Development and evaluation of product–service systems for 3D printing filament production using recycled pet

Authors

  • Thamyres Crystine da Costa Abreu Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-1273-674X
  • Igor dos Santos Gomes Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil. https://orcid.org/0009-0008-1119-8303
  • Tássia de Azevedo Diniz Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
  • Gustavo Ferreira Soares Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil. https://orcid.org/0009-0000-0957-7250
  • Tharcisio Cotta Fontainha Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-4217-2551
  • Amanda Fernandes Xavier Universidade Federal do Rio de Janeiro https://orcid.org/0000-0001-7190-5745
  • Rafaela Lima da Fonseca Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.
  • Marianna Tamye Fujiwara Sousa Caetano Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil. https://orcid.org/0009-0006-6596-6369
  • Luiz Miguel Oliveira Roder Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.
  • Marya Gabryela Pereira Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil. https://orcid.org/0009-0003-7293-0020
  • Giancarlo Alfonso Lovón-Canchumani Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-6940-0032

DOI:

https://doi.org/10.14488/1676-1901.v26i2.5758

Keywords:

Technological product, PET recycling, 3D printer, Digital fabrication, Sustainability

Abstract

The growing generation of municipal solid waste, especially plastics such as Polyethylene Terephthalate (PET), highlights the need for solutions that integrate environmental sustainability, economic viability, and educational value. In this context, this study aims to develop a Product–Service System (PSS) for producing 3D-printing filament from recycled plastic. To achieve this, the Design Science Research method is adopted, along with tools such as insight cards. Two prototypes are developed: PSS-A, composed of a low-cost filament cutter and extruder designed for resource-constrained contexts; and PSS-B, which robust equipment and greater production capacity. The results indicate that both PSS are technically feasible but suitable for different contexts. PSS-A stands out for its simplicity, low implementation cost, and alignment with educational environments, while PSS-B offers greater process control and productivity, though it requires higher investment. The analysis of both prototypes reinforces the potential of PSS as a strategy for recycling PET in an integrated manner with additive manufacturing. Future research should include upgrades to the electrical system of the PSS-A extruder, testing of new material blends for PSS-B, and assessments of filament quality and the impacts of PET recycling when associated with additive manufacturing.

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Author Biographies

Thamyres Crystine da Costa Abreu, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Formada em Design Industrial pela Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Atualmente é mestranda no Programa de Engenharia de Produção, no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisas voltadas ao design e à engenharia aplicada à sustentabilidade, com foco em reciclagem de polímeros e uso de fabricação digital em contextos educacionais.

Igor dos Santos Gomes, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Formando como técnico em Telecomunicações pelo Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ). Graduanda em Design Industrial pela Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisas voltadas ao design e à engenharia aplicada à sustentabilidade, com foco em reciclagem de polímeros e uso de fabricação digital em contextos educacionais.

Tássia de Azevedo Diniz, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Formada como Técnico em Comunicação Visual Design pelo Senac RJ. Graduanda em Design Industrial pela Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisa voltada ao design e à engenharia aplicada à sustentabilidade, com foco em reciclagem de polímeros.

 

Gustavo Ferreira Soares, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Graduando em Engenharia Nuclear pela Universidade Federal do estado Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisa voltada a engenharia aplicada à sustentabilidade, com foco em reciclagem de polímeros.

Tharcisio Cotta Fontainha, Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Professor no Programa de Engenharia de Produção, no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisas na área de gestão, inovação e sustentabilidade, com foco no desenvolvimento de produtos tecnológicos para o contexto de desastres e ajuda humanitária.

Amanda Fernandes Xavier, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Professora no Programa de Engenharia de Produção, no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE) da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UFRJ). Desenvolve pesquisas nas áreas de sustentabilidade, governança e inovação, com foco em sistemas de avaliação de eco-inovação, estratégias territoriais e desenvolvimento de cadeias produtivas sustentáveis.

Rafaela Lima da Fonseca, Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.

Graduanda em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Paraná (UFPR). Desenvolve atividades nas áreas de manufatura aditiva, reciclagem de materiais poliméricos e sistemas produto-serviço, com foco em processos sustentáveis aplicados à fabricação digital. Participa de projetos de pesquisa e extensão voltados à valorização de resíduos.

Marianna Tamye Fujiwara Sousa Caetano, Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.

Graduanda em Engenharia de Produção na Universidade Federal do Paraná (UFPR). Atua em temas relacionados à gestão de resíduos, manufatura aditiva e análise de processos produtivos. Participa de projetos de pesquisa que integram sustentabilidade, desenvolvimento tecnológico e aplicação de metodologias de engenharia voltadas à melhoria de sistemas produtivos.

Luiz Miguel Oliveira Roder, Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.

Graduando em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Paraná (UFPR). Suas áreas de interesse incluem reciclagem de materiais, desenvolvimento de processos para fabricação de filamentos, e avaliação técnica de equipamentos voltados à manufatura aditiva. Participa de projetos de pesquisa e extensão voltados à valorização de resíduos.

Marya Gabryela Pereira, Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.

Graduanda em Engenharia de Produção na Universidade Federal do Paraná (UFPR). Desenvolve estudos nas áreas de sustentabilidade, reciclagem de plásticos e desenvolvimento de sistemas para processamento de materiais. Participa de projetos de pesquisa que integram gestão de resíduos e economia circular.

Giancarlo Alfonso Lovón-Canchumani , Universidade Federal do Paraná (UFPR), Paraná, PR, Brasil.

Doutor em Planejamento Energético e Ambiental pelo Programa de Planejamento Energético (PPE/COPPE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). É professor no curso de Engenharia de Produção da Universidade Federal do Paraná (UFPR). Suas áreas de pesquisa incluem Engenharia da Sustentabilidade, Gestão de Resíduos, Avaliação do Ciclo de Vida e Economia Circular.

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Published

2026-04-30

How to Cite

Abreu, T. C. da C., Gomes, I. dos S., Diniz, T. de A., Soares, G. F., Fontainha, T. C., Xavier, A. F., … Lovón-Canchumani , G. A. (2026). Development and evaluation of product–service systems for 3D printing filament production using recycled pet. Revista Produção Online, 26(2), 5758. https://doi.org/10.14488/1676-1901.v26i2.5758

Issue

Vol. 26 No. 2 (2026): (Edição Especial) Trabalhos aprovados no 45º Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP)

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