Relativamente aos motivos que levam as organizações inquiridas a adotar a tecnologia de impressão

3D, verifica-se que as três razões que aparentam ter maior relevo para a adoção desta tecnologia nas

organizações inquiridas são a prototipagem (24%), desenvolvimento de produtos personalizados (17%)

e inovação (14%). Verifica-se que as mesmas são classificadas como as opções que mais pesam na hora

de adotar esta tecnologia, obtendo 138, 92 e 70 pontos, respetivamente.

Respeitante às principais dificuldades antecipadas na adoção desta tecnologia, verifica-se que as duas

principais aparentes razões antecipadas são os elevados custos dos equipamentos e dos consumíveis

(53%) e fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis (47%). Quanto ao peso atribuído

a cada uma destas opções verifica-se a mesma sequência, contando estas com 110 e 86 pontos,

respetivamente.

Segundo os dados obtidos, este grupo antecipa que, aparentemente a maior dificuldade na adoção

desta tecnologia será, em primeiro lugar, os elevados custos dos equipamentos e consumíveis (53%) e

em segundo a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis (47%). Estas duas opções

apresentam-se com uma classificação de 110 e 86 pontos, respetivamente.

No grupo dos “Non Adopters”, onde foram agrupadas as organizações que não pretendem adotar a

tecnologia de impressão 3D, verifica-se que as três principais razões que aparentam levar à sua não

adoção devem-se ao facto desta tecnologia não se aplicar aos processos produtivos atuais (24%), aos

elevados custos dos equipamentos e consumíveis (22%) e à falta de informação sobre esta tecnologia

(16%). As três opções que obtiveram maior pontuação, e que aparentemente representam as maiores

52

dificuldades percecionadas por este grupo são os fatores referidos anteriormente, obtendo 214, 178

e 138 pontos, respetivamente.

Fazendo uma análise comparativa entre os clusters “Early Adopters” e “Planning Adopters” face a

questões como quais as finalidades das peças obtidas ou a obter através da impressão 3D, quais as

razões que aparentemente levaram ou irão levar à adoção da tecnologia de impressão 3D, tal como as

principais dificuldades sentidas ou antecipadas na adoção da impressão 3D, obtêm-se as seguintes

conclusões:

Face à questão de quais as finalidades das peças obtidas ou a obter através da impressão 3D,

o cluster dos “Early Adopters” aparentemente classifica as três finalidades mais importante

como sendo a prototipagem (30%), ajuda visual (26%) e construção de modelos de

apresentação (15%), sendo atribuído a estas uma classificação de 82, 66 e 34 pontos,

respetivamente. Já o cluster dos “Planning Adopters” classifica as três finalidades que

aparentam ser mais importantes como sendo a prototipagem (25%), a ajuda visual (19%) e a

construção de modelos de apresentação (16%) sendo atribuída uma classificação de 116, 84,

76 pontos respetivamente.

Relativamente às razões que aparentemente levaram o cluster dos “Early Adopters” à adoção

da tecnologia de impressão 3D, foram a prototipagem (27%), a inovação (18%) e a redução de

custos (18%) as finalidades mais importantes, sendo atribuído a estas uma classificação de

138, 72 e 44 pontos, respetivamente. As razões que aparentemente irão levar o cluster dos

“Planning Adopters” à adoção da tecnologia de impressão 3D serão a prototipagem (24%),

desenvolvimento de produtos personalizados (17%) e inovação (14%), sendo atribuída uma

classificação de 138, 92 e 70 pontos, respetivamente.

Quanto às principais dificuldades aparentemente sentidas pelo cluster dos “Early Adopters”

face à adoção da tecnologia de impressão 3D, foram a fraca capacidade e consistência das

impressoras disponíveis (55%), os elevados custos dos equipamentos e consumíveis (18%) e a

falta de perceção das necessidades dos clientes (9.1%), sendo atribuídas a esta uma

classificação de 70, 24 e 10 pontos, respetivamente. Aparentemente as principais dificuldades

que o cluster dos “Planning Adopters” antecipa na adoção da tecnologia de impressão 3D são

os elevados custos dos equipamentos e consumíveis (53%), e a fraca capacidade e consistência

das impressoras disponíveis (47%), sendo atribuída a estas uma classificação de 110 e 86

pontos, respetivamente.

53

6. CONCLUSÕES

Neste capítulo são sintetizadas as conclusões, apresentados os contributos e as limitações do

trabalho desenvolvido. São também apresentadas sugestões para trabalho futuro.

SÍNTESE DO TRABALHO DESENVOLVIDO

Este trabalho iniciou-se com uma revisão de literatura sobre o tecido industrial português e a

tecnologia de impressão 3D. Esta revisão de literatura permitiu elaborar um questionário modelo, com

o intuito de responder aos objetivos deste trabalho, nomeadamente, estudar o estado atual de adoção

da impressão 3D e os horizontes temporais em que esta possa vir a ser adotada na indústria nacional;

estudar as principais finalidades com que a impressão 3D possa ser usada, nas empresas que adotaram

ou planeiem vir a adotar; estudar os principais setores da indústria nacional onde esta é ou

potencialmente possa vir a ser mais usada; identificar as principais razões que potenciam a adoção da

impressão 3D na indústria nacional e estudar as barreiras existentes na implementação desta

tecnologia.

Face aos objetivos que o trabalho se propunha responder, ao nível da adoção da tecnologia de

impressão 3D, verifica-se que a utilização desta tecnologia aparenta ainda ser relativamente baixa,

estando apenas 19% dos inquiridos a usar esta tecnologia, 20% dos respondentes planeia adotar e 61%

das organizações inquiridas não usa nem planeia adotar. Relativamente às organizações que planeiam

adotar a tecnologia, aparentemente 50% irá fazê-lo num período não superior a três anos e os

restantes 50% irá fazê-lo num período superior a três anos.

Relativamente aos setores industriais que aparentam já estar a usar esta tecnologia, com base nos

dados recolhidos através do inquérito são, fabricação de artigos de borracha e matérias plásticas (5%),

fabricação de equipamentos elétricos e de ótica (2%), fabricação de moldes metálicos (5%), fabricação

de produtos metálicos, exceto máquinas e equipamentos (2%) e investigação e desenvolvimento (5%).

As três principais finalidades que aparentemente levaram as organizações que já estão a usar esta

tecnologia adotar a impressão 3D são, prototipagem (27%), a inovação (18%) e a redução de custos

(18%). Para as organizações que planeiam adotar esta tecnologia as três principais razões que

aparentemente irão levar à adoção da impressão 3D são, prototipagem (24%), desenvolvimento de

produtos personalizados (17%) e inovação (14%).

Os setores que aparentam apresentar interesse em adotar esta tecnologia são, calçado (5%),

fabricação de artigos de borracha e matérias plásticas (2%), fabricação de equipamentos elétricos e de

ótica (5%), fabricação de moldes metálicos (2%), fabricação de veículos automóveis, reboques e semi-

reboques (5%).

Relativamente às três principais finalidades aparentemente dadas às peças obtidas através de

impressão 3D pelas organizações que já adotaram esta tecnologia são a prototipagem (30%), ajuda

visual (26%) e construção de modelos de apresentação (15%). Para as organizações que planeiam

adotar a impressão 3D, as três principais finalidades aparentemente a ser dadas às peças serão,

prototipagem (25%), a ajuda visual (19%) e a construção de modelos de apresentação (16%).

54

Aparentemente, as maiores barreiras existentes na implementação da impressão 3D, nas organizações

que já estão a usar esta tecnologia são a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis

(55%), os elevados custos dos equipamentos e consumíveis (18%) e a falta de perceção das

necessidades dos clientes (9.1%). Para as organizações que planeiam a adoção desta tecnologia,

aparentemente as barreiras antecipadas na adoção da impressão 3D são os elevados custos dos

equipamentos e consumíveis (53%), e a fraca capacidade e consistência das impressoras disponíveis

(47%).

Face ao cluster dos “Non Adopters”, através dos dados obtidos através do inquérito, verifica-se que as

três principais razões que aparentemente levam à não adoção da impressão 3D são a sua não

aplicabilidade aos processos produtivos atuais (24%), os elevados custos dos equipamentos e

consumíveis (22%) e a falta de informação sobre esta tecnologia (16%).

Fazendo uma breve comparação entre o estudo da consultora PwC (McCutcheon et al., 2014) onde é

analisado o grau de adoção da tecnologia de impressão 3D em mais de 100 empresas americanas

ligadas à indústria com os dados obtidos através do inquérito, verifica-se que no estudo previamente

referido 66.7% dessas empresas já estão de alguma forma a adotar esta tecnologia, 10.3% pretende

adotar a mesma nos próximos três anos e 9.2% pretende adotar a tecnologia num período superior a

três anos. Nos dados obtidos através do inquérito realizado verifica-se que 19% da população em

estudo já adotou a impressão 3D, 20% planeia adotar esta tecnologia, sendo que 10% pretende adotar

num período de três anos e os restantes 10% num período superior a três anos. Comparativamente

com o estudo acima mencionado, verifica-se que a realidade nacional apresenta um grau de adoção

da impressão 3D bastante inferior, estando a intenção de adotar esta tecnologia não muito distante

da representada pelo estudo da consultora.

Comparando o estudo da consultora Gartner (Basilieri & Shah, 2014), onde são apresentadas as

principais razões que levam à adoção da impressão 3D, com os resultados obtidos no inquérito,

verifica-se no estudo que as seis razões mais importantes são a prototipagem (24.5%),

desenvolvimento de produtos (16.1%), inovação (11.1%), aumento de eficiência (9.6%), redução de

custos (9.4%), desenvolvimento de produtos personalizados (8.0%). Os dados obtidos através do

inquérito mostram que nas empresas que já adotaram a impressão 3D as três razões aparentemente

mais importantes na adoção desta foram, a prototipagem (27%), a inovação (18%) e a redução de

custos (18%). Face ao estudo da consultora, verifica-se que a prototipagem e a inovação apresentam

classificações idênticas em ambos os estudos sendo que a redução de custos surge como a quinta razão

mais importante no estudo e nos dados obtidos através do inquérito, esta é a terceira razão mais

importante, para as organizações que já estão adotar a impressão 3D. Nas organizações que

aparentemente apresentam intenções de adotar esta tecnologia, as três principais razões que

aparentam levar à adoção desta tecnologia são a prototipagem (24%), desenvolvimento de produtos

personalizados (17%) e inovação (14%). Fazendo um comparativo entre resultados do inquérito face

aos resultados do estudo da consultora verifica-se que a prototipagem surge em ambos como a

principal razão para a adoção desta tecnologia, havendo no entanto algumas diferenças face à

classificação do desenvolvimento de produtos personalizados e inovação, que no estudo da consultora

surgem em sexto e terceiro respetivamente, e nos dados obtidos surgem em segundo e terceiro,

respetivamente.

55

Relativamente às finalidades dadas às peças obtidas através da impressão 3D, onde as principais

finalidades apontadas pelo estudo da consultora Wohlers (Wohlers, 2012) são; prototipagem (19.3%),

produção de peças diretas para montagem (14.9%), ajuste e montagem (13.3%), moldes para

protótipos de ferramentas (12.3%), ajuda visual (12.0%), moldes de metal (8.6%), modelos de

apresentação (8.1%), educação / investigação (5.4%), componentes de ferramentas (3.1%) e outros

(2.9%). Comparativamente com os dados obtidos através do inquérito, tanto o grupo de empresas que

aparenta já estar a usar a impressão 3D, tal como o grupo que aparenta apresentar intenções de adotar

a tecnologia de impressão 3D consideraram a prototipagem, a ajuda visual e construção de modelos

de apresentação como as finalidades mais importantes a dar às peças obtidas através da impressão

3D, sendo que no primeiro grupo estas opções obtiveram uma votação de 30%, 26% e 15%

respetivamente e no segundo grupo obtiveram 25%, 19% e 16% respetivamente. Fazendo um

comparativo entre os dados disponibilizados pelo estudo da consultora e os dados do inquérito

verifica-se que as principais finalidades são as mesmas, porém estas surgem com a seguinte

classificação, prototipagem com 19.3%, a ajuda visual com 12.0% e a construção de modelos de

apresentação com 8.1% dos votos.

Quanto às dificuldades sentidas ou antecipadas na adoção da impressão 3D, onde as opções de

resposta obtidas através do estudo da consultora Sculpteo (Simonot et al., 2015), sendo estas

apresentadas pela sua relevância. A principal dificuldade apresentada é a fraca capacidade e

consistência das impressoras disponíveis; na segunda posição surge o custo dos equipamentos e

consumíveis; na terceira posição, a falta de perceção das necessidades dos clientes; na quarta posição,

a falta de quadros jurídicos claros; na quinta posição, a dificuldade na engenharia inversa e na sexta

posição a formação de membros das equipas. Os resultados obtidos através do inquérito para o grupo

que aparenta já estar a usar a tecnologia de impressão 3D aparenta estar alinhado nos dois primeiros

fatores apresentados como principais barreiras na adotação desta tecnologia, nomeadamente a fraca

capacidades e consistência das impressoras disponíveis e o elevado custo dos equipamentos e

consumíveis. A formação de membros das equipas surge na terceira posição, ao passo que no estudo

da consultora surge em sexto. Estas opções de resposta obtiverem no inquérito 54.5%, 18.2% e 9.1%

dos votos, respetivamente. Para o grupo que aparenta apresentar intenções de adotar a impressão

3D, os principais fatores antecipados como barreiras à adoção desta tecnologia foram os elevados

custos dos equipamentos e consumíveis e a fraca capacidade e consistência das impressoras

disponíveis. Neste grupo, as opções que surgem na primeira e segunda posição com 53% e 47% dos

votos, respetivamente, obtiverem a segunda e primeira classificação no estudo da consultora.

CONTRIBUTOS

O trabalho desenvolvido apresenta três contributos principais: em primeiro lugar, de uma forma

global, contribui para o aumento da perceção da adoção da tecnologia de impressão 3D na indústrial

nacional; em segundo lugar, ao realizar um estudo sobre a problemática levantada, permite consolidar

esse conhecimento num documento e assim expandir o conhecimento académico existente sobre esta

temática a nível nacional; em terceiro lugar, permitiu expandir os conhecimentos do autor sobre a

tecnologia de impressão 3D, sobre a indústria transformadora nacional e o grau de adoção desta

tecnologia na indústria referida anteriormente.

56

LIMITAÇÕES

Relativamente ao trabalho desenvolvido, destacam-se as seguintes limitações. Em primeiro lugar, a

dificuldade em obter resposta aos inquéritos por parte das organizações, sendo a taxa de retorno

relativamente baixa face ao número de empresas consultadas. Em segundo lugar, para se obter um

estudo que se assemelhe aos estudos realizados por empresas de referência sobre as perspetivas de

adoção da tecnologia de impressão 3D, seria necessário abranger o maior número possível de

empresas existentes na Secção C do CAE e que estas fossem pró-ativas no preenchimento do inquérito,

de forma a obter-se a maior quantidade de dados possível.

TRABALHO FUTURO

Tendo em conta os resultados obtidos e as limitações referidas, sugere-se que este trabalho sirva como

ponto de partida para estudos futuros que possam aprofundar os resultados obtidos. Uma vertente

deste trabalho a aprofundar num trabalho futuro será perceber em que medida a impressão 3D não é

aplicável aos processos produtivos do grupo dos “Non Adopters” e se existe a possibilidade de adaptar

estes processos, em algum ponto, de forma a adotar esta tecnologia. Numa vertente macro, este

trabalho de investigação poderá servir de ponto de partida para a criação de um plano entre entidades

governamentais e entidades privadas de forma a fomentar a adoção e utilização da tecnologia de

impressão 3D e potenciar uma alavancagem sustentável da indústria nacional.

57

BIBLIOGRAFIA

3D Printers. (2010). Selective Laser Melting (SLM). Retrieved February 16, 2016, from http://www.popular3dprinters.com/selective-laser-melting-slm/

3D Printing, 3D. (2014). 3D Printing Technology. Retrieved June 7, 2015, from http://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/technology/

AICEP. (2015a). Portugal - Ficha País.

AICEP. (2015b). PORTUGAL - INDICADORES ECONÓMICOS Evolução 2009-2015.

Alex Lou, & Grosvenor, C. (2012). Selective Laser Sintering, Birth of an Industry. Retrieved July 4, 2015, from http://www.me.utexas.edu/news/2012/0712_sls_history.php#ch4

Anusci, V. (2015). You’re in the Army Now: 10 Future Applications for 3D Printing | All3DP. Retrieved December 18, 2015, from https://all3dp.com/youre-in-the-army-now-10-future-applications-for-3d-printing/

ASTM International. (2013). ASTM International Technical Committee F42 on Additive Manufacturing Technologies.

B. Joseph Pine. (1993). Mass Customization: The New Frontier in Business Competition. Harvard Business School Press.

Basilieri, P., & Shah, Z. (2014). Gartner Survey Reveals That High Acquisition and Start-Up Costs Are Delaying Investment in 3D Printers.

Benedict. (2015). Xtouch is the first smartphone to use 3D printing tech says Bluboo. Retrieved December 19, 2015, from http://www.3ders.org/articles/20151103-xtouch-is-the-first-smartphone-to-use-3d-printing-tech-says-bluboo.html

Benster, T. (2014). Manufacturing the Future: the Next Era of Globalization with 3D Printing.

Berman, B. (2012). 3-D printing: The new industrial revolution. Business Horizons, 55(2), 155–162. http://doi.org/10.1016/j.bushor.2011.11.003

Borghino, D. (2015). Voxel8 paves the way for 3D-printed electronics. Retrieved December 19, 2015, from http://www.gizmag.com/voxel8-3d-electronics-printer/35489/

Campbell, Thomas Williams, Christopher Ivanova, Olga Garrett, B. (2012). Strategic Foresight Report.

Cooper, R. G., & Edgett, S. J. (2012). Best Practices in the Idea-to-Launch Process and Its Governance. Research-Technology Management, 55(2), 43–54. http://doi.org/10.5437/08956308X5502022

Cotteleer, B. Y. M., & Joyce, J. I. M. (2014). 3D Opportunity - Additive Manufacturing paths to performance, innovation and growth, 3–19.

Cotteleer, M., Jonathan, H., & Mahto, M. (2013). Deloitte University Press: The 3D opportunity primer - The basics of additive manufacturing.

Cotteleer, M., Mahto, M., & Holdowsky, J. (2013). The 3D opportunity primer.

Coykendall, J., Cotteleer, M., Holdowsky, J., & Mahto, M. (2014). 3D opportunity in aerospace and defense - Additive Manufacturing takes flight.

CustomPartNet. (2008a). Fused Deposition Modeling (FDM). Retrieved February 14, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/fused-deposition-modeling

CustomPartNet. (2008b). Inkjet Printing Process. Retrieved February 16, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing

CustomPartNet. (2008c). Laminated Object Manufacturing (LOM). Retrieved February 16, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/laminated-object-manufacturing

58

CustomPartNet. (2008d). Rapid Prototyping - 3D Printing. Retrieved February 16, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/3d-printing

CustomPartNet. (2008e). Rapid Prototyping - Selective Laser Sintering (SLS). Retrieved February 16, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/selective-laser-sintering

CustomPartNet. (2008f). Rapid Prototyping - Stereolithography (SLA). Retrieved February 14, 2016, from http://www.custompartnet.com/wu/stereolithography

Davis, N., Burgen, S., & Corbyn, Z. (2015). Future of food: how we cook. Retrieved December 16, 2015, from http://www.theguardian.com/technology/2015/sep/13/future-of-food-how-we-cook

Dutta, B., Singh, V., Natu, H., Choi, J., & Mazumder, J. (2009). Direct metal deposition. Adv Mater Process, 167(3), 29–31.

Ester, M. (2015). Case Study About Protaico Surgical guides with digital precision It is recognized that one of the most significant issues facing implant dentistry is pre-surgically, 2.

Freeman, D. (2012). Layer By Layer. Engineering, 3(May), 265–266. http://doi.org/laser sintering layer by layer

Gibson, I., Ronen, D. W., & Stucker, B. (2010). Additive Manufacturing Technologies - Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing. Springer.

Grunewald Scott. (2015). 3D Printing Helped Make the Stunning All-New Ford GT a Showstopper. Retrieved December 17, 2015, from http://3dprint.com/107001/3d-printing-ford-gt/

Grunewald, S. (2015). Stratasys 3D Printers Help HASCO Make Low-Volume Injection Molding Cost Effective. Retrieved December 19, 2015, from http://3dprint.com/95743/stratasys-hasco-injection-mold/

Halterman, T. (2015). These 3D Printed Electronic Headphones are the Next Wave in Manufacturing. Retrieved December 18, 2015, from http://3dprint.com/77276/printed-electronic-headphones/

Hiemenz, J. (2013). Additive Manufacturing Trends in Aerospace.

Hobson, B. (2015). 3D-printed medical implants by Sebastiaan Deviaene. Retrieved December 22, 2015, from http://www.dezeen.com/2015/10/08/movie-sebastiaan-deviaene-design-medical-implants-3d-printed-video-game-software/

Howarth, D. (2015). Adidas combines ocean plastic and 3D printing for trainers. Retrieved December 19, 2015, from http://www.dezeen.com/2015/12/12/adidas-ocean-plastic-3d-printing-eco-friendly-trainers/

IAPMEI. (2013). Benchmarking e Boas Práticas Índice Português.

Imbert, F. (2015). 3-D printed prosthetics help kid athletes compete. Retrieved December 21, 2015, from http://www.cnbc.com/2015/07/24/heres-the-real-benefit-from-3-d-printing.html

Industry, 3D Printing. (2014). History of 3D Printing: The Free Beginner’s Guide. Retrieved from http://3dprintingindustry.com/3d-printing-basics-free-beginners-guide/history/

INE. (2007). Classificação Portuguesa das Actividades Económicas.

INE. (2015). Estatísticas da Produção Industrial 2014 - Edição de 2015.

Instituto Nacional de Estatística, I. . (2014). Empresas em Portugal 2014.

Javelin. (2015). 3D Printing in the Defense Industry. Retrieved December 19, 2015, from http://www.javelin-tech.com/3d-printer/industry/defense/

John Evans. (2014). DMLS & the History of 3D Printed Metal | Design & Motion. Retrieved July 4, 2015, from https://designandmotion.net/design-2/manufacturing-design/dmls-a-little-history/

59

Jonathan, G., & Karim, A. (2016). 3D printing in pharmaceutics: A new tool for designing customized drug delivery systems. International Journal of Pharmaceutics, 499(1-2), 376–94. http://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2015.12.071

Judson, E. A., Dapprich, J., & America, N. (2009). Building a Business, 27(12), 1079–1081. http://doi.org/10.1038/nbt1209-1079

Keller, M. (2015). GE Reports - These Engineers 3D Printed a Mini Jet Engine, Then Took it to 33,000 RPM. Retrieved from http://www.gereports.com/post/118394013625/these-engineers-3d-printed-a-mini-jet-engine-then/

Koff, W., & Gustafson, P. (2012). 3D Printing and the Future of Manufacturing. CSC Leading Edge Forum. Retrieved from http://assets1.csc.com/innovation/downloads/LEF_20123DPrinting.pdf

Koslow, T. (2015). New Balance Announces 3D Printed Midsoles in New Running Shoe Line - 3D Printing Industry. Retrieved December 19, 2015, from http://3dprintingindustry.com/2015/11/19/new-balance-announces-3d-printed-midsoles-in-new-running-shoe-line/

Kroll, E., & Artzi, D. (2011). Enhancing aerospace engineering students’ learning with 3D printing wind-tunnel models. Rapid Prototyping Journal, 17(5), 393–402. http://doi.org/10.1108/13552541111156522

Ledford, H. (2015). Printed body parts come alive. Nature, 520, 273. http://doi.org/10.1038/520273a

Luimstra, J. (2015). Artist Created This 3D Printed Swimsuit. Retrieved December 20, 2012, from http://3dprinting.com/news/artist-got-inspired-waves-created-3d-printed-swimsuit/

Mau, D. (2013). How 3-D Printing Could Change the Fashion Industry For Better and For Worse - Fashionista. Retrieved December 20, 2015, from http://fashionista.com/2013/07/how-3-d-printing-could-change-the-fashion-industry-for-better-and-for-worse

Maxey, K. (2015). A Specialized 3D Printer for the Hearing Aid Market. Retrieved December 24, 2015, from http://www.engineering.com/3DPrinting/3DPrintingArticles/ArticleID/9681/A-Specialized-3D-Printer-for-the-Hearing-Aid-Market.aspx

McCutcheon, R., Pethikc, R., Bono, B., & Thut, M. (2014). 3D printing and the new shape of industrial manufacturing.

Menezes, P. (2014). Caraterização do setor dos serviços em Portugal.

Michalik, J., Joyce, J., Barney, R., & McCune, G. (2015). 3D opportunity for product design - Additive manufacturing and the early stage.

Moore, S. (2015). 3D-printed jigs and fixtures elevate production floor efficiency. Retrieved December 18, 2015, from http://www.plasticstoday.com/articles/3d-printed-jigs-and-fixtures-elevate-production-floor-efficiency-koplas-20150316a

NASA. (2013). 3D Printing: Food in Space. Retrieved December 16, 2015, from http://www.nasa.gov/directorates/spacetech/home/feature_3d_food_prt.htm

Oliveira, E. (2014). Portugal : Uma síntese estatística regional até ao nível de município.

Pearce, J. M., Morris Blair, C., Laciak, K. J., Andrews, R., Nosrat, A., & Zelenika-Zovko, I. (2010). 3-D Printing of Open Source Appropriate Technologies for Self-Directed Sustainable Development. Journal of Sustainable Development, 3(4), 17–29. http://doi.org/10.5539/jsd.v3n4p17

Petrick, I. J., & Simpson, T. W. (2013a). Point of View: 3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules of Competition. Research-Technology Management, 56(6), 12–16. http://doi.org/10.5437/08956308X5606193

Petrick, I. J., & Simpson, T. W. (2013b). Point of View: 3D Printing Disrupts Manufacturing: How Economies of One Create New Rules of Competition. Research-Technology Management, 56(6),

60

12–16. http://doi.org/10.5437/08956308X5606193

Pfahnl, A. (2015). The Top 3 Medical Device Applications for 3-D Printing | MDDI Medical Device and Diagnostic Industry News Products and Suppliers. Retrieved December 24, 2015, from http://www.mddionline.com/blog/devicetalk/top-3-medical-device-applications-3d-printing-05-01-15

Pîrjan, A., & Petroşanu, D.-M. (2013). The impact of 3d printing technology on the society and economy. Journal of Information Systems and Operations Management., 7(2), 3 – 5.

Printers, 3D. (2010). Electron Beam Melting (EBM). Retrieved February 16, 2016, from http://www.popular3dprinters.com/electron-beam-melting-ebm/

Radenkovic, D., Solouk, A., & Seifalian, A. (2016). Personalized development of human organs using 3D printing technology. Medical Hypotheses, 87, 30–33. http://doi.org/10.1016/j.mehy.2015.12.017

Reeves, P., & Mendis, D. (2015). The Current Status and Impact of 3D Printing Within the Industrial Sector : An Analysis of Six Case Studies. Intellectual Property Office.

Scott, C. (2015). Is It a Mouse or Is It a Rat? Mad Catz Releases Innovative, Customizable, 3D Printable New Gaming Mouse, R.A.T.1. Retrieved December 18, 2015, from http://3dprint.com/105289/mad-catz-gaming-mouse/

Simonot, A., Cassaignau, A., & Coré-Baillais, M. (2015). The State of 3D Printing.

Stamford, C. (2013). Gartner Says Early Adopters of 3D Printing Technology Could Gain an Innovation Advantage Over Rivals. Retrieved June 7, 2015, from http://www.tctmagazine.com/3D-printing-news/gartner-indicates-3d-printing-early-adopters-may-have-business-advantage/

Stamford, C. (2014). Gartner Says Worldwide Shipments of 3D Printers to Reach More Than 217,000 in 2015. Retrieved June 7, 2015, from http://www.gartner.com/newsroom/id/2887417

Stamford, C. (2015). Gartner Says Worldwide Shipments of 3D Printers to Reach More Than 490,000 in 2016. Retrieved December 8, 2015, from http://www.gartner.com/newsroom/id/3139118

Stone, M. (2014). 3D Printed Dresses Are Radically Changing The Meaning Of Haute Couture. Retrieved December 20, 2015, from http://www.businessinsider.com/3d-printed-fashion-2014-8

Stratasys. (2015). China’s Qingdao Haier Mold Cuts Prototyping Time with 3D Printing. Retrieved December 19, 2015, from http://blog.stratasys.com/2015/11/12/haier-mold-3d-printing/

Stratasys Inc. (2013). In-House or Outsource? 6 Business Advantages of Owning an In-House 3D Printer. Stratasys Resources, 4

Sun, J., Zhou, W., Huang, D., Fuh, J. Y. H., & Hong, G. S. (2015). An Overview of 3D Printing Technologies for Food Fabrication. Food and Bioprocess Technology, 1605–1615. http://doi.org/10.1007/s11947-015-1528-6

Thomas, D., & Gilvert, S. (2014). Costs and Cost Effectiveness of Additive Manufacturing. US Department of Commerce, (December), 31 – 32. http://doi.org/10.6028/NIST.SP.1176

Thymianidis, M., Achillas, C., Tzetzis, D., & Iakovou, E. (2012). Modern Additive Manufacturing Technologies: An Upto-Date Synthesis and Impact on Supply Chain Design.

Valles, J. L. (2014). Additive Manufacturing in FP7 And Horizon 2020.

Velasquillo, C. (2013). Skin 3D Bioprinting. Applications in Cosmetology. Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications, 03(01), 85–89.

Wohlers, T. (2012). Wohlers Report 2012: State of Industry, Wholers Associates Inc., USA.

Wohlers, T. (2013). Wohlers Report 2013: State of Industry, Wholers Associates Inc., USA.

61

Wohlers, T., & Gornet, T. (2011). History of additive manufacturing Introduction of non-SL systems Introduction of low-cost 3D printers. Wohlers Report 2011, 1–23.

Zimmermann, E. (2016). What the Future Holds for 3-D Printing in Architecture and Design. Retrieved February 1, 2016, from http://www.houzz.com/ideabooks/57915631/list/what-the-future-holds-for-3-d-printing-in-architecture-and-design

62

ANEXOS

Anexo I - Processos de impressão 3D

Anexo II - Inquérito

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ANEXO 1 - PROCESSOS DE IMPRESSÃO 3D

STEREOLITHOGRAPHY (SLA)

Este processo de impressão foi o primeiro a ser introduzido no mercado em 1988 por Charles Hull. O

modo de funcionamento consiste na aplicação de uma tecnologia laser sobre uma resina líquida,

existente num reservatório, de forma a obter a foto polimerização da mesma, passando esta resina do

estado liquido ao estado sólido quando exposta ao raios ultra – violeta, emitidos pelo laser. Após

terminar cada camada, a plataforma baixa o suficiente, de forma a permitir a construção da camada

seguinte (CustomPartNet, 2008f). Na figura 36 pode ser encontrada uma ilustração do processo

anteriormente descrito.

Figura 36 - Processo de impressão 3D através de Stereolithography (Fonte: https://www.printspace3d.com/what-is-3d-printing/3d-printing-processes/)

FUSED DEPOSITION MODELLING (FDM)

Neste processo material plástico ou cera são extrudidos através de um bocal formando secções

transversais camada sobra camada. O material de construção é usualmente fornecido por filamentos

os quais são aquecidos a uma temperatura ligeiramente superior ao seu ponto de fusão para que o

material derreta ligeiramente e flua facilmente através do bocal. Após a deposição do material, este

retorna ao estado sólido através do seu arrefecimento natural. Depositada a camada de material a

plataforma baixa o suficiente para que o processo se repita e a próxima camada seja depositada. Na

figura 37 pode ser encontrada uma ilustração do processo descrito anteriormente (CustomPartNet,

2008a).

https://www.printspace3d.com/what-is-3d-printing/3d-printing-processes/

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Figura 37 - Processo de impressão 3D através de Fused Deposition Modelling (Fonte: http://www.hindawi.com/journals/at/2011/746270/fig2/)

INK JET PRINTING (IJP)

No processo de Ink Jet Printing o material de impressão e o material de suporte estão guardados em

dois reservatórios aquecidos, de forma a manter estes materiais no estado líquido. Estes reservatórios

estão ligados à cabeça de impressão que se movimenta no plano das ordenadas e das abcissas. Esta

ao receber instruções deposita pequenas gotas destes materiais nas localizações necessárias

depositando uma camada. Estas gotas ao serem depositadas arrefecem e solidificam. Terminada a

deposição e arrefecido o material, uma cabeça com uma lixa desloca-se sobre a camada de material

mais recente de forma a alisá-la. Em seguida o coletor de partículas aspira os resíduos resultantes do

passo anterior, o elevador baixa em função da espessura da camada seguinte e todo o processo se

repete novamente (CustomPartNet, 2008b). Na figura 38 pode ser encontrada uma ilustração do

processo apresentado anteriormente.

Figura 38 - Processo de impressão 3D através de Ink Jet Printing (Fonte: http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing)

http://www.hindawi.com/journals/at/2011/746270/fig2/

http://www.custompartnet.com/wu/ink-jet-printing

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SELECTIVE LAYER SINTERING (SLS)

O processo Selective Layer Sintering consiste na utilização de um laser que sinteriza criteriosamente

polímeros em pó ou compósitos de metal em sucessivas secções transversais da peça a construir. Esta

peça é construída sobre uma plataforma que ajusta a sua altura em função da espessura da camada a

construir. As camadas adicionais de pó são depositadas no topo de cada camada anteriormente

solidificada e são sucessivamente sinterizadas. Este pó é transferido do seu recipiente para a

plataforma de impressão através de um rolo antes de ser construída uma nova camada. Este pó é

mantido a uma elevada temperatura para que este se funda mais facilmente quando exposto ao laser

(CustomPartNet, 2008e). Na figura 39 pode ser encontrada uma representação gráfica do processo

apresentado anteriormente.

Figura 39 - Processo de impressão 3D através de Selective Layer Sintering (Fonte: http://3dprintingfromscratch.com/common/types-of-3d-printers-or-3d-printing-technologies-

overview/)

THREE DIMENSIONAL PRINTING (3DP)

O processo inicia-se quando o pistão eleva o reservatório de pó, onde posteriormente um rolo distribui

uma camada deste material no topo da plataforma de construção. A cabeça de impressão deposita um

líquido adesivo nas regiões selecionadas unindo criteriosamente o leito de pó existente na plataforma.

As partes unidas pelo adesivo formam uma camada da peça, onde o restante pó que não foi unido

serve de suporte durante o processo construtivo. Após uma camada estar terminada, a plataforma de

construção desce o suficiente de forma a receber uma nova camada de pó a ser distribuída e nivelada

pelo rolo, voltando a repetir-se este processo até a peça estar finalizada (CustomPartNet, 2008d). Na

figura 40 pode ser encontrada uma representação gráfica do processo apresentado anteriormente.

http://3dprintingfromscratch.com/common/types-of-3d-printers-or-3d-printing-technologies-overview/

http://3dprintingfromscratch.com/common/types-of-3d-printers-or-3d-printing-technologies-overview/

66

Figura 40 - Processo de impressão 3D através de Three Dimensional Printing (Fonte: http://www.uni.edu/~rao/rt/major_tech.htm)

SELECTIVE LAYER MELTING (SLM)

O processo de Selective Layer Melting tem um funcionamento idêntico ao processo de Selective Layer

Sintering, com a diferença que neste processo o raio laser aplicado possui uma elevada potência, sendo

capaz de derreter qualquer material em pó (ligas metálicas, cerâmica e polímeros) não sendo

necessária a utilização de materiais como polímeros de ligação. Após terminar a impressão a peça sofre

um tratamento térmico e o pós–processamento necessário (3D Printers, 2010). Na figura 41 pode ser

encontrada uma ilustração do processo anteriormente apresentado.

Figura 41 - Processo de impressão 3D através de Selective Layer Melting (Fonte: http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-13103)

http://www.uni.edu/~rao/rt/major_tech.htm

http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-13103

67

ELECTRON BEAM MELTING (EBM)

O processo de impressão Electron Beam Melting consiste na utilização de um raio de eletrões,

controlado por computador, aplicado sobre uma camada de material em pó. Este ao derreter o pó

forma gradualmente as camadas do objeto. Após a camada estar completa, a plataforma baixa o

suficiente, recebendo uma nova camada de material em pó distribuída e nivelada por um rolo. Esta

nova camada irá sofrer o processo anteriormente descrito, até se obter a peça final. O processo de

impressão ocorre numa câmara sob vácuo, o que o torna este processo indicado para produzir peças

com materiais reativos ao oxigénio, como o titânio ou outras ligas metálicas (Printers, 2010). Na figura

42 pode ser encontrada uma ilustração do processo anteriormente descrito.

Figura 42 - Processo de impressão 3D através de Electron Beam Melting (Fonte: http://www.mdpi.com/1996-1944/7/12/8168)

DIRECT METAL DEPOSITION (DMD)

O processo de Direct Metal Deposition funciona através de um raio laser industrial controlado por um

braço robótico. Este foca-se na zona onde as instruções provenientes do ficheiro CAD indicam,

injetando, pixel por pixel, pequenas quantidades de metal em pó, derretendo este com o laser,

construindo assim uma fina camada da peça. Em seguida o laser é direcionado para a próxima

localização, onde irá traçar camada sobre camada até terminar a peça. Esta tecnologia permite manter

a precisão dimensional tal como a integridade do material. Atualmente esta é usada para fins de

revestimento, construção e reconstrução de peças metálicas (Dutta, Singh, Natu, Choi, & Mazumder,

2009). Na figura 43 pode ser encontrada uma ilustração do processo anteriormente descrito.

http://www.mdpi.com/1996-1944/7/12/8168

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Figura 43 - Processo de impressão 3D através de Direct Metal Deposition (Fonte: http://www.sme.org/MEMagazine/Article.aspx?id=8589935858)

LAMINATED OBJECT MANUFACTURING (LOM)

O processo Laminated Object Manufacturing consiste num mecanismo de alimentação que coloca uma

folha de material sobre a plataforma de construção, em seguida um rolo aquecido aplica pressão sobre

a folha de material de forma a colar esta à camada inferior. Através do laser, o material depositado na

plataforma é delimitado e cortado formando uma camada. As peças são obtidas através do

empilhamento, colagem e corte das folhas revestidas com adesivo no topo das camadas anteriores. O

laser corta o contorno da peça em cada camada. Após cada corte estar completo, a plataforma baixa

em função da espessura da folha, sendo esta em seguida colocada no topo das camadas anteriormente

depositadas. Colocada a nova camada, a plataforma sobe ligeiramente e um rolo aquecido aplica

pressão para formar a nova camada e todo o processo é repetido novamente até se obter a peça final

(CustomPartNet, 2008c). Na figura 44 pode ser encontrada uma representação gráfica do processo

apresentado anteriormente.

Figura 44 - Processo de impressão 3D através de Laminated Object Manufacturing (Fonte: http://www.metal-am.com/news/past_articles/002734.html)

http://www.sme.org/MEMagazine/Article.aspx?id=8589935858

http://www.metal-am.com/news/past_articles/002734.html

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ANEXO 2 - INQUÉRITO

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