Novas perspectivas da fabricação digital no design social e no desenvolvimento econômico

 

Caroline Salvan Pagnan * e Artur Caron Mottin **

^(*) Doutoranda em Design pela Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG), mestre em Engenharia de Materiais pela REDEMAT, consórcio em pós graduação entre UFOP/ UEMG/ CETEC e graduada em Design de Produto pela Escola de Design - UEMG. Profes-sora da Escola de Design da Universidade do Estado de Minas Gerais nos cursos de Design de Produto e Design Gráfico.
^(**) Doutor em Engenharia de Materiais pela REDEMAT, consórcio em pós graduação entre UFOP/ UEMG/ CETEC e mestre em Engenharia de Materiais pela mesma instituição. Graduado em Design de Produto pela Escola de Design da Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG). Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais, Campus Congonhas, Departamento de Mecânica.

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Resumen: El mercado y la forma de consumo de productos y servicios vienen sufriendo modificaciones a lo largo del tiempo con el surgimiento de fenómenos como la cultura del Hágalo usted mismo (Do it Yourself - DIY), el Movimiento Maker y el mayor acceso a contextos que permiten la viabilidad de ideas, los espacios de fabricación digital. Se presentan las nuevas perspectivas del uso de la impresión 3D, corte láser y mecanizado CNC en el desarrollo social, económico y académico, abarcando un enfoque del funcionamiento de contextos de viabilidad de ideas y soluciones, buscando entender quiénes son las personas que frecuentan esos locales, hacen uso de esas tecnologías y la finalidad con que esos recursos están siendo empleados. Ejemplos de esta nueva forma de proyectar, fabricar y consumir productos y servicios se exponen a fin de demostrar su capacidad en la contribución a la mejora de la calidad de vida de las personas. Como resultados, se señalan caminos en los que el desarrollo y el uso de nuevas tecnologías y la democratización de la fabricación y del proyecto convergen para traer soluciones que promueven el crecimiento en varios ámbitos en la sociedad.

Palabras clave: impresión 3D - nuevas tecnologías de fabricación - movimiento maker -DIY.

Abstract: The market and the products / services consumption mode are passing through modifications over time, with the increase of phenomena such as the Do It Yourself (DIY) culture, the Maker Movement and greater access to environments which contribute to ideas feasibility and the digital manufacturing spaces. New perspectives of 3D printing, laser cutting and CNC machining use in the social, economic and academic development are presented, embracing an approach of ideas feasibility and solutions environments operation, seeking to understand who are the people frequenting these places, making use of these technologies and the purpose for which these resources are being applied. Examples of this new method of design, manufacture and consume products and services are exposed to demonstrate their ability to contribute to people’s life quality improvement. As a result, are pointed routes where the new technologies development and use and the manufacturing and design democratization converge to bring solutions that promote growth in various society aspects.

Key words: 3D printing - new manufacturing technology - maker movement - DIY.

Resumo: O mercado e a forma de consumo de produtos e serviços vêm sofrendo modif-cações ao longo do tempo com o surgimento de fenômenos como a cultura do Faça Você Mesmo - FVM (Do it Yourself - DIY), o Movimento Maker e o maior acesso a ambientes que permitem a viabilização de ideias, os espaços de fabricação digital. São apresentadas as novas perspectivas do uso da impressão 3D, corte a laser e usinagem CNC no desen-volvimento social, econômico e acadêmico, abrangendo uma abordagem do funciona-mento dos ambientes de viabilização de ideias e soluções, buscando entender quem são as pessoas que frequentam esses locais, fazem uso dessas tecnologias e a finalidade com que esses recursos estão sendo empregados. Exemplos dessa nova forma de projetar, fabricar e consumir produtos e serviços são expostos a fm de demonstrar sua capacidade na contri-buição para a melhoria da qualidade de vida das pessoas. Como resultados, são apontados caminhos onde o desenvolvimento e o uso de novas tecnologias e a democratização da fabricação e do projeto convirjam para trazer soluções que promovam crescimento em vários âmbitos na sociedade.

Palavras chave: impressão 3D - novas tecnologias de fabricação - movimento maker - DIY.

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Introdução

Os processos de fabricacao de produtos, dentre diversos outros fatores, desempenham papel fundamental na transformacáo da sociedade ao longo de sua história, sendo suas evolucóes responsáveis por revolucoes na forma de producáo e consumo de produtos e serviços e infuenciando, consequentemente, toda a lógica de comportamento das pessoas. Como parte desse contexto histórico, o mundo passou por transformacóes que foram denominadas por historiadores como Revolucoes Industriáis, que se referem, de acordó com Anderson (2013), a um conjunto de tecnologías que promoveram drástico aumento da produtividade dos seres humanos, desencadeando mudanças como aumento da longevi-dade, da qualidade de vida, modificacóes ñas concentracóes populacionais e crescimento demográfico.

A Primeira Revolucáo Industrial consistiu em urna ampia transformacáo na sociedade, não somente em relacáo aos produtos, serviços e suas formas de producáo, mas também em relacáo ao processo de inven cao, urna vez que as ideias passaram a ser potencialmente valiosas com seu poder de mudança tornando-se cada vez mais evidente. Ideias como a máquina de tecelagem e a máquina a vapor aumentaram imensamente a capacidade pro-dutiva do homem, potencializando suas habilidades e dando-o a visáo de que seu cérebro possuía potencial além de seus músculos. A Segunda Revolucáo Industrial teve seu ponto de transformacáo com a adicáo das indústrias químicas, o motor de combustáo interna e a eletrificacáo, incluindo a linha de montagem de Henry Ford, na qual produtos em processo de fabricacao se movem até postos de trabalho fxos, e não o oposto. A Era da Informacáo é definida por alguns historiadores como a Terceira Revolucáo Industrial, porém diversos outros autores apontam que, até o momento, os impactos da computacáo culminando no computador pessoal e na internet e na Web não resultaram em alteracóes em producáo, tendo seus efeitos provocado urna revolucáo nos serviços, mas não na fabricacao de produtos. Dessa forma Anderson (2013) defende que a Terceira Revolucáo Industrial poderá ser mais fácilmente compreendida como a juncáo da fabrica-cao digital e a fabricacao pessoal, industrializando o Movimento Maker. Para compreensáo do movimento Maker, é importante introduzir o conceito do Faça Vocé Mesmo - FVM (Do it Yourself - DIY), que consiste em urna cultura que surge como urna consequéncia do contexto de industrializacáo, onde foi reduzido o controle do homem á fabricacao de seus próprios artefatos. Nessas circunstâncias, o monopólio das indústrias promoveu menor acesso á sociedade aos processos de producáo e projeto dos objetos, sendo essa conduzida ao papel de consumidores somente (Illich, 1973). O FVM (DIY) engloba, portante, a modificacáo, o uso e a adaptacáo de materiais existentes para a fabricacao de algo através de urna série de atividades criativas, podendo suas técnicas serem compartilha-das e codificadas para a reproducáo e melhoria por outras pessoas (Buechley et al, 2009). O contexto de mercado com produtos sendo produzidos em massa e em grandes quan-tidades vem gerado a crescente necessidade de customizacáo e personalizacáo, com consumidores cada vez mais ávidos pela participacáo dos processos de projeto e producáo dos produtos e serviços que o cercam. Nesse ambiente, o Movimento Maker surge como algo crescente, industrializando o espírito do FVM (DIY) e trazendo a democratizacáo da fabricacao.

O Movimento Maker, como defendem Hatch (2014) e Anderson (2009), é algo físico, que traduz o mundo virtual em objetos, roupas, alimentos, casas, carros, recursos da medicina, brinquedos e outros artigos que compõem a vida do ser humano. Por esse motivo, o Mo-vimento Maker está modificando a forma de se fazer as coisas e gerando um impacto na forma de viver das pessoas, destinando-o a ser algo ainda maior do que os acontecimentos que já cruzaram a história da humanidade.

Open design

Como recurso para o funcionamento do Movimento Maker, Hatch (2014) definiu verbos indispensáveis nas atividades das pessoas que atuam dentro desse contexto: fazer, a parti-cipação das pessoas é importante na construção do mundo, sendo as atividades de criar e fazer intrínsecas à natureza humana; compartilhar é o que dá sentido à realização de algo, se uma coisa foi feita e não foi mostrada a alguém, é como se não tivesse sido feita, se esten-dendo ao compartilhamento de conhecimento; dar é uma ação que se estende não somen-te em relação aos objetos físicos, mas à criação e ao conhecimento, uma prática comum em ambientes de fabricação digital, onde ideias são disponibilizadas livremente; aprender é uma atividade contínua, independente do quanto se saiba sobre algo há ainda o que se aprender, além de ser um processo cíclico, onde o conhecimento é repassado e ampliado constantemente; equipar, com acesso às ferramentas necessárias para o desenvolvimento do que se pretende fazer, sendo um makerspace completo e bem equipado fundamental na atividade de um maker, permitindo o acesso a vários processos e ampliando suas pos-sibilidades; brincar é uma forma de levar as ideias aos extremos, gerando descobertas, dando a si mesmo o direito de errar e experimentar; participar, acompanhando eventos, seminários, feiras, exposições aulas e cursos, buscando trocar ideias e experiências já presenciadas por outras pessoas que compõem o Movimento Maker; apoiar intelectualmente, financeiramente, politicamente e institucionalmente outros espaços, outras comunidades, outros países, outras equipes, a fm de sustentar o movimento e permitir seu crescimento, com um futuro melhor para todos; mudar é parte da jornada pessoal de se descobrir como um maker, passando a ver o mundo com os olhos de quem cria.

Um dos pontos-chave do Movimento Maker e que permeia praticamente todas as ativida-des apresentadas é a troca, com o intercâmbio de informações, experiências, conhecimen-tos, projetos e o que mais possa permitir o crescimento conjunto das pessoas envolvidas nessa comunidade. Diversos movimentos surgem a partir desse conceito, como o Open Source, que consiste na ideologia dos softwares livres em que o usuário tem acesso à pro-gramação, sendo permitida sua alteração, remodelamento, aperfeiçoamento e o compar-tilhamento de sua versão. (Vega, 2012)

Esses diversos movimentos se baseiam no efeito de rede, conectando ideias e pessoas, provocando um movimento cíclico de crescimento, gerando mais valor e, consequente-mente, atraindo mais pessoas. O Open Design, um desses movimentos, será o enfoque principal do trabalho, existindo desde os tempos da Primeira Revolução Industrial, onde o compartilhamento das ideias permitiu o desenvolvimento e melhoria das tecnologias. O termo engloba não somente o compartilhamento de arquivos abertos para a fabricação de produtos, mas o compartilhamento de servidos, sistemas e sociedades abertas, acom-panhando a ampliacáo constante do entendimento da abrangéncia do design. (Cabeza, Rossi & Moura, 2015)

Ao longo de sua evolucáo, o Design teve seu foco projetual ampliado e adaptado à reali-dade da sociedade na qual se insere. Sua principal atribuicáo inicialmente estava direcio-nada ao projeto de produtos e artefatos físicos, caminhando gradativamente na direcáo de projetos mais complexos, abrangendo as inter-relacáo entre pessoas, produtos, serviços, ambientes [de forma ampia] e comunicacáo. (Krucken, 2008)

O Design é urna atividade que atua em interface com diversas áreas de conhecimento, po-dendo esse funcionamento ocorrer de forma interdisciplinar, transdisciplinar e multidisciplinar, dependendo da equipe relacionada e as exigências dos projetos. Por esse motivo a atuacáo do profssional de Design pode ocorrer na forma de um elemento central de convergência e conexáo entre diversas expertises no desenvolvimento de projetos e solucoes. A atividade projetual desenvolvida pelo designer se baseia em urna ampia gama de conhe-cimentos, estando, dentre eles, o conhecimento de processos produtivos e materiais, capa-citando-o para a atuacáo na análise e selecáo de materiais e processos, além de direcionar seus projetos ás demandas e restricoes impostas. Outro fator que pode ser definido como elemento principal da profissáo é o entendimento das necessidade do usuário, realizando imersões no contexto de uso, validando as dores do mercado e identificando demandas e oportunidades, o que permite atuacáo não somente no projeto em si, mas no posicio-namento de produtos e serviços e validacáo de sua estratégia de insercáo no mercado do ponto de vista do público almejado e suas necessidades. (Ideo, 2011) Inerente á essa ampliacáo da atuacáo do design há o surgimento de várias vertentes, estando dentre elas o Design Social. Nessa atuacáo, o designer atua na geracáo de ideias, solucoes e acoes que auxiliem no desenvolvimento social através de diversos caminhos, podendo ser pelo uso mais consciente de recursos, pela conscientizacáo do produtor em relacáo ao processo de desenvolvimento produtivo, adaptando solucoes á realidade de urna comunidade, atuando como um catalizador processual e agregador. Essa atuacáo produz resultados como a integracáo socioeconómica e a geracáo de novos produtos, valorizando a relacáo processo-indivíduo e entendendo o contexto cultural. Nesse processo, o designer pode atuar como mediador por ser detentor do conhecimento técnico além de ser um agente externo com o olhar crítico ao entendimento de necessidades e traducáo em solucoes. (Costa & Lyra, 2011)

O Design atua, portanto, nesse contexto como elemento de uniáo entre os conhecimentos técnicos, o reconhecimento e interpretacáo das necessidades do usuário, o entendimento do contexto e os conhecimentos e profssionais de diferentes áreas, criando e dando o suporte para o desenvolvimento de solucoes que traduzam essas necessidades e demandas.

Tecnologías de fabricacao digital como suporte

Para que esse contexto de mercado seja possível, urna série de tecnologías e recursos são necessários, sendo as tecnologías de fabricacao digital peças fundamentáis, atuando como urna alternativa para a busca dos consumidores por urna opcáo á producáo em série, permitindo a manufatura local e customizada, sustentando o Movimento Maker. A aplicacáo de tecnologías digitais permite, em alguns casos, o ajuste da lógica da producáo industrial para atender a urna demanda cada vez mais específica e variável. (Barros & Silveira, 2015) O uso de tecnologías computacionais para elaboracáo de projetos de produtos tem sido usadas há muito tempo, como é o caso da tecnología CAD (Computer-aided Design) que possibilita projetar bi e tridimensionalmente através de programas específicos. A tecnología CAM (Computer-aided Manufacturing) por sua vez utiliza as informacoes advindas de programas CAD e são interpretadas em maquinários de controle numérico compu-tacional (CNC), capazes de materializar de maneira fel o objeto projetado, utilizando diferentes técnicas e materiais. O processo de utilizacáo desses softwares e equipamentos é conhecido como Fabricacao Digital e constituí a fase final da etapa de criacáo, onde as informacoes digitais de um projeto são utilizadas para produzir um determinado objeto físico em equipamentos controlados por computador. As já conhecidas impressoras 3D constituem exemplos dessas possibilidades.

O uso dos processos de fabricacao digital se difundiram inicialmente ñas etapas construti-vas de modelos e protótipos oriundos das atividades de engenharias, arquitetura e design, e asseguravam que o objeto materializado correspondiam exatamente ao que designers, engenheiros, arquitetos, etc., pretendiam. Esses processos foram sendo aprimorados e barateados pelos avanços tecnológicos, e hoje se tornaram processos capazes de serem utilizados como meio de manufatura de produtos fináis. Os processos de fabricacao digital podem ser realizados utilizando equipamentos baseados em tecnologías de adicáo ou subtracáo de material, e são entendidos atualmente como tecnologías de prototipagem rápida quando tratamos de objetos tridimensionais.

Subtra9áo de material

As tecnologías de fabricacao digital por subtracáo são aquelas derivadas dos métodos tra-dicionais de remocáo de material como corte, furacáo, torneamento, rebaixamento, fre-samento, usinagem, e que foram incorporados sistemas de comando numérico por computador (CNC) tornando-se métodos de fabricacao digital. Além dessas, métodos como o corte a láser que se difundiram já com a utilizacáo do sistema CNC, e são parte importante das ferramentas utilizadas nos espaços de fabricacao digital.

Corte a láser

Os fundamentos científicos do sistema de láser foram desenvolvidos em 1917 por Albert Einstein, a partir das teorías e leis de Planck, e ficaram esquecidas até 1960 quando o americano Theodore Harold Maiman apresentou o primeiro láser baseado em um cristal sintético de rubi. (Mello, 2009)

Atualmente, são empregados dois tipos de láser, a gás e sólido. No sistema a gás, o láser é con-duzido por lentes e espelhos até o cabeçote de corte. Já no sistema sólido, o láser é conduzido por cabos de fbra ótica, e permite que tenhamos mais de um feixe de corte por fonte láser.

Os equipamentos mais comuns de corte e gravacáo a láser encontrados nos espaços de fabricacao digital, utilizam fontes láser de CO,, que são sistemas mais simples e baratos en-contrados no mercado, e em sua maioria aplicados a materiais como madeira, polímeros, couro, tecidos, e papel. Equipamentos para utilizacáo de materiais metálicos possuem alto valor de compra, uso e manutencáo, e em sua maioria ficam restritos ao uso de poucos espaços de fabricacao digital.

A tecnología láser utiliza o processos de vaporizacáo e sublimacáo para cortar e gravar materiais sintéticos, e se baseia em dois planos de corte X e Y, sendo possível criar objetos de duas dimensões a partir de gráficos vetorizados em programas especializados.

Usinagem

O termo usinagem refere-se aos processos de retirada de material por cisalhamento, entre as operacoes mais difundidas estáo o torneamento, furacáo, rosqueamento, fresamento, etc. Com o advento do G-code, criado pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) em 1958, e criacáo dos programas CAD nos anos 60 e sua difusáo ñas industrias na década de 70. Os fabricantes de equipamentos de usinagem passam a adotar o sistema CNC a fm de facilitar, agilizar e garantir fdelidade ao projeto.

Os Centros de Usinagem CNC reúnem diversos processos de usinagem em um único equipamento, e atualmente estáo difundidos como processo industrial, principalmente na utilizacáo de materiais metálicos. Os equipamentos de usinagem CNC de mesa estáo presentes espaços de fabricacao digital, permitindo a usinagem de madeiras, plásticos e espumas de poliuretano de maneira rápida e fácil. Estes equipamentos trabamos em três eixos X, Y e Z, e comumente apresentam opcionais para utilizacáo de um quarto eixo. (Hallgrimsson, 2012)

Entre as vantagens desses equipamentos estáo o custo do material, que pode ser muito mais baixo do que o de impressáo 3D; a qualidade do acabamento de superfície pode ser extremamente alta; a precisáo é extremamente alta. No entanto, algumas limitacoes devem ser consideradas como a requisicáo de treinamento especial; características refinadas de peças requerem ferramentas muito pequeñas; saliéncias podem ser um problema quando a parte inferior não pode ser alcançada pela ferramenta (isso pode requerer equipamentos com mais de três eixos ou múltiplas programacoes); e o modelamento por subtracáo pode gerar poeira ou aparas. (Hallgrimsson, 2012)

O processo de usinagem não apenas se destina a criacáo de peças e modelos, mas serve como suporte na criacáo de moldes para outros processos, como a injecáo de polímeros, vacuum forming, estampagem, etc. que combinados expandem as possibilidades projetuais.

AdÍ9áo de material

Os processos de fabricacao por adicáo de material tradicionalmente conhecidos como sol-dagem, brasagem, colagem, etc., permitem a juncáo de partes mais simples para compor urna peça mais complexa. Na década de 80, um novo processo foi desenvolvido baseado na adicáo de material em carnadas planas sucessivas, sendo urna das grandes vantagens deste processo frente aos demais, sua capacidade de automatizacáo, dispensando moldes, ferramentas e gabaritos. Seu surgimento dentro da era dos sistemas CNC e CAD fzeram com que se difundisse rápidamente, principalmente voltado a fabricacao de modelos e protótipos.

O método de adicáo de materiais por carnada não é urna técnica nova e remete a duas grandes áreas técnicas: a topografa e a fotoescultura. Estas técnicas permitem a constru-cáo de objetos com geometrías complexas, que são difíceis de serem obtidas por meio de métodos tradicionais de fabricacao. (Volpato, 2007)

Impressáo 3D

A impressáo 3D é um processo de adicáo controlado por computador que constrói peças no interior de um equipamento, carnada por carnada, utilizando urna variedade de materiais e processos. Existem hoje mais de 20 sistemas de impressáo 3D no mercado e se baseiam em 3 tipos de matérias primas: líquido, sólido e pó. (Volpato, 2007; Hallgrimsson, 2012) Tecnologías baseadas em materiais pulverizados utilizam substratos em pó que são depositados em finas carnadas de adicáo e entáo endurecidos somente em áreas definidas pela secáo transversal da peça. O excesso de pó em torno da peça atua como estrutura de suporte e pode ser reutilizado, diminuindo o desperdício de material. Nesta tecnología pode ser utilizado láser para o seu processamento (ex. Sinterizacáo Seletiva a Láser - SLS; Láser Engineered Net Shaping - LENS) ou um aglutinante aplicado por um cabeçote tipo jato de tinta (ex. 3 Dimensional Printing - 3DP, etc.). Estas tecnologías de impressáo 3D baseadas em pó permitem desde a sinterizacáo de materiais metálicos até a criacáo de peças multi-coloridas de até 1024 cores.

Tecnologías baseadas em materiais sólidos utilizam matérias primas na forma de flamentos e láminas. Alguns processos funcionam pela alimentacáo de um bico extrusor aquerido com um flamento polimérico, sendo depositado em carnadas em urna base, conhecido como Modelagem por Fusáo e Deposicáo (FDM). Outros somente recortam urna lámina do material adicionado (Laminated Object Manufacturing - LOM; Paper Lamination Technology - PLT). As tecnologías FDM de impressáo 3D se difundiram fortemente, e hoje podem ser vistas em aplicacóes residenciáis, tudo isso graças ao baixo custo tecnológico e a grande disponibilidade materiais compatíveis a tecnología.

Tecnologías baseadas em materiais líquidos utilizam fotopolímeros, que são curados atra-vés de urna fonte de luz ultravioleta. Dessa forma, é possível produzir carnadas com espes-sura muito pequeña, resultando em urna qualidade de acabamento de superfície muito alta, dispensando ou requerendo pouco acabamento posterior. (ex. Estereolitografa -SLA). Outra possibilidade é a utilizacáo do jateamento de resina liquida por um cabeçote tipo jato de tinta e posterior cura pela exposicáo á luz ultravioleta (ex. Ink Jet Printing - IJP). Grande parte das tecnologías de impressáo 3D disponíveis em espaços de fabricacao digital são de baixo custo, como as tecnologías FDM, IJP e 3DP, já que buscam dar acesso ao publico a estas tecnologías com custos mais acessíveis na fabricacao de peças.

Ambientes

Os ambientes de fabricação digital são dotados normalmente da combinação de processos de subtração manuais como lixadeiras, serras, furadeiras, etc., de tecnologias de subtração com sistemas CNC como centros de usinagem, tornos, fresas, etc., e de tecnologias de adição de camadas como impressoras 3D. Muitos ainda incluem espaços para criação de objetos eletrônicos com uso de sistemas abertos como o Arduino, incluindo, além disso, sistemas de realidade aumentada, realidade virtual, e sistemas de escaneamento 3D. Estes espaços podem ser conhecidos como FabLabs, Makerspaces, Hackerspaces, Hacklab, Community Sheds ou Espaços de Fabricação Digital. O conceito norteador destes ambientes, é a criação de um local multidisciplinar, onde pessoas de variados contextos e conhe-cimentos possam desenvolver ideias, co-criar e trocar informações importantes durante o processo de concepção em busca de desenvolver novas propostas comerciais ou melhorar a qualidade de vida da comunidade local.

FabLab

Fabrication Laboratory - FabLab surgiu no laboratório interdisciplinar chamado Center of Bits and Atoms (CBA) do Massachusetts Insitute of Technology (MIT), e foi fundado pelo National Science Foundation (NSF) em 2001(http://fab.cba.mit.edu/about/faq/). E surgiram com objetivo educacional de sensibilização à fabricação digital e pessoal, democratizando a concepção das tecnologias e das técnicas e não somente do consumo. Rapida-mente este conceito se difundiu em uma rede global de laboratórios locais, permitindo a invenção e fornecendo acesso às tecnologias de fabricação digital, além de contribuir para a educação fabril digital, fornecer assistência operacional e técnica aos usuários, e facilitar a logística, já que permite produzir peças em diversos locais do mundo graças à plataforma tecnológica compatível entre os FabLabs locais.

Os FabLabs podem ser organizados de três maneiras distintas, de acordo com a organiza-ção que os financiaram, possuindo, assim, um papel determinante nas definições (tipo de uso, tipos de usuários, modelo de gestão, e de organização) dos mesmos. Os FabLabs aca-dêmicos são aqueles sustentados por universidade e escolas e que recebem, em sua maio-ria, projetos de estudantes, realizam workshops dando aos alunos o acessos ao maquinário a um custo menor do que os usuários externos. Um problema deste modelo de FabLab é que geralmente não são sustentáveis, dependendo da instituição de ensino ou agentes lo-cais para sua manutenção. Os FabLabs Profssionais têm por objetivo o desenvolvimento de produtos concebido por empresas, startups, empreendedores individuais e inventores. Esses FabLabs precisam se sustentar financeiramente, mesmo que no início tenham rece-bido incentivo de autoridades locais. Os FabLabs Públicos são espaços sustentados pelo governo, institutos de desenvolvimento e a comunidade local, e por isso apresentam caráter mais acessível a todos e em geral são totalmente gratuitos. (Eychenne & Neves, 2013)

Maker / Hackerspace

Hackerspaces são locais físicos operados por comunidades, onde pessoas compartilham seu interesse de trabalhar com tecnologia, conhecer e empenhar-se em seus projetos e aprender uns com os outros. O espaço possibilita que pessoas desenvolvam projetos DIY (Do It Yourself - Faça Você Mesmo) para os quais não estariam habilitadas, ou por não terem ferramentas ou por não terem espaço para executar o projeto. Os Hackerspaces as-sim como os FabLabs constituem uma rede que busca integrar pessoas interessadas em computadores, tecnologia, equipamentos, fabricação e projetos que busquem sistemas colaborativos e de socialização.

Os Makerspaces ou Hackerspaces são espaços que não seguem necessariamente um con-ceito norteador no que diz respeito aos equipamentos e sua confguração, como ocorre nos FabLabs. Esses espaços se confguram de maneira mais particular, de acordo com a expertise das pessoas envolvidas, e do caráter dado por elas. Desta forma, são espaços diferenciados, como se fossem um microcosmos como uma oficina de garagem. Outros espaços com denominações distintas e que partilham do mesmo conceito podem ser encontrados, mas são os Hackerspaces e os FabLabs as estruturas mais difundidas pelo mundo. Na Tabela 1 é possível ver em números os espaços cadastrados pelo mundo, e nos países da América Latina.

Países	FabLab	Maker / Hackerspace
Mundo	638	2030
América Latina	58	141
Argentina	7	17
Brasil	17	67
Chile	5	5
Colômbia	5	9
Costa Rica	2	1
Republica Dominicana	-	2
El Salvador	1	-
Equador	4	1
Guatemala	-	3
México	7	29
Paraguai	1	1
Peru	8	3
Porto Rico	-	1
Uruguai	1	2

Tabela 1. FabLabs e Hackerspaces cadastrados no mundo e em países da América Latina.

 

Estudos de caso

Diversas iniciativas vém sendo realizadas aproximando as pessoas e as comunidades das tecnologías e a democratizacáo da fabricacao e do projeto. Seráo apresentados a seguir projetos, empresas, iniciativas e estudos que promovem crescimento nos ámbitos da educacáo, económico e social, mostrando como a atuacáo integrada ente o design, profssio-nais de diversas áreas, as tecnologías de fabricacao digital, a cultura Faça Vocé Mesmo, o Movimento Maker, a cultura da troca e da aprendizagem contínua tem potencial para promover memorias na forma de viver e pensar das pessoas.

Educacáo

O uso de recursos de um FabLab no ambiente de educacáo pode promover memorias na qualidade do aprendizado do aluno, aumentar seu interesse e promover a aplicacáo do conteúdo de sala de aula em situacoes que facilitem sua compreensáo. Além disso, o uso de recursos de prototipagem e da manipulacáo de materiais e ferramentas auxilia no incentivo da criatividade e da atividade de projeto, havendo diversas solucoes sendo desenvolvidas nesse contexto.

A Ingocraft é urna empresa atua com foco na educacáo de crianças, oferecendo ao mercado solucoes que promovam o estímulo da criatividade e da inventividade através do projeto, impressáo e montagem de peças. Seu pacote de produtos e serviços engloba um kit de peças consistindo em porcas, parafusos, barras para montagem, urna chave para manipular os parafusos e outras peças que permitem a montagem de formas ilimitadas de objetos. O kit é acompanhado de um aplicativo no qual é possível simular a montagem de produtos com as peças disponibilizadas no kit. Por fm, há urna biblioteca de arquivos de peças disponibilizadas pela empresa para impressáo em qualquer impressora 3D, permi-tindo a personalizacáo das montagens. A empresa tem como objetivo tornar divertida a experimentacáo, aproximando as crianças do universo Maker (Ver Figura 1). O Garagem Fab Lab, localizado em São Paulo, em parceria com a Rede Globo de televisáo, desenvolveu equipamentos para um laboratório de ciências a partir dos recursos de corte a láser, impressáo 3D e usinagem. Urna escola da rede pública, localizada em Sapopemba, interior de São Paulo, foi o ambiente de implementacáo do laboratório, que conta com microscópio, incubadora, agitador magnético e centrífuga. O projeto dos equipamentos foi realizado pelo pesquisador Pieter van Beheemen do laboratório Biohack Academy Syllabus, na Holanda, os arquivos e as instrucoes de montagem são disponibilizadas na internet para a utilizacáo aberta, o que permite que pessoas em todo o mundo reprodu-zam e utilizem o projeto, democratizando os recursos e propiciando um aprendizado de melhor qualidade a ambientes com possiblidades restritas, como escolas da rede pública, por exemplo.

 

Figura 1. Kit Ingocraft, consistindo de porcas, barras de montagem, parafusos e software. Adaptado de Ingocraft (2016, Abril). Disponível em: http://www.ingocraft.com/ingocraft

Econômico

A Protoprint, com sede em Pune, na Índia, é uma empresa de cunho social, que trabalha com a produção de flamentos para impressão 3D a partir da reciclagem de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) por catadores de rua, oferecendo-os capacitação para o processo. Os impactos da atuação da Protoprint são amplos, oferecendo aos catadores, além de ca-pacitação, melhores pagamentos por seu trabalho, aos consumidores uma alternativa mais barata, com origem ética, e com menor impacto ao meio ambiente, à comunidade, maior integração, com geração de empregos, produtos e renda.

A empresa trabalha de diferente formas: transformando os catadores em microempresá-rios, fornecendo o equipamento de extrusão e capacitando-os para o processo, ou ainda em parceria com os mesmos, recolhendo o material coletado, produzindo os flamentos e vendendo-os a preços competitivos. É possível, ainda que unidades de produção sejam inteiramente transferidas para as comunidades, sendo a atuação da empresa na conexão com o mercado e com a garantia da qualidade.

Social

O uso das tecnologias de fabricação digital como meio de inclusão social e atendimento a demandas pessoais tem se mostrado importante a cada dia. A comunidade E-Nable, iniciada em 2011 por Ivan Owen, cria próteses de mãos utilizando o processo de impressão 3D. E-Nable é uma comunidade colaborativa, que, após a criação da prótese utilizando pro-cessos de open design e plataformas colaborativas, em 2013 disponibilizou em plataformas open source e de domínio público. Após a divulgação o projeto que tinha a colaboração de 100 pessoas das mais variadas áreas do conhecimento, e em um ano passou a ter mais de 3000 membros, produzindo 750 próteses em diversos países do mundo. No ano seguinte, já eram mais de 7000 colaboradores e aproximadamente 2000 próteses criadas em 45 países.

O projeto ganhou proporções mundiais rapidamente, graças ao barateamento das próte-ses que podem chegar a custar 40.000 dólares, para algo que poderia ser produzido a 100 dólares. Desta forma, muitas pessoas tiveram acesso ao equipamento, e iniciativas baseada na ideia inicial de Owen surgem a cada dia. O projeto Mao3D da professora Maria Elizete Kunkel da UNIFESP, utiliza os arquivos disponibilizados pela comunidade E-Nable para construir as próteses e em parceria com um instituto de saúde do governo federal, faz a entrega a o processo de reabilitação dos pacientes, para que eles aprendam a utilizar a prótese. O Palácio do Congresso Nacional em Brasília é parte do conjunto arquitetônico da Praça dos Três Poderes e teve sua localização definida no Plano Piloto de autoria de Lucio Costa, vencedor do concurso nacional de projetos para o plano urbanístico da nova capital, em 1957. O autor do projeto arquitetônico dos vários edifícios desse conjunto foi Oscar Niemeyer. Desde a época do projeto, se utilizou a maquete física como recurso visual para não somente demonstrar o projeto, mas também para discutir e melhor definir seus aspectos técnicos construtivos, como mostra Figura 3(a). Outra finalidade das maquetes é a representação do espaço para que as pessoas tenham uma visão ampla do conjunto arquitetônico, e geralmente são disponibilizadas em redomas de vidro de forma a proteger a maquete e impedir o manuseio, uma vez que têm somente a função da informação e sinalização visual.

Em 2004 a Câmara dos Deputados criou o programa "Acessibilidade para Todos" adotando uma política onde a instituição se tornaria acessível a todas as pessoas, sejam elas visitantes ou funcionários. Apesar de todos os benefícios que os portadores de deficiên-cia visuais já conquistaram como parte dessas ações, o entendimento visual do conjunto arquitetônico do prédio do Congresso Nacional, por meio de descrições dos guias das visitas não era de fato uma garantia de eficiência. A exploração tátil, como mencionado, possibilita para os cegos uma espécie de leitura espacial, sendo um elemento importante para a construção mental do espaço.

O objetivo da construção da maquete foi o de proporcionar aos visitantes, sejam deficien-tes visuais e não deficientes, a compreensão e percepção do conjunto arquitetônico símbolo da capital do Brasil. O projeto e execução da maquete ficaram sob a responsabilidade do Centro Design Empresa (CDE) da Escola de Design da Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG), conforme todo o processo de produção descrito por Mottin et al. (2009). O projeto se desenvolveu a partir das plantas arquitetônicas originais do edifício forne-cidas pela Câmara dos Deputados através do seu núcleo de arquitetura e de imagens do edifício. A maquete foi desenvolvida em escala 1:250 e foi produzida através do processo da prototipagem rápida do tipo SLA. O projeto da maquete iniciou-se com a digitalização dos desenhos em 2D e depois em 3D para a finalidade específica de estudar a estrutura e modularidade das peças para posterior montagem em Brasília, como mostra a Figura 2a. Optou-se por empregar sistemas de encaixe para montagem e também reforços em sua estrutura, de modo a se comportarem mecanicamente como artefatos de plástico indus-triais, com utilização de nervuras, semelhante ao tipo de estrutura presente em produtos eletrônicos (Ver Figura 2b). Tal técnica foi escolhida frente à necessidade da maquete de resistir à exploração tátil, o toque frequente pelos usuários, bem como a possíveis colisões durante sua apreciação.

 

Figura 2a.

Figura 2b.

Figura 3a.
Figura 3b.
Figura 2a. Modelo tridimensional virtual da Câmara dos Deputados, Brasília. Figura 2b. Detalhe de refor-ço da estrutura do modelo 3D impresso. Figura 3a. Usuário explorando detalhes da superfície com uso das pontas dos dedos. Figura 3b. Usuário sendo guiado por uma pessoa normovisual.

Dois aspectos foram importantes para que o projeto fosse executado: o entendimento das necessidades especiais dos usuários e a adequação de tecnologias de processamento combinada com materiais disponíveis e viáveis para alcançar o resultado desejado. O processo de seleção e avaliação dos materiais foi acompanhado por deficientes visuais do Instituto São Rafael de Belo Horizonte que apoiou a equipe de projeto nas definições mais adequadas. Durante o projeto, os usuários foram consultados e convidados a contribuir em testes de simulações e avaliações. Os materiais selecionados tinham por objetivo representar sensorialmente os materiais originais da edificação, sendo selecionado o EVA (Etil Vinil Acetato) para representar a grama, por ter textura macia; o acó inoxidável polido para representar o espelho d'água do Congresso, selecionado por ter seu tato frío devido suas propriedades de troca de calor. A lixa em gramatura 600 para representar o asfalto, urna vez que possui textura áspera dando o aspecto desejado. O polímero empregado ñas peças da prototipagem, foi escomido para representar elementos da arquitetura, como as duas cúpulas (na forma de semicírculos) que representam a Cámara dos Deputados e o Senado Federal. O mesmo material foi empregado para representar as fachadas em alvenaria, mármore e vidro da edificacáo, com textura lisa e delicada, indicada pelos usuários cegos como sendo adequadas para representar tais materiais. Durante a utilizacáo da maquete foi possível verificar que os usuários adotam algumas das estratégias descritas ñas teorías da percepcáo tátil, de modo a potencializar a "leitura tátil". A Figura 3a ilustra o usuário explorando detalhes da superfície e as legendas em Braille utilizando as pontas dos dedos. Os dedos são mais sensíveis ás propriedades da substância (temperatura, dureza e textura) que ás propriedades da forma. Pelo princípio cinemático, a máo somente conhece quando se move na exploracáo do tato se revelando de forma dinámica (Révész, 1950). A Figura 3b mostra urna situacáo onde o usuário deficiente visual é guiado por um normovisual. Durante a "leitura tátil" da maquete é possível verificar o contato estático, sendo urna outra estratégia utilizada para melhor perceber os aspectos térmicos e superficiais do material. Outra situacáo comum de acontecer no local de expo-sicáo da maquete é a presença de guias, que ao contrário do anterior, somente ajuda com informacoes narradas de forma auditiva.

A usuária demonstra aplicar os princípios da sucessividade (exploracáo sucessiva e gradual no objeto quando ele é grande) e o princípio da análise estrutural e da síntese constru-tiva (a estrutura é constituída da ordem e disposicáo de partes que constituem o objeto, e percebida separadamente).

Conclusão

Através dos exemplos apresentados é possível o entendimento de como a qualidade de vida das pessoas, sua insercáo no mercado de trabalho, a acessibilidade, o interesse pela educacáo, a absorcáo de conteúdo, o incentivo á criatividade, a diminuicáo do impacto ambiental dentre diversas outras memorias podem ser promovidas pelo uso dos recursos da fabricacao digital atrelado ao design. A cultura da troca com o Open Design, disponibi-lizando solucoes e projetos ñas redes virtuais, permite a rápida propagacáo das ideias, com pessoas ao redor do mundo podendo reproduzir, melhorar, adaptar e alimentar esse ciclo de aprendizado constante que a internet e os recursos digitais ajuda a manter. Nesse contexto de rápido desenvolvimento de projetos, equipamentos, tecnologías e servi-ços impulsionado pela participacáo massiva de pessoas com as mais diversas finalidades, o Design Social atua como um fator de grande impacto. O entendimento do contexto, o reconhecimento das necessidades de urna comunidade ou de um grupo de pessoas, pas-sando pela conexáo de indivíduos, profssionais e recursos de diferentes áreas até chegar a urna solucáo que promova memorias são atividades realizadas pelo profssional de design. No contexto social, a atuacáo do design ligada ás ferramentas de fabricacao digital permite uma adaptação às especificidades de cada contexto, o que é praticamente impossível de ser obtido com o uso de recursos da indústria tradicional. A possibilidade de ajustar a lógica da produção industrial para atender a uma demanda pontual e variável permitida pelas ferramentas digitais é de grande importância quando se trata de pequenas comunidades ou grupos com necessidades específicas. Desta forma, os processos de fabricação digital atrelados ao design social e em um contexto de open design, permitem atender de maneira personalizada as demandas pontuais locais, e criar uma rede colaborativa mundial para o desenvolvimento de soluções que promovam a melhoria na qualidade de vida das pessoas.

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