EPI para motociclistas : design parametrizado e fabricação por manufatura aditiva

Abstract

Os Equipamentos de Proteção Individual (EPI), em tese, têm como objetivo reduzir a gravidade de ferimentos em decorrência de acidentes. No caso de motociclistas, esses aci dentes variam entre pancadas por quedas, colisões e ralados do corpo em alta velocidade sobre o asfalto. Dessa maneira, os EPI devem ser projetados de forma a proteger os mo tociclistas com mais eficiência, sem tirar a sua mobilidade e, também, sem prejudicar o conforto de seus usuários. Assim, este trabalho propõe avaliar, de forma numérica e ex perimental, protetores para motociclistas feitos por manufatura aditiva (impressão 3D), incluindo a seleção de materiais e um projeto com dimensões parametrizadas, ou seja, que possam variar de forma a se adaptar às medidas corporais de diversos usuários. Essa modularidade das dimensões permite um aumento da proteção e do conforto na utilização desses equipamentos. Teve-se como objetivo o desenvolvimento de protótipos ergonômicos, confortáveis e eficientes quanto à redução da magnitude das tensões transmitidas para o corpo. O projeto avalia, ainda, a eficácia do emprego de materiais compósitos (fibra car bono com matriz de epóxi) ao modelo obtido por impressão 3D para o aumento da eficácia da proteção de seu usuário. Sendo assim, foi conduzido um estudo da resistência mecânica e transmissão de esforços desses protótipos através de simulações numéricas pelo método dos elementos finitos (MEF), além de propor uma forma de avaliar esse resultados através do ensaio de flexão de três pontos. Todo esse desenvolvimento visa demonstrar uma me todologia para o projeto desses equipamentos com um design parametrizado, fabricação e teste de estruturas de EPI aplicando técnicas de impressão 3D e de laminação para satisfazer requisitos de proteção, usabilidade e segurança para motociclistas. As caracte rísticas dos modelos são inspiradas em soluções existentes no mercado, e sua modelagem é realizada por meio de CAD. Referências especializadas são utilizadas para a obtenção das propriedades dos materiais a serem empregados, das estruturas do corpo humano e dos esforços esperados em diferentes tipos de acidentes motociclísticos, de modo a estimar corretamente os parâmetros de análise que os modelos numéricos e experimentais serão submetidos. Isto posto, o estudo desenvolvido nesse trabalho e os resultados alcançados têm como objetivo gerar conhecimento para aprimorar o projeto de EPI eficazes, seguros, confortáveis e viáveis, utilizando métodos não-convencionais de fabricação.