O processo de desenvolvimento de produto geralmente começa com o processo de design e leva ao processo de desenvolvimento de protótipo. A criação de um protótipo é uma etapa essencial no desenvolvimento de novos produtos ou tecnologias. É uma representação física do projeto conceitual, usada para ilustrar e verificar vários aspectos do mesmo.
Um protótipo pode ser qualquer coisa, desde um simples modelo feito à mão até uma representação totalmente funcional de como o projeto conceitual será e funcionará em condições do mundo real. Com o desenvolvimento da prototipagem rápida, é bastante fácil para os fabricantes criarem um protótipo e verificarem o design em menos tempo. Este protótipo ajuda a convencer os clientes e expandir o mercado do produto.
Técnicas de prototipagem rápida
Da redução de custos ao aumento da eficiência – tecnologia de prototipagem rápidaS ter impacto na indústria. A prototipagem rápida é um conjunto de técnicas que podem ser usadas para criar o protótipo físico ou produto em menos tempo em comparação com outras técnicas de fabricação. A prototipagem rápida tornou o processo de desenvolvimento de protótipos mais fácil, mais preciso e menos demorado. O produto geralmente é fabricado usando uma impressora 3D ou outra tecnologia de fabricação aditiva usando dados do modelo CAD.
Máquinas CNC também são usadas atualmente para converter o modelo 3D em um modelo físico. Os dados do modelo devem representar uma geometria válida para prototipagem rápida. A diferença entre uma impressora 3D e uma máquina CNC é essencialmente o material e as ferramentas utilizadas no processo de prototipagem. Além disso, uma impressora 3D requer muito menos espaço em comparação com os métodos subtrativos tradicionais de sala de ferramentas, como fresamento CNC, torneamento e retificação de precisão, tornando-a uma opção muito mais acessível para os fabricantes. A disponibilidade de software de modelagem também desempenha um papel fundamental no uso crescente dessas técnicas de prototipagem rápida. Este novo software possui uma interface amigável que torna mais fácil para usuários particulares e industriais modelarem um modelo 3D do produto.
Na prototipagem rápida, as seguintes tecnologias são frequentemente utilizadas para o desenvolvimento de protótipos:
- Impressão 3D (3DP)
- Fabricação por Deposição de Forma (SDM) (e Mold-SDM)
- Endurecimento de Solo Sólido (SGC)
- Sinterização seletiva a laser (SLS)
- Fusão seletiva a laser (SLM)
- Estereolitografia (SLA)
- Processamento CNC
- Produção de partículas balísticas (BPM)
- Fabricação de luz dirigida (DLF)
- Fundição de produção direta de casca (DSPC)
- Modelagem por Deposição Fundida (FDM) – processo para produção de plástico resistente a altas temperaturas
- Fabricação de objetos laminados (LOM)
- Impressão em resina laminada (LRP)
Categorias de protótipo
Um protótipo pode ser categorizado de acordo com o projeto conceitual e o produto final a ser desenvolvido
1. Protótipo funcional
É desenvolvido um protótipo funcional que representa quase todos os recursos e funções do produto final.
2. Protótipo visual
Um protótipo visual representa a forma, as dimensões e a aparência do design conceitual, mas não se destina a representar a funcionalidade do produto final. Este processo de desenvolvimento de protótipo é mais simples que o processo anterior.
3. Protótipo de experiência do usuário
Ele é desenvolvido para representar detalhes suficientes do protótipo final para ser usado em pesquisas futuras.
4. Protótipo funcional
Um protótipo funcional e um protótipo funcional são processos de desenvolvimento de protótipos semelhantes, exceto que o protótipo funcional pode ser criado usando uma técnica diferente e em uma escala diferente do produto real.
Importância do processo de desenvolvimento de protótipo
O processo de desenvolvimento de protótipos é uma parte importante do desenvolvimento de produtos. Um protótipo desenvolvido a partir do projeto conceitual ajuda a determinar muitos fatores do produto final, que são descritos a seguir.
1. Avaliação e teste de projeto
Ao criar um protótipo, o projeto pode ser avaliado em condições reais para que diferentes partes possam ser avaliadas. Isto permite ao fabricante determinar quais partes do projeto precisam ser descartadas ou revisadas, o que não era possível no papel. O fabricante também pode testar e avaliar o produto em condições reais antes de entrar na fase de produção.
2. Determinação de custos e problemas de produção
O desenvolvimento de um protótipo antes da produção real permite ao fabricante obter uma visão geral e determinar se o processo de produção precisa ou não ser alterado. Isto permite que os custos de produção sejam reduzidos ao mínimo. Além disso, quaisquer dificuldades no processo de produção podem ser identificadas, permitindo ao fabricante escolher o método de produção ideal que lhe custe menos e esteja livre de erros.
3. Vender o produto
Um protótipo atrairá mais clientes do que um projeto conceitual. É muito mais fácil vender um produto com um protótipo do que com um design conceitual porque é mais difícil explicar o design a cada cliente. Se o cliente for levado em consideração durante o processo de desenvolvimento do protótipo, o fabricante poderá editar qualquer parte do design de acordo com a vontade do cliente, o que não é mais possível após o desenvolvimento do produto.
Diferença entre protótipo e produto real
Embora os engenheiros e desenvolvedores façam o possível para minimizar as diferenças entre o protótipo e o produto real, em geral, um protótipo pode diferir do produto real em termos de material utilizado, processo de usinagem, aparência, etc.
O material utilizado no produto final é caro e difícil de fabricar. Portanto, um protótipo geralmente é feito de um material fácil de fabricar, mas cujas propriedades são idênticas às do produto final. Em alguns casos, o material utilizado no produto final não está disponível, portanto o protótipo é feito do mesmo material. A diferença de material pode alterar a aparência e o acabamento do produto final em relação ao protótipo.
Os produtos finais muitas vezes precisam ser fabricados em grandes quantidades, portanto o processo de fabricação pode variar. O produto final geralmente é fabricado usando um método de produção em massa que é econômico e economiza tempo. Este processo de fabricação muitas vezes não pode ser usado para o protótipo porque o material muitas vezes não é o mesmo. Além disso, os processos de fabricação do produto final podem ser complexos, por isso o protótipo é muitas vezes feito utilizando uma técnica simples. Isso também pode resultar em uma diferença na aparência do produto final e do protótipo.
Considerações finais
É evidente que o processo de desenvolvimento de protótipos é uma parte essencial da indústria. O protótipo reduz muitos erros no projeto conceitual que teriam causado muitos problemas durante o processo de desenvolvimento do produto. Pode haver diferenças entre o protótipo e o produto real, mas em qualquer caso o propósito real do protótipo é cumprido e apoia o desenvolvimento do produto de várias maneiras, conforme descrito acima.
