O LAMP surgiu a partir de uma demanda dos alunos do Curso Bacharelado em Expressão Gráfica com desejo de terem uma vivência mais prática dos conceitos vistos nas disciplinas. Além disso, buscava-se ser mais uma justificativa para reforçar o pedido e acelerar o processo de obtenção de espaço físico, dentro da Universidade Federal do Paraná, para um laboratório de prototipagem para o Departamento de Expressão Gráfica e que comportasse os equipamentos já adquiridos.
A proposta do projeto de extensão foi de suprir a demanda por assessoria em modelagem tridimensional e computacional e em prototipagem rápida de quaisquer elementos que possam ser testados, analisados e/ou aprovados pelo público-alvo, que poderiam ser pesquisadores, docentes e/ou estudantes de graduação e pós-graduação, bem como instituições ou empresas/indústria com tais necessidades.
Em maio de 2016 iniciaram-se oficialmente as atividades do grupo, contando com a colaboração efetiva de sete docentes e seis discentes voluntários. As primeiras atividades foram a criação do site eletrônico do projeto (www.degrafufpr.wix.com/lamp) e a divulgação do projeto em redes sociais, salas de aula e boca a boca.
Figura 3 – Páginas do site eletrônico do LAMP
Fonte: O autor.
3.1 PROJETOS DESENVOLVIDOS
As ações principais são voltadas ao atendimento da comunidade interna e externa à UFPR. Quando chega uma demanda, é feita uma reunião entre o demandante, professores e alunos envolvidos com o LAMP para avaliarem as necessidades do projeto. A partir desse levantamento, o professor coordenador divide os alunos em grupos de acordo com as tarefas necessárias e um aluno é eleito responsável por aquele projeto. Dessa forma, os demais componentes do grupo devem se reportar a esse aluno para manter o controle geral das atividades e os professores ficam com o papel de orientadores.
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3.1.1 MAQUETE DO CENTRO POLITÉCNICO DA UFPR
O primeiro projeto foi solicitado pela chefia do Departamento de Geomática da UPFR solicitando um orçamento para a confecção de uma maquete física do Centro Politécnico, na escala 1:500, que serviria para simular o processo, em escala reduzida, de fotogrametria aérea. Este campus da UFPR possui mais de 600.000m² e na escala solicitada ocuparia aproximadamente um espaço de 3x3 metros.
Foram fornecidos dois tipos de levantamento topográfico da região: um arquivo do levantamento planialtimétrico (planta de implantação com as curvas de nível), e um arquivo de nuvem de pontos, obtido a partir do escaneamento a laser feito por um avião. Com essas bases, foi necessário primeiramente decidir o material e técnica que poderiam ser utilizados para a confecção da maquete. Concluiu-se que o terreno poderia ser feito cortando a laser chapas de papelão de cada curva de nível ou esculpindo blocos de poliuretano expandido utilizando uma router CNC.
Para estudar cada situação, uma equipe foi designada, com alunos do Curso de Expressão Gráfica e de Arquitetura e Urbanismo, para gerar os arquivos necessários para confecção do terreno nas máquinas CNC. Para o corte a laser, os alunos precisaram trabalhar no arquivo .DWG do levantamento topográfico a fim de obter a área e o desenho do perímetro de cada curva de nível. Este processo foi trabalhoso dado o arquivo conter muitas falhas como, por exemplo, curvas de nível interrompidas ou inexistentes. Para a confecção através da router seria necessário gerar o modelo digital do terreno e, para esta tarefa, optou-se por utilizar a nuvem de pontos. O grupo que ficou com esta tarefa teve que realizar várias etapas. A primeira foi dividir o terreno em seis porções para em cada uma limpar os pontos, tirando aqueles que representavam vegetação e edifícios, para tentar obter apenas o terreno de maneira mais fiel possível. Na sequência uniram novamente as porções para gerar uma malha tridimensional do terreno e obter um arquivo .STL (Figura 4).
Ao final, foram calculadas as quantidades de cada material necessário e orçou-se, em empresas especializadas, a realização do corte a laser das chapas e a confecção dos blocos esculpidos, uma vez que o laboratório ainda não possui tais equipamentos. No momento o LAMP aguarda retorno por parte do Departamento de Geomática para realização da maquete.
Figura 4 – Modelo 3D do terreno do Centro Politécnico da UFPR
Fonte: O autor.
3.1.2 PENPRINT (IMPRESSÃO A CANETA)
Outro projeto que está sendo desenvolvido no LAMP é oriundo da parceria com o grupo de alunos do curso de Engenharia Mecânica e Engenharia Elétrica, intitulado YAPIRA. Este grupo procurou o LAMP inicialmente buscando auxílio para confecção de peças impressas em 3D para robôs utilizados para participar de campeonatos nacionais. Após esse contato surgiu a ideia de confeccionar, com a colaboração
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das duas equipes, um equipamento que realiza desenhos feitos a caneta ou lápis, a partir de comandos CNC enviados para o mecanismo que se movimenta em dois eixos perpendiculares.
A Figura 5 mostra um exemplar disponível em sites da internet para download das peças modeladas e prontas para serem impressas em uma impressora 3D. Porém, optou-se por redesenhar e criar uma versão feita desde o princípio pelo grupo de trabalho (Erro! Fonte de referência não encontrada.), com daptações e melhorias. Atualmente, o trabalho encontra-se em fase de projeto e modelagem das peças para serem confeccionadas através da impressão 3D.
Figura 5 – Exemplo de equipamento
semelhante ao desejado no projeto. Figura 6 – Vista da modelagem do equipamento projetado.
Fonte: Thingverse.com. Fonte: O autor.
Este projeto exalta o trabalho multidisciplinar explorando as competências e habilidades de cada formação. Enquanto os alunos da Expressão Gráfica e Arquitetura trabalham com a parte de design e modelagem, os alunos de Engenharia Mecânica e Elétrica auxiliarão na definição dos componentes elétricos e eletrônicos e programação do equipamento.
3.1.3 SERVIÇO DE IMPRESSÃO 3D
O LAMP ainda oferece o serviço de impressão 3D para aqueles que trouxerem seus modelos já confeccionados. Antes de imprimir, avalia-se se a modelagem tridimensional está correta para envio para impressão. Além disso, também é indispensável uma avaliação quanto a geometria, dimensões, orientação na mesa de impressão, entre outros. Se necessário, indicam-se modificações na modelagem ou disposição da peça para a otimização da impressão. Exemplificando, pode-se orientar uma peça ou dividi-la para posteriormente colar as partes, de tal forma que seja gerado o mínimo de suportes, evitando assim o desperdício de material.
Figura 7 – Peça com necessidade de suportes para impressão das camadas
que não possuíam apoio.
Figura 8 – Peça após acabamento e retirada dos suportes que são descartados.
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Fonte: O autor. Fonte: O autor.
Diversas demandas solicitadas foram atendidas, como de alunos interessados na confecção de protótipos para trabalhos de conclusão de curso (Erro! Fonte de referência não encontrada.); impressão do busto e uma aluna obtido a partir de escaneamento utilizando o dispositivo Kinect do videogame Xbox (Erro!
Fonte de referência não encontrada.); confecção de chaveiros (Erro! Fonte de referência não encontrada.) com a temática dos cursos para centros acadêmicos; entre outros pequenos projetos.
Figura 9 – Drone impresso no LAMP para Trabalho Final de
Curso.
Figura 10 – Aluna escaneada e
impressa em escala reduzida. Figura 11 – Chaveiro com o tema do Centro Acadêmico de
Expressão Gráfica.
Fonte: O autor. Fonte: O autor. Fonte: O autor.
3.1.4 PARCERIA COM DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINÁRIA DA UFPR
O projeto mais recente, que está em fase inicial, surgiu por meio uma parceria com o Departamento de Medicina Veterinária da UFPR que objetiva utilizar modelos virtuais da anatomia de animais para criar materiais didáticos, algo que é bastante escasso exceto para cães e gatos. A primeira tentativa será modelar o sistema digestivo de um cavalo. Para isso, as alunas voluntárias do curso de Expressão Gráfica em conjunto com alunas de iniciação científica do Departamento de Medicina Veterinária combinarão suas habilidades em modelagem orgânica e em anatomia animal.
3.2 ATIVIDADES REALIZADAS
Vinculadas ao Projeto de Extensão, outras atividades foram desenvolvidas além daquelas relacionadas ao cumprimento do objetivo de assessorar a comunidade da UFPR, como eventos de extensão voltados para a capacitação, principalmente, de alunos do Curso de Expressão Gráfica.
3.2.1 VISITAS GUIADAS: LAPAC E CTI RENATO ARCHER
Nos dias 18 e 19 de maio de 2016 ocorreu uma viagem a Campinas, São Paulo, cuja inscrição foi aberta a todos os alunos do curso de bacharelado em Expressão Gráfica e Arquitetura, da qual participaram 28 alunos e 2 professores. Esta viagem contemplou três atividades: participação nos Fóruns Permanentes da Unicamp, com o tema “Os laboratórios de Fabricação Digital como ponte entre a Universidade e a Sociedade”; visita ao Laboratório de Automação de Prototipagem na Arquitetura e Construção (LAPAC) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP); e visita ao Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI).
Organizado pelo Museu de Ciências da UNICAMP, o fórum sobre fabricação digital foi de extremo interesse: a atualidade do tema, a quantidade de informação de qualidade apresentada por importantes agentes da fabricação digital no Brasil e no mundo, bem como os debates/conversas gerados, representaram um dia único na vida dos estudantes.
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Na visita ao LAPAC da UNICAMP, sua coordenadora, Prof.ª Dr.ª Gabriela Celani, compartilhou diversas experiências desde a configuração inicial do laboratório, como as dificuldades de aquisição de maquinário e os trabalhos que são desenvolvidos. Também foi explicitado que a equipe do LAPAC (constituída por alunos de diversos cursos de graduação e pós-graduação) aprende a coordenar um laboratório de Fabricação Digital em termos de recursos humanos e físicos, adquirindo habilidades técnicas e administrativas. Esta visita instigou os alunos do curso de graduação em Expressão Gráfica a se envolverem cada vez mais com modelagem e prototipagem, com os processos e maquinário.
Na visita ao CTI Renato Archer o grupo foi recebido pelo Dr. Marcelo Oliveira, coordenador do ProEXP (programa criado para viabilizar projetos de pesquisa e experimentos científicos com o auxílio das tecnologias de impressão 3D), e conduzido às instalações da Divisão de Tecnologias 3D (DT3D).
Circulando por diversas estações de trabalho, os alunos tiveram oportunidade de conhecer, além do maquinário, algumas vertentes de trabalho e pesquisa às quais não estão tão familiarizados, como por exemplo: aplicações da manufatura aditiva na área da saúde, na produção de biomodelos e na área de bioengenharia.
Figura 12 – Alunos em visita às dependências
do LAPAC Figura 13 – Exposição de peças feitas em impressoras 3D do CTI Renato Archer.
Fonte: O autor. Fonte: O autor.
3.2.2 DESAFIO MAKER
Durante a 3.ª Semana Acadêmica do Curso de Expressão Gráfica, foi realizado um evento de extensão intitulado Desafio maker, no qual professores do LAMP inicialmente proferiram uma palestra sobre processos de fabricação digital, processo criativo e metodologias de projeto. Os alunos formaram grupos e então lançou-se o desafio: desenvolver um suporte de celular para qualquer finalidade, a ser impresso por processo aditivo FDM (Fusion Deposition Modeling). Ao final do desafio, os grupos elaboraram um relatório do processo e apresentaram seus projetos aos colegas.
O objetivo era dar condições para que os alunos tivessem um contato prático principalmente com o processo criativo do desenvolvimento de produtos, tendo o auxílio do protótipo físico obtido por meio da impressão 3D, o que foi plenamente alcançado.
Figura 14 – Resultado das propostas das equipes participantes do Desafio maker.
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3.2.3 WORKSHOP MAKER
Outro evento de extensão realizado em 2016, foi o Workshop maker no qual, por meio de uma parceria com dois centros de treinamento autorizado da Autodesk, buscou-se capacitar alunos de Expressão Gráfica, Arquitetura, Engenharia Elétrica e Técnico de Automação, não só da UFPR, em uma ferramenta de modelagem paramétrica (Autodesk Fusion 360). Foram mostradas as ferramentas básicas de modelagem com o foco para a obtenção de modelos 3D que pudessem ser impressos.
4. CONCLUSÃO
Em menos de um ano de efetivo funcionamento, o LAMP já contou com a participação de 11 alunos voluntários e 2 bolsistas do curso de Expressão Gráfica e Arquitetura da UFPR, sem contabilizar alunos das parcerias feitas em projetos dos cursos de Engenharia Mecânica e Elétrica e Medicina Veterinária, e atingiu em torno de outras 100 pessoas considerando eventos de extensão e prestação de serviços para comunidade em geral.
Com base nos projetos já realizados, acredita-se que o LAMP seja um ponto de convergência de diversas áreas que podem trabalhar de forma multi e interdisciplinar, além de possuir um latente potencial de integrar os três pilares do ensino superior: o Ensino, a Pesquisa e a Extensão.