A prototipagem rápida é um processo de design no qual engenheiros desenvolvem modelos geométricos. Apenas para testar vários aspectos do produto, como funções, recursos e desempenho. Por isso, os especialistas acreditam que esse processo reduz o desperdício e permite corrigir eventuais defeitos de projeto. Então por que a tecnologia de prototipagem rápida está crescendo?
Uma breve introdução à história da prototipagem rápida
A tecnologia de prototipagem rápida (RPT) foi usada pela primeira vez nos Estados Unidos. Em 1987, a 3D SYSTEM introduziu pela primeira vez um equipamento comercial de prototipagem rápida. PRATT & WHITNEY E EASTMAN KODAK são as marcas do início da aplicação industrial da tecnologia de prototipagem rápida na década de 1990. O escopo da tecnologia de prototipagem rápida está se expandindo rapidamente e é utilizado por empresas como Boeing nos EUA, GM, AUDI, BMW na Alemanha e muitas outras empresas internacionais bem conhecidas. Em 1992, equipamentos de prototipagem rápida já haviam sido utilizados em mais de 500 projetos em 17 países.
Prototipagem rápida na China
Na China, a tecnologia de prototipagem rápida começou a se desenvolver no início da década de 1990, principalmente na Universidade Xi'an Jiaotong, na Universidade Tsinghua, na Universidade Huazhong de Ciência e Tecnologia e na Beijing Longyuan AFS Co., Ltd., que lidava com fotopolimerização e modelagem de camada fundida. , produção de unidades hierárquicas e tecnologia regional de moldagem por sinterização a laser, bem como pesquisa de dispositivos. Os correspondentes dispositivos de prototipagem rápida estão agora disponíveis comercialmente.
A principal vantagem da tecnologia de prototipagem rápida é que ela reduz os custos de fabricação e o tempo de resposta do mercado. É por isso que os fabricantes geralmente optam por fazer isso. A tecnologia de prototipagem rápida popular e em rápido desenvolvimento, especialmente no campo da beleza, é amplamente utilizada em muitos campos, como automóvel, motocicleta, aviação, militar e médico.
Como criar um protótipo
A tecnologia de prototipagem rápida reduziu as muitas incertezas que cercam a adequação de um produto para o usuário. A tecnologia deu aos desenvolvedores de produtos espaço para avaliar, obter dados e tomar uma decisão informada com base no feedback do usuário desde o primeiro protótipo.
Abaixo estão as vantagens de produzir um protótipo usando o processo de fabricação rápido:
Detecção precoce de defeitos e erros de projeto
A detecção precoce de defeitos associados ao protótipo pode limitar o desperdício e a produção em massa de itens defeituosos.
Para uma avaliação rápida de custos, tempo e requisitos de materiais
Projetar modelos ajuda o fabricante a determinar o valor real da produção. Indica a quantidade de materiais necessários e também o tempo de processamento esperado e a mão de obra necessária. Isso fornece ao fabricante dados para criar um orçamento e determinar os custos finais de produção.
Para coletar informações precisas
Entregas insuficientes apenas levaram a custos de projeto mais elevados devido a muito retrabalho. No entanto, desenvolver um protótipo funcional ajuda a solidificar os requisitos necessários para o modelo final.
Compreender tecnicamente os pontos fracos da produção
Ao desenvolver um protótipo funcional, você melhorará sua compreensão de questões de projeto técnico previstas e imprevistas. Você pode então superar os desafios aplicando um sistema bem projetado ao produto final.
Para determinar as máquinas necessárias
Os fabricantes muitas vezes enfrentam um dilema quando se trata de processamento rápido. Por exemplo, você não sabe se as máquinas existentes podem dar conta da produção, ou se as máquinas precisam ser modificadas, ou se novas máquinas precisam ser adquiridas. A melhor maneira de responder a essa pergunta é criar um protótipo que o ajude a determinar o que você precisa em termos de mecanismo.
Testando a saúde e durabilidade do produto
Fazer um protótipo torna mais fácil determinar se o produto se encaixará perfeitamente. Isso economiza tempo, dinheiro e desperdício de material do fabricante durante o retrabalho. Também auxilia na avaliação da durabilidade do material utilizado e sua resistência ao desgaste.
Para buscar recursos
Um protótipo pode mostrar a viabilidade do seu projeto. Ao desenvolver um, você aumentará a confiança dos investidores e aumentará as chances de receber dinheiro pela sua ideia.
Obtenha feedback dos usuários finais
Obtenção de feedback de clientes, revendedores e clientes. Ajuda a identificar erros funcionais ou de design. Esta informação é crítica para os projetistas corrigirem erros de projeto.
5 métodos de prototipagem rápida
Hoje em dia, com o desenvolvimento de novos materiais, especialmente materiais de alto desempenho, e a aplicação de prototipagem rápida, tecnologias cada vez mais avançadas de prototipagem rápida estão sendo desenvolvidas. Abaixo estão alguns típicos.
1. Dispositivo de estereolitografia (SLA)
A cura seletiva de resina fotossensível líquida é um tipo de tecnologia de prototipagem rápida usada pela primeira vez na prototipagem de máquinas, que é equipada com um tanque cheio de resina fotossensível líquida, o material para prototipagem rápida SLA. A resina líquida inicialmente endurece rapidamente sob irradiação UV. No nível do líquido, pode elevar a bancada para a próxima espessura de seção. A resina é concentrada após digitalização controlada por computador com um feixe de laser UV. Com a solicitação da varredura do contorno transversal ao longo da superfície do líquido, a área escaneada é endurecida e recebe o contorno esperado. A bancada então desce até a altura de uma camada e é coberta por outra camada de resina líquida. Durante o segundo endurecimento por varredura, a nova camada solidificada é firmemente ligada à camada anterior. Este processo é repetido até que todo o produto seja formado.
2. Fabricação de Objetos Laminados (LOM)
Este método é baseado em um modelo 3D da linha de contorno de cada seção e é controlado por computador, com o feixe de laser de CO2 escaneando os materiais leves (como papel adesivo para piso) para cortar os contornos das camadas. Passo a passo, as camadas são conectadas entre si e finalmente formam um produto tridimensional.
3. Sinterização a laser selecionada (SLS)
A SLS usa lasers de CO2 e materiais em pó (como pó de plástico, cerâmica e pó de metal em pó misturado com aglutinante) para moldagem. Primeiro, uma camada de material em pó é espalhada na bancada e, em seguida, a parte em pó é sinterizada sob a influência de um feixe de laser controlado por computador com as informações do contorno da seção transversal, e a bancada é abaixada até a altura da camada. Uma nova camada de resina líquida cobre então a superfície da camada previamente solidificada. Ao repetir todas essas etapas, um produto tridimensional é finalmente criado.
4. Modelagem de Deposição Fundida (FDM)
Sob controle do computador, o bico da máquina de conformação rápida é aquecido de acordo com as informações do contorno da seção transversal enquanto o plano xy se move na direção do eixo z. O material de seda (como um fio de plástico) para a máquina de seda é enviado ao bico e aquecido para derreter no tanque. Em seguida, é revestido seletivamente na bancada e resfriado rapidamente após a formação do contorno da seção transversal. Após a conclusão do processo de moldagem de uma camada, a bancada é abaixada até a altura de uma camada e a próxima camada é revestida. Desta forma, os círculos são finalmente usados para formar um produto tridimensional.
5. Impressão tridimensional (TDP)
O TDP funciona com uma máquina de conformação rápida e é controlado por computador de acordo com as informações do contorno da seção transversal. O adesivo é pulverizado seletivamente nas camadas preparadas de material em pó e forma o contorno da seção transversal. Depois de completar uma camada de moldagem, a bancada desce até o nível de uma camada transversal e, em seguida, a próxima camada de adesivo segue em frente. Ao repetir esses processos, um produto 3D é finalmente criado.
Processo de prototipagem rápida
A prototipagem rápida é uma tecnologia de fabricação em que o processo de produção ocorre rapidamente. Um método é a impressão 3D, que parece uma nova tecnologia. No entanto, já existe há mais de 30 anos.
A tecnologia já avançou ao ponto de automatizar software e processos. Utiliza CAD, processo que teve um impacto positivo no mercado de impressão 3D. Os clientes podem receber as molduras em até 15 dias ou dependendo da complexidade do projeto.
A introdução do processo tridimensional de adição de material foi um avanço na prototipagem rápida. No entanto, o impacto da impressão 3D só foi sentido quando tecnologias auxiliadas por computador, como CAD, CAM e CAE, entraram em uso.
Ao contrário da moldagem por injeção e da usinagem CNC, os métodos de prototipagem rápida são limitados. Também é importante notar que a impressão 3D, a estereolitografia e a sinterização a laser apresentam limitações devido aos materiais em camadas.
Prototipagem Rápida A China produz produtos a partir de ferramentas pesadas em um tempo muito curto. Oferece aos clientes modelos de qualidade a um preço mais baixo. Adquire dimensões, forma e outras características através do reconhecimento e do toque.
O desenvolvimento da prototipagem rápida
Os métodos tradicionais de fabricação eram caros de configurar. Por exemplo, processos como moldagem por injeção ou prototipagem CNC resultavam em baixos volumes e eram métodos caros de produção de protótipos personalizados.
A técnica de prototipagem rápida transformou ideias em um conceito realista. Os avanços da tecnologia na criação de modelos de alta precisão que funcionam como o produto acabado foram alcançados através de uma série de fases de validação destinadas à produção em massa.
Criar um protótipo agora é mais rápido do que nunca. O uso de dados CAD pode acelerar a execução com base em resultados de testes frequentes e feedback real. Isso torna mais fácil para designers e engenheiros concretizarem suas ideias.
A tecnologia de prototipagem rápida é a tecnologia de fabricação mais avançada do mundo e o método de desenvolvimento de novos produtos na década de 1990. Nos países desenvolvidos, a adoção da tecnologia de prototipagem rápida é uma estratégia importante para as empresas garantirem o ciclo de desenvolvimento e melhorarem a qualidade do design no desenvolvimento de novos produtos. Actualmente, a concorrência no mercado está a tornar-se mais intensa e a troca de produtos está a acelerar.
A fim de manter a competitividade dos nossos produtos nos mercados interno e externo, precisamos urgentemente de adoptar métodos modernos de inovação, aumentando simultaneamente o investimento no desenvolvimento de novos produtos e fortalecendo a nossa consciência de inovação. A tecnologia de prototipagem rápida permite a produção rápida de novas amostras de produtos de qualquer formato complexo, sem a necessidade de ferramentas, matrizes e porta-ferramentas.
Usando tecnologia de prototipagem rápida, modelos ou amostras criados rapidamente podem ser usados diretamente para design de aparência de novos produtos, verificação funcional, etc. É muito benéfico otimizar o design do produto, aumentando significativamente a taxa de sucesso do desenvolvimento de novos produtos, melhorando a competitividade dos produtos no mercado, encurtando o ciclo de desenvolvimento e reduzindo os custos de desenvolvimento através da aplicação em toda a empresa da tecnologia de prototipagem rápida para realizar a inovação do produto. atividades reduzem.
A tecnologia de prototipagem rápida é usada em muitas áreas. Seu escopo é principalmente na verificação de projetos, previsões de mercado, testes de engenharia (análise de tensão, dutos de ar, etc.), testes de montagem, fabricação de moldes, medicina, estética, etc. A tecnologia de prototipagem rápida é usada principalmente na indústria de manufatura (até 67 %), o que sugere que a tecnologia de prototipagem rápida tem um enorme impacto na melhoria do design do produto e nos níveis de fabricação.
Por que você precisa de prototipagem rápida
A prototipagem rápida ganhou reconhecimento entre os designers técnicos. É um meio preciso para o fabricante realizar seu produto final. Além disso, a prototipagem rápida para metal evoluiu significativamente e se tornou uma solução para diversas indústrias. Garante a realização de qualquer conceito de design a partir de uma variedade de metais.
Veja por que você precisa de prototipagem rápida:
Realização eficiente do conceito
Anteriormente, se houvesse alguma alteração significativa no design, o designer teria que começar do zero ou reiniciar completamente. Porém, com a prototipagem rápida, os problemas são resolvidos no processo, economizando tempo e recursos.
Comunique ideias
Para convencer totalmente todos os envolvidos e garantir que estejam satisfeitos. Você precisa de um modelo físico para transmitir suas ideias com mais clareza do que usar uma apresentação de design visual na tela. Ele também fornece um canal para feedback acionável que ajuda a refinar ou melhorar o design.
Economiza custos e tempo
Uma das principais razões pelas quais você precisa de prototipagem rápida é a capacidade de desenvolver produtos exatos de acordo com os requisitos. Nenhuma ferramenta especial é necessária para alterar ou alterar o design. Tudo que você precisa é de um modelo CAD e todo o processo permanece o mesmo.
Reduz erros de projeto
Com a manufatura aditiva, os erros de projeto podem ser facilmente identificados antes do início da produção em massa.
A futura direção de desenvolvimento para prototipagem rápida
A tecnologia de conformação rápida ainda apresenta muitas deficiências. Os próximos trabalhos de investigação e desenvolvimento incidirão principalmente nos seguintes aspectos:
- Melhore a confiabilidade e a produtividade do sistema de conformação rápida e a capacidade de produzir peças grandes, especialmente a precisão do sistema de conformação rápida.
- Desenvolva um sistema de prototipagem rápida econômico.
- Melhoria e inovação de métodos e processos de prototipagem rápida;
- Desenvolva rapidamente materiais moldáveis com bom desempenho;
- Desenvolva um poderoso software de prototipagem rápida.
Os protótipos oferecem a oportunidade de criar um design que corresponda à aparência de seus clientes. O processo permite testar o produto e o método de produção e vivenciar a experiência do usuário final. O feedback do usuário permite coletar informações suficientes, recriar e lançar um produto comercializável.
