[pt] DO CÓDIGO À MATÉRIA: NON-PLANAR3D, UM NOVO MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DIGITAL

[en] FROM CODE TO MATTER: NON-PLANAR3D, A NEW METHOD FOR DIGITAL FABRICATION

[pt] RAPHAEL BASTOS LESSA

[pt] ROBOTICA

[pt] IMPRESSAO 3D NAO PLANAR

[pt] DESIGN COMPUTACIONAL

[pt] IMPRESSAO 3D

[en] ROBOTICS

[en] NON PLANAR 3D PRINTING

[en] COMPUTATIONAL DESIGN

[en] 3D PRINTING

[pt] Esta dissertação apresenta o desenvolvimento do Non-Planar3D, um método inovador para fabricação digital não-planar, que busca superar limitações técnicas e econômicas das tecnologias de impressão 3D convencionais. Estruturada em três fases principais– exploratória, desenvolvimento e validação– a pesquisa combina design computacional, manufatura aditiva e robótica para criar uma abordagem acessível e flexível, compatível com impressoras 3D FDM modificadas e sistemas robóticos. O Non-Planar3D permite a geração de trajetórias não-planares, reduzindo anisotropia, otimizando tempo de fabricação e minimizando resíduos. A metodologia Research Through Design (RTD) foi empregada, com ciclos iterativos que integraram revisões de literatura, análises comparativas, entrevistas com especialistas e testes práticos, incluindo a fabricação de componentes complexos, como moldes para embarcações. Os resultados demonstram melhorias significativas em precisão di mensional, acabamento superficial e resistência mecânica, com redução de até 35 por cento no tempo de fabricação em comparação com métodos convencionais. Além das contribuições técnicas, o Non-Planar3D promove a democratização da fabricação digital, especialmente em contextos como o brasileiro, onde soluções acessíveis são cruciais. Limitações identificadas, como a necessidade de maior automação e compatibilidade com diversos materiais, apontam direções para futuras pesquisas. Esta dissertação reforça o potencial do design como prática transformadora, integrando tecnologia e inovação para aplicações industriais, educacionais e sociais.

[en] This dissertation introduces Non-Planar3D, an innovative method for non-planar digital fabrication, aimed at overcoming technical and economic limitations of conventional 3D printing technologies. Structured in three main phases—exploratory, development, and validation—the research integrates computational design, additive manufacturing, and robotics to create an accessible and flexible approach compatible with modified FDM 3D printers and robotic systems. Non-Planar3D enables the generation of non-planar toolpaths, reducing anisotropy, optimizing fabrication time, and minimizing waste. Employing a Research Through Design (RTD) methodology, the study involved iterative cycles incorporating literature reviews, comparative analyses, expert interviews, and practical tests, including the production of complex components such as boat mold parts. Results demonstrate significant improvements in dimensional accuracy, surface finish, and mechanical strength, achieving up to a 35 percent reduction in fabrication time compared to conventional methods. Beyond technical contributions, Non-Planar3D fosters the democratization of digital fabrication, particularly in contexts like Brazil, where affordable solutions are critical. Identified limitations, such as the need for enhanced automation and broader material compatibility, suggest directions for future research. This work underscores the transformative potential of design, blending technology and innovation for industrial, educational, and social applications.

JORGE ROBERTO LOPES DOS SANTOS

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

JORGE ROBERTO LOPES DOS SANTOS

DANIEL RIBEIRO ALVES BARBOZA VIANNA

CLAUDIO FREITAS DE MAGALHAES

JOAO VICTOR AZEVEDO DE MENEZES CORREIA DE MELO

2025-10-30

2025-03-20

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PORTUGUÊS

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