Modelos conceituais – a etapa mais fundamental do conceito ao protótipo

Protótipo de conceito1

O que é um modelo conceitual?

O modelo conceitual é uma ferramenta valiosa para comunicar ideias aos usuários. Um protótipo de conceito físico criado através de prototipagem rápida pode fornecer informações eficazes sobre a capacidade de fabricação do projeto e pode ser personalizado para atender aos requisitos específicos dos clientes. Portanto, a modelagem conceitual ajuda a reduzir o tempo de produção nas fases iniciais do processo de design. Os produtos em questão podem cumprir prazos, ser desenvolvidos mais rapidamente e colocados em operação o mais rapidamente possível.

Como todos os protótipos são fabricados utilizando tecnologias de prototipagem rápida, não há necessidade de desenvolver ferramentas caras de desenvolvimento de protótipos. Isto reduz significativamente os custos de produção e permite que os projetos sejam integrados de forma rápida e fácil. Ele fornece uma maneira de baixo risco de descobrir erros de projeto e fazer alterações, além de fornecer modelos precisos que podem ser usados ​​em ferramentas de produção.

Os modelos conceituais desempenham um papel importante em todo o ciclo de vida de desenvolvimento do sistema. A Figura 1-1 abaixo mostra o papel do modelo conceitual em um cenário típico de desenvolvimento de sistema. É claro que se o modelo conceitual não estiver totalmente desenvolvido, a execução dos atributos subjacentes do sistema pode não ser implementada corretamente, fazendo com que o problema persista no futuro. Esses erros ocorrem na indústria. A importância dos modelos conceituais torna-se clara quando tais falhas de sistema são mitigadas através do desenvolvimento de sistemas e da adesão a técnicas de desenvolvimento comprovadas.

Protótipo de conceito

Como você implementa um modelo conceitual?

(1) SLA (máquina de estereolitografia)

SLA é baseado no princípio da fotopolimerização de resina fotossensível líquida. O material líquido pode sofrer fotopolimerização rápida sob irradiação com luz ultravioleta de comprimento de onda e intensidade específicos. O peso molecular aumenta acentuadamente e o material muda de líquido para sólido.

A Figura 2-1 mostra o princípio de funcionamento do SLA. O recipiente de líquido é preenchido com resina fotopolímérica líquida. Sob a influência do espelho de deflexão, o feixe de laser pode varrer a superfície do líquido. A trilha de varredura e a presença ou ausência de luz são controladas pelo computador. Onde o ponto de luz é alcançado, o líquido solidifica. No início do tempo de formação, a plataforma de trabalho está a uma certa profundidade abaixo do nível do líquido, e o ponto focalizado é escaneado ponto por ponto na superfície do líquido de acordo com as instruções do computador, que é solidificado ponto por ponto. Quando uma camada de digitalização é concluída, a área não irradiada ainda é uma resina líquida. Em seguida, a plataforma elevatória abaixa a plataforma até uma altura e a camada formada é coberta com uma camada de resina. O raspador raspa a superfície líquida da resina de maior viscosidade e, em seguida, varre a próxima camada, e a camada recém-curada é sólida. O fundo é colado na camada anterior e isso se repete até que toda a peça seja feita e se obtenha um modelo sólido tridimensional.

sla2-1sla2-2

2:1 2:2

(2) SLS (Sinterização Seletiva a Laser)

O SLS foi desenvolvido em 1989 por CR Dechard, da Universidade do Texas em Austin. O processo SLS é formado a partir de um material em pó. O pó do material é espalhado uniformemente na superfície superior da peça moldada. O CO de alta resistência2 Um laser é usado para escanear a seção transversal da peça na camada recém-aplicada, e o pó do material é sinterizado sob irradiação de laser de alta intensidade para obter o seguinte. A seção da nova peça com sinterização zero é ligada à peça formada subjacente. Após a sinterização de uma seção da seção, uma nova camada de material em pó é aplicada e a seção inferior é sinterizada seletivamente, conforme mostrado na Figura 2-2. Após a conclusão da sinterização, o excesso de pó é removido e depois polido, seco, etc.

O processo SLS é caracterizado por uma grande variedade de materiais, não só para a produção de peças plásticas, mas também para a produção de cerâmica, cera e outros materiais, principalmente para a produção de peças metálicas. O processo SLS não necessita de nenhum suporte, pois não há pó sinterizado como suporte.

(3) Usinagem CNC

CNC significa Controle Numérico Computadorizado e existe desde o início dos anos 1970. Antes era chamado de NC para controle digital. Embora a maioria das pessoas nunca tenha ouvido essa palavra, se você trabalha na indústria de manufatura, provavelmente já trabalha com CNC há muito tempo.

Como você já deve ter adivinhado, todas as operações que o operador precisa realizar em uma máquina tradicional podem ser programadas com uma máquina CNC. Depois que o código CNC estiver instalado e funcionando, é fácil manter uma máquina CNC funcionando. Na verdade, muitas máquinas CNC podem funcionar sem supervisão durante todo o ciclo de usinagem, permitindo ao operador realizar outras tarefas. Isto proporciona aos usuários CNC vários benefícios associados, incluindo redução da fadiga do operador, menos erros causados ​​por erro humano e tempos de usinagem consistentes e previsíveis para cada peça de trabalho.

Como a máquina funciona sob controle de programa, o nível de habilidade exigido dos operadores CNC (em termos de práticas básicas de usinagem) é menor em comparação com os mecânicos que usam máquinas-ferramentas tradicionais para produzir peças. Ao mesmo tempo, as máquinas CNC são flexíveis. Como essas máquinas operam a partir de um programa, executar vários artefatos é quase tão fácil quanto carregar outro programa. Depois que o programa for verificado e executado por uma execução de produção, ele poderá facilmente invocar a próxima execução. Isso traz grandes benefícios para conversões rápidas.

A tecnologia CNC é superior ao SLA e SLS em termos de precisão. As máquinas CNC atuais têm especificações de precisão e repetibilidade quase incríveis. Isso significa que, uma vez validado o programa, dois, dez ou mil artefatos idênticos podem ser produzidos com facilidade e precisão.

Objetivo dos modelos conceituais

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