REVIEW STUDY ON THE USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE (AI) AND 3D PRINTING IN THE PRODUCTION OF AUTOMOTIVE PARTS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/cs10202505311953
Samuel Davi Teixeira Ferreira1
Siomara Dias da Rocha2
Resumo
Este estudo apresenta uma revisão sobre o uso da Inteligência Artificial e da impressão 3D na produção de peças automotivas, analisando a sua integração para modernizar e otimizar os processos industriais. A metodologia se baseou no estudo de revisão da literatura científica, utilizando bases como ScienceDirect e SciELO para reunir informações relevantes sobre avanços tecnológicos e desafios enfrentados pelo setor. Os resultados indicam que a combinação dessas tecnologias promove maior eficiência, automação, otimização do design, redução de resíduos e controle de qualidade, mas ainda enfrenta obstáculos como custos elevados e falta de mão de obra qualificada. Foi possível observar que investimentos em pesquisa e capacitação profissional são essenciais para viabilizar essa inovação em larga escala. Dessa forma, o estudo contribui para a discussão sobre a evolução da manufatura automotiva e as oportunidades para a aplicação da IA e da impressão 3D.
Palavras-chave: Impressão 3D. Inteligência Artificial. Peças automotivas. Inovação Tecnológica.
1. INTRODUÇÃO
A impressão 3D evoluiu de uma ferramenta de prototipagem para uma tecnologia capaz de produzir peças finas em uma variedade de materiais, incluindo polímeros metais e cerâmicas, desde a sua introdução nas décadas de 1980 e 1990 (SOARES, 2018), a mesma vem se tornando particularmente valiosa em setores como saúde, aeroespacial e automotivo, devido a essa capacidade produzir peças sob demanda, onde a personalização e a flexibilidade são essenciais.
A inteligência artificial (IA), tem início no século XX, mas seu conceito remete à Grécia Antiga (XII a.C. até IV d.C.), onde já se discutia a imagem de um ser artificial capaz de desenvolver tarefas humanas. A ideia, contudo, envolvia muito mais o campo místico do que o real (SHIMABUKURO & LIMA, 2025).
A implementação da IA juntamente com a Manufatura aditiva é capaz de transformar o setor automotivo, oferecendo avanços que antes pareciam impossíveis. Essas duas tecnologias emergentes têm se destacado como protagonistas dessa transformação, a inteligência artificial e a impressão 3D, juntas, estão redefinindo os limites do design e da fabricação de acessórios, abrindo novas possibilidades e criando produtos únicos e sustentáveis (GIMBUTIS, 2024).
No entanto, apesar desses avanços, existem lacunas que limitam a junção dessas tecnologias. O alto custo de importação vem impedindo o acesso da indústria automotiva a essas tecnologias (ALMEIDA & TAMIOSSO, 2023). As baixas velocidades de impressão, tamanhos de peças limitados, as limitações de materiais e a resistência fazem com que restrinja (IFTEKAR et al., 2023). A falta de mão de obra especializada também é um desafio que pode afetar e impedir diretamente a capacidade da indústria em acompanhar os avanços tecnológicos e atender demandas do mercado no setor automotivo (DELGADO, 2025).
Para superar e resolver essas lacunas que envolvem essas duas tecnologias no setor automotivo, é importante investir em pesquisas, como a criação de novos materiais mais resistentes (KABIR, MATHUR & SEYAM, 2020), a adaptação de filamentos e a utilização de polímeros alternativos para baratear o processo de impressão buscando mais sustentabilidade.
O desenvolvimento de técnicas de inteligência artificial e aprendizado de máquina derivado do inglês “machine learning” (ML) revolucionou o design de compósitos, aproveitando métodos de manufatura aditiva, como impressão 3D guiada por IA e impressão 4D. Essa abordagem acelera as simulações, reduz o tempo e os custos (CHOI et al., 2023).
Investindo em educação, inovação, desenvolvimento de talentos e programas, como o Programa de Aprendizagem Industrial do SENAI e o Programa Inova Talentos do IEL, que visa capacitar jovens talentos para projetos de tecnologia e inovação em empresas (DELGADO, 2025) são ações que não só enfrentam os problemas atuais citados, mas prepara o caminho para que essas ferramentas juntas se tornem indispensáveis na fabricação Automotiva.
Esse trabalho visa apresentar sugestões práticas para implementação da Inteligência artificial na produção de peças automotivas utilizando a impressão 3D. Com base em trabalhos publicados em base de informação e estudos recentes, a proposta é explorar como essas tecnologias se comportam trabalhando juntas e de que forma podem ser aplicadas no setor automotivo, visando superar desafios e tendo como objetivo principal abordar as questões de modernização, eficiência, sustentabilidade e inovação tecnológica na produção de peças automotivas.
2. METODOLOGIA
O Quadro 1 descreve a metodologia empregada para a elaboração da pesquisa, destacando os recursos e estratégias de busca utilizados com o intuito de garantir a relevância e a qualidade das informações analisadas.
Quadro 1 – Metodologia Aplicada.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Inicialmente por meio da pesquisa em base de dados foram obtidos 9 artigos e 7 sites, desses mesmos foram selecionados 5 artigos, onde os resultados apontam que a IA tem impacto relevante sobre a manufatura e outras áreas como mostra a Figura 1, isso mostra que a combinação entre essas duas tecnologias pode representar um avanço significativo na indústria automotiva, promovendo maior eficiência e inovação representado pela Figura 2, onde mostra a evolução da empresa RIOSULENSE ao longo dos anos.
No entanto, alguns desafios precisam ser superados para permitir essa aplicação em larga escala. Um estudo de comparação com base nos artigos mencionados permitiu identificar variáveis (seção 3.1) relacionadas ao uso da Inteligência Artificial (IA) e da impressão 3D na produção de peças automotivas.
3.1 Variáveis relacionadas ao uso da IA na produção de peças automotivas
3.1.1 Automação:
A inteligência artificial é bastante utilizada na otimização de processos através de sistemas inteligentes, isso ajuda reduzindo o tempo de produção, na precisão e minimizando os erros humanos.
3.1.2 Otimização do Design e prototipagem:
A IA analisa os modelos e sugere designs mais aerodinâmicos e eficientes, enquanto a impressão 3D transforma essas análises em protótipos físicos da forma mais rápida possível. Acelerando testes e ajustes antes da produção em larga escala.
3.1.3 Controle de qualidade:
Os Sistemas de inteligência artificial monitoram os processos de impressão 3D, avaliando as peças automotivas para detectar defeitos e garantir os padrões estabelecidos.
3.1.4 Sustentabilidade e Redução de Resíduos:
A IA otimiza a fabricação para diminuir os desperdícios dos materiais, enquanto a impressão 3D produz peças sem necessidade de moldes ou processos que geram resíduos. Isso torna a produção mais sustentável.
Além disso, foi feita a revisão em termos de benefícios, apresentando lacunas ainda existentes e as possíveis soluções sugeridas pelos autores. Isso permite uma compreensão mais abrangente sobre o impacto dessas tecnologias juntas, além de destacar as oportunidades para futuras pesquisas e melhorias no setor automotivo. Para melhor visualização e entendimento, os resultados serão apresentados no Quadro 2, que relaciona os principais desafios e as possíveis soluções dos artigos científicos revisados.
Figura 1. Impacto da inteligência artificial na Indústria.
O gráfico representado na Figura 1 revela que todos os setores podem se beneficiar da Inteligência Artificial (IA), com destaque para Comunicações, Manufatura e Serviços Financeiros, que apresentam os maiores crescimentos absolutos. No setor automotivo, a IA aliada à manufatura aditiva (impressão 3D) está revolucionando a produção de peças, permitindo personalização em massa, redução de custos e maior agilidade na cadeia de suprimentos. A Manufatura, impulsionada por tecnologias como sensores inteligentes e manutenção preditiva, ganha destaque pela automação avançada. Já setores como Agricultura e Energia, apesar de partirem de bases menores, têm alto potencial de crescimento relativo com IA. A automação inteligente está transformando indústrias inteiras, elevando eficiência, sustentabilidade e inovação.
Figura 2. RIOSULENSE – 75 anos de evolução e transformação.,
A Figura 2 acima apresenta uma linha do tempo da empresa Riosulense, destacando marcos importantes entre 1946 e 2020. Em 1946, a empresa inicia com serviços mecânicos para indústrias de mandioca. Em 1956, ingressou no setor automotivo fabricando guias de válvulas. A partir de 1980, a produção de autopeças tornou-se sua principal atividade. Em 2019, inaugura uma Fábrica de Protótipos com tecnologia de impressão 3D, voltada à inovação. No ano seguinte, firma parceria estratégica para atuar no setor de eletromobilidade e transição energética.
Quadro 2. Variáveis estudadas, lacunas existentes e possíveis soluções relacionadas ao uso da Inteligência Artificial e impressão 3D na produção automotiva.
| Autores/Ano | Variáveis Estudadas | Lacunas Existentes | Possíveis Resoluções |
| (ALMEIDA & TAMIOSSO, 2023). | Custo Inicial de implementação. | Investimento elevado para um retorno demorado. | Estratégias de redução de Custos e Financiamento a longo prazo como a Universidade Federal de Santa maria – UFSM, que fecha parceria com “Rota 2030”, programa que une Instituições de Ciência e Tecnologia e empresas para desenvolver o setor automotivo. |
| (IFTEKAR et al., 2023). | Limitação de materiais, Tamanhos limitados de peças e a Resistência. | Restrição da produção de peças automotivas com propriedades específicas. | Buscar avanços de novos materiais para impressão 3D. A MA era restrita a materiais plásticos, agora uma ampla gama de materiais pode ser usada, como alguns materiais inteligentes onde cada um tem qualidades e usos especiais, sendo eles, as ligas com memória de forma (LMF), Polímeros eletroativos, Ferrofluidos e entre outros. Os Desenvolvimentos de materiais inteligentes devem continuar devido aos avanços na ciência e tecnologia de materiais. |
| (DELGADO, 2025). | Falta de mão de obra especializada. | Impede a capacidade da indústria em acompanhar os avanços tecnológicos e atender demandas do mercado no setor automotivo. | Com mais ações conjuntas e estratégicas, podemos construir um futuro mais próspero para a indústria automotiva, incentivando os jovens e investindo programas e promovendo a qualificação profissional Através de cursos e treinamentos, incentivar a inovação e o desenvolvimento tecnológico, apoiando programas como o Inova Talentos e a implementação da metodologia STEAM. |
| PAIVA et al, 2024. | Sustentabilidade | Necessidade de tecnologias que tornem os processos mais eficientes, ágeis e adaptáveis às demandas no set | Investimento nas tecnologias da indústria 4.0 que possibilita aumentar a eficiência operacional na indústria automobilística, o que facilita uma produção mais ágil, personalizada e adaptável às demandas modernas, contribuindo significativamente para a competitividade e sustentabilidade do setor. |
Os resultados comparados e mostrados no Quadro 2 indicam a necessidade de mais atenção e investimento em algumas áreas da manufatura aditiva com a tecnologia de inteligência artificial, é notório que essas duas tecnologias têm revolucionado a indústria automotiva, permitindo a criação de peças mais leves e resistentes. Vem também aumentando a eficiência de combustível e reduzindo custos com prototipagem e testes.
Contudo, desafios como o impacto das trajetórias, qualidade final, altos custos iniciais e limitações da capacidade desse sistema em crescer sem afetar o desempenho permanecem. A IA surge como uma solução para otimizar os processos, enquanto esforços conjuntos entre pesquisas e as indústrias são essenciais para superar essas lacunas e promover a capacidade necessária para suprir as necessidades atuais sem comprometer as futuras.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A junção da Inteligência Artificial e impressão 3D tem um impacto significativo na indústria automotiva, promovendo avanços na modernização, eficiência e sustentabilidade da produção de peças automotivas. A análise demonstrou que essas tecnologias juntas têm o potencial de transformar a manufatura automotiva, permitindo maior personalização e otimização de processos, apesar das barreiras existentes destacadas no estudo.
Com base na situação-problema mostrada na pesquisa, que evidencia o alto custo de importação, as limitações de materiais e a falta de mão de obra especializada ainda dificultam a aplicação dessas ferramentas em larga escala. No entanto, a literatura apresenta soluções que podem reduzir esses desafios, como o desenvolvimento de novos materiais mais resistentes e sustentáveis, investimentos em programas de capacitação profissional e melhorias nas técnicas de impressão e automação industrial.
Portanto, este estudo de revisão reforça a necessidade de estratégias para superar as limitações apresentadas, abrindo o caminho para futuras pesquisas e o avanço das aplicações dessas tecnologias no setor automotivo. A IA e a Impressão 3D seguem evoluindo, impulsionadas pelos avanços e inovações constantes, tendo o potencial de transformar a produção de peças automotivas nos próximos anos.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, Gabriela; TAMIOSSO, Debora Seminoti. UFSM assina acordo de parceria para realizar projeto de inovação. Disponíel em: https://www.ufsm.br/pro-reitorias/proinova/2023/05/15/ufsm-assina-acordo-de-parceria-para-realizar-projeto-de-inovacao. Acesso em 17 de março de 2025.
CHOI, Wonbong, et al. Inteligência artificial e aprendizado de máquina no design e manufatura aditiva de compósitos responsivos. Comunicações MRS, 2023, Vol. 13, p. 714–724. Disponível em: https://doi.org/10.1557/s43579-023-00473-9. Acesso em 16 de março de 2025.
DELGADO, João Alfredo. A Falta de Mão de Obra Qualificada na Indústria: Desafios e Soluções. Disponível em: https://abimaq.org.br/blogmaq/2544/a-falta-de-mao-de-obra-qualificada-na-industria-desafios-e-solucoes. Acesso em 26 de março de 2025.
GIMBUTIS, Monika T. Um Statement de Inovação na moda : Bolsas com IA e Impressão 3D. Disponível em: https://www.sunsecrets.com.br/blog/transformando-a-moda-bolsas-com-inteligencia-artificial-e-impressao-3d/#:~:text=Recentemente%2C%20duas%20tecnologias%20emergentes%20t%C3%AAm,criando%20produtos%20%C3%BAnicos%20e%20sustent%C3%A1veis. Acesso em 17 de março de 2025.
FINIO, Matthew; DOWNIE, Amanda. Como a IA está sendo utilizada na manufatura? https://www.ibm.com/br-pt/think/topics/ai-in-manufacturing?form=MG0AV3. Acesso em 17 de março de 2025.
IFTEKAR, Syed Fouzan, et al. Avanços e limitações em materiais e tecnologias de impressão 3D: uma revisão crítica. Disponível em: https://www.mdpi.com/2073-4360/15/11/2519?form=MG0AV3#B3-polymers-15-02519. Acesso em 16 de março de 2025.
PAIVA, João Paulo, et al. IMPACTO DA INTEGRAÇÃO DE TECNOLOGIAS DA INDÚSTRIA 4.0 NA MANUFATURA AUTOMOTIVA: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. Disponível em: Artigo+29.pdf. Acesso em 17 de março de 2025.
REVISTA SUCESSO SA. RIO 75 anos: empresa é referência na aplicação e no desenvolvimento de ferro e de aço para peças e produtos do setor automotivo. Disponível em: https://www.sucessosa.com.br/noticia/rio-75-anos-empresa-e-referencia-na-aplicacao-e-no-desenvolvimento-de-ferro-e-de-aco-para-pecas-e-produtos-do-setor-automotivo. Acesso em 30 de abril de 2025.
ROSS-VEITÍA, Bárbara D., et al. Otimização de trajetória na manufatura aditiva usando inteligência artificial: uma revisão sistemática da literatura. Disponível em: 10282024_101020_671f96d8c85c6.pdf. Acesso em 17 de março de 2025.
SOARES, Elaine. História da Impressão 3D – saiba como tudo começou. Disponível em: https://3ddata.com.br/historia-da-impressao-3d/. Acesso em 26 de março de 2025.
SHIMABUKURO, Igor; LIMA, Lucas. História da inteligência artificial: quem criou e como surgiu a tecnologia revolucionária. Disponível em: https://tecnoblog.net/responde/historia-da-inteligencia-artificial-quem-criou-e-como-surgiu-a-tecnologia-revolucion aria/. Acesso em 26 de março de 2025.
TRACTIAN. A INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NA MANUNTENÇÃO. Disponível em: https://tractian.com/es/blog/a-inteligencia-artificial-na-manutencao-o-futuro-das-plantas-industriais. Acesso em 30 de abril de 2025.
ZALDIVAR, Rj, et al. Influência dos efeitos do processamento e da impressão de orientação no comportamento mecânico e térmico de ULTEM impresso em 3D® 9085 Materiais. Disponível em: file:///C:/Users/samuc/Downloads/(traduzido)%20Influence-of-processing-and-orientation-print-effects-on-the_2017_Additive-M.en.pt.pdf. Acesso em 03 de março de 2025.
ZHANG, Ying; ZHAO, YaoYao Fiona. Um analisador de manufaturabilidade automatizado baseado na Web e recomendado para manufatura aditiva (MAR-AM) por meio de um modelo híbrido de aprendizado de máquina. Disponível em: file:///C:/Users/samuc/Downloads/(traduzido)%20A-Web-based-automated-manufacturability-analyzer-and-reco_2022_Expert-System.en.pt.pdf. Acesso em 03 de março de 2025.
1Discente do Curso Superior de Engenharia Mecânica do Instituto Fundação Centro de Pesquisa e Inovação Tecnológica – FUCAPI, Manaus – AM. e-mail: samucadavi4@gmail.com
2Docente do Curso Superior de Engenharia Mecânica do Instituto Fundação Centro de Pesquisa e Inovação Tecnológica – FUCAPI, Manaus – AM. Doutora em Química (PPGQ/UFAM). e-mail: siomararocha.quimica@gmail.com