Prototipagem 3D:uma visão geral da impressão de protótipos 3D

Os processos tradicionais de criação de protótipos podem ser muito lentos e caros. No entanto, existem novas técnicas disponíveis para melhorar os processos de desenvolvimento de produtos. Essas técnicas garantem a fabricação de protótipos de alta qualidade a custos mais baixos. A tecnologia de prototipagem 3D é a solução perfeita para suas necessidades de prototipagem rápida.

A prototipagem 3D oferece acesso a amplas possibilidades de design e técnicas eficientes para economizar tempo e dinheiro. Além disso, é uma fabricação eficaz adequada para aplicações em diversas indústrias. Também permite conceituar suas ideias rapidamente a um custo relativamente baixo.

O que o protótipo de impressão 3D envolve? Como o protótipo 3D pode beneficiar seu produto? Quais são as considerações antes de iniciar seu projeto? Este artigo responde a todas as suas perguntas e fornece as informações que você precisa para obter o melhor de sua prototipagem 3D.

O que é Prototipagem 3D ?

A prototipagem 3D rápida é um processo de manufatura aditiva que envolve a criação de objetos tridimensionais a partir de arquivos digitais. Neste processo, um fabricante cria objetos colocando sucessivas camadas de material. Cada camada é uma seção transversal em fatias finas do objeto final.

Ao contrário do processo tradicional de fabricação subtrativa, a impressão 3D não envolve o corte de pedaços do material. Além disso, permite a produção de formas complexas com menos materiais. Existem três principais tipos de impressão 3D , dependendo dos níveis de precisão necessários. Eles incluem o seguinte:

• Modelagem de Deposição Fundida (FDM). Esta técnica de prototipagem de impressão 3D é a opção mais popular e econômica disponível. É fácil de usar e envolve filamentos termoplásticos com extrusão camada por camada. Esse processo está crescendo rapidamente e é adequado para o desenvolvimento de produtos.
• Sinterização seletiva a laser (SLS). Esta é uma técnica de impressão 3D usada para prototipagem de plástico e metal. Ele usa leitos de pó para construir protótipos camada após camada, usando um laser para aquecer e sinterizar o material em pó.
• Estereolitografia (SLA). Este método cria uma prototipagem 3D com um tanque de resinas líquidas fotossensíveis. A luz ultravioleta (UV) ajuda a solidificar cada camada do produto. Este processo continua até que o modelo esteja completo. É uma solução recomendada para protótipos 3D de alta resolução.

As impressoras 3D de prototipagem rápida são valiosas para fabricar produtos que vão desde peças mecânicas e modelos arquitetônicos até designs de joias e outros produtos de consumo.

Vantagens de Prototipagem 3D rápida

Várias indústrias em todo o mundo estão adotando a técnica de impressão de protótipos 3D devido às suas várias vantagens vitais sobre as técnicas tradicionais de fabricação. Essas vantagens incluem:

Flexibilidade de design

A impressão 3D permite que você crie várias iterações de seus projetos de forma eficaz. Oferece mais liberdade e flexibilidade de design do que várias outras técnicas de fabricação. Um protótipo 3D é criado usando um software de modelagem 3D. Portanto, o processo permite que você crie facilmente seus projetos, independentemente de quão simples ou intrincados eles sejam. Também oferece espaço para criar qualquer protótipo do zero enquanto ajusta seu modelo 3D em qualquer ponto do estágio de produção. Isso ajuda a evitar dores de cabeça ao usar a impressão 3D para produção em massa .

Além disso, qualquer impressora 3D pode imprimir praticamente qualquer produto, desde que se encaixe em seu volume de construção. Além disso, a conveniência da impressão 3D de prototipagem rápida a torna uma ótima opção para todos os projetos. Como você precisa fazer várias alterações para obter o produto final desejado, não precisará criar um novo molde para cada iteração do seu projeto. Há pouca ou nenhuma mudança no equipamento ou maquinário ao longo do processo.

Ao contrário das técnicas tradicionais, a impressão 3D permite incluir vários materiais em um objeto. Assim, você tem uma variedade de propriedades mecânicas, cores e texturas combinadas. Você também poderá criar e fabricar geometrias impossíveis para os métodos tradicionais de fabricação. Tais geometrias incluem peças dentro de peças e cavidades ocas em peças sólidas. Você pode editar seus designs como quiser para criar peças únicas e de qualidade.

Economia de dinheiro

A prototipagem 3D é relativamente mais barata do que outros métodos de fabricação, como moldagem por injeção . Como mencionamos anteriormente, você não precisará criar novos moldes toda vez que alterar seu design. Esta é uma vantagem significativa, especialmente para pequenas séries de produção. O processo de impressão 3D requer apenas uma ou duas máquinas com poucos operadores para criar um componente.

Geralmente não há necessidade de ferramentas adicionais neste processo. Assim, custo do serviço de impressão 3D geralmente é mínimo. Além disso, o desperdício de material na impressão 3D é muito baixo por se tratar de um processo de manufatura aditiva. Envolve a construção de um componente desde o início, e não há esculpir blocos sólidos como na usinagem CNC.

Economia de tempo

Uma das vantagens mais significativas da tecnologia de impressão 3D é que ela garante uma prototipagem rápida. Como resultado, você pode projetar, desenvolver e testar sua peça personalizada no menor tempo possível. Mesmo que você precise modificar o projeto a qualquer momento, pode fazê-lo sem afetar necessariamente a velocidade de fabricação. Ao contrário dos processos tradicionais, as técnicas de impressão 3D permitem projetar sua peça, fabricá-la internamente e testá-la em poucos dias ou menos.

A manufatura aditiva também pula o processo de criação do molde e espera pela preparação da ferramenta. Isso geralmente é uma diferença significativa para pequenas empresas que exigem pequenas tiragens de produção. Você pode acelerar o desenvolvimento de produtos e colocá-los no mercado em prazos curtos. Você também está livre da questão de pedidos mínimos.

Teste de protótipo funcional

A ampla gama de materiais de impressão 3D disponíveis hoje possibilita a criação de protótipos funcionais avançados. Esses protótipos são os que você implanta para testes de mercado econômicos para garantir que eles atendam aos seus requisitos e às necessidades de seus consumidores.

Você pode testar facilmente um protótipo de impressão 3D e modificar o arquivo CAD se descobrir alguma falha. Você obtém feedback de seus potenciais investidores e clientes sobre o produto físico sem arriscar grandes despesas iniciais de prototipagem. Isso lhe dá uma vantagem competitiva geral em seu setor.

Como imprimir protótipos em 3D

O processo de impressão 3D do protótipo ocorre em quatro etapas essenciais, sendo elas:

Projeto CAD

O ponto de partida do seu projeto de prototipagem 3D é o desenvolvimento de um arquivo de projeto CAD. Você pode trabalhar com empresas de design de produtos para desenvolver o software 3D para a extrapolação do design. Existem vários formatos de arquivo disponíveis para impressão 3D. É crucial que você verifique primeiro os formatos de arquivo suportados pela impressora.

Além disso, você deve verificar os programas disponíveis para projetar os arquivos. Alguns dos formatos de arquivo comuns disponíveis são:

• STL
• OBJ
• AMF
• 3MF

Quando houver um arquivo imprimível, você poderá preparar o arquivo para sua impressora 3D. Daí, a próxima etapa.

Pré-processamento digital

O processo de preparação do arquivo para a impressora é chamado de fatiamento. Isso significa que você está dividindo o modelo 3D em centenas de camadas usando um software de fatiamento. Depois de fatiado, seu arquivo está pronto para a impressora e você pode alimentá-lo via USB, Wi-Fi ou SD.

A etapa de pré-processamento digital também envolve a escolha de materiais e parâmetros. Existem vários materiais de impressão 3D para escolher com base nas propriedades desejadas do seu produto final. Além disso, você precisa definir outros parâmetros do processo, incluindo posicionamento e tamanho da impressão.

Impressão 3D do seu protótipo

Depois de carregar o arquivo fatiado na impressora 3D, o processo de impressão começa. As impressoras 3D usam instruções no arquivo para ditar a disposição do material. As impressoras então constroem a peça depositando camadas do material de impressão 3D. Embora tenham princípios semelhantes, o tipo de impressora que você usa determinará como o processo será concluído. Também pode haver acabamentos de pós-processamento, como pintura e pincel de pó após o processo de impressão.

Inspeção

Depois que sua prototipagem 3D estiver concluída, o próximo passo é inspecionar o protótipo e levá-lo para testes de mercado. Este é geralmente o caso de protótipos funcionais. Engenheiros internos podem inspecionar o componente quanto a falhas e alterações. Você também pode levá-lo a potenciais consumidores para garantir que ele atenda às suas necessidades. Se houver necessidade de mudanças, há espaço suficiente para isso.

Serviços de impressão 3D da RapidDirect

Concluir seu projeto de impressão 3D é sempre mais fácil quando você trabalha com o melhor parceiro de prototipagem. O RapidDirect oferece a você um serviço de impressão 3D de alta qualidade e custo-benefício que atenderá aos requisitos exclusivos do seu projeto. Nossa fábrica de impressão interna e recursos técnicos abrangem os principais métodos de impressão 3D, incluindo FDM, SLS, SLA e Polyjet. Além disso, oferecemos uma ampla gama de materiais e opções de pós-processamento.

Quando você carrega seus arquivos CAD e especifica seus requisitos, nossa plataforma de cotação gera cotações rápidas em duas horas. Nossos abundantes recursos de fabricação também nos permitem oferecer preços econômicos para o seu projeto. Mais importante ainda, o RapidDirect fornece prazos de entrega rápidos em até três dias para permitir que você coloque seu produto no mercado em pouco tempo. Carregue seu arquivo de design hoje!

4 principais considerações antes Prototipagem 3D

A impressão 3D oferece os melhores resultados na prototipagem, mas você precisa considerar alguns fatores antes de mergulhar em um projeto de prototipagem 3D. Isso irá ajudá-lo a tirar o melhor proveito do seu projeto. Eles incluem:

Materiais de impressão 3D

Conforme discutido acima, você tem uma ampla variedade de materiais para escolher para seus projetos de impressão 3D. Os diversos materiais oferecem a oportunidade de manipular as propriedades do projeto, conferir flexibilidade, transparência, etc., dependendo de suas necessidades.

No entanto, você precisa verificar os seguintes aspectos antes de escolher seu material:

● Preço

Esta é uma das considerações mais importantes para muitas empresas. Você visa materiais que ajudam a reduzir custos ao mesmo tempo em que fornecem as propriedades necessárias. Por exemplo, você deseja iniciar os estágios iniciais de prototipagem com plástico antes de mudar para a impressão 3D de metal. Esta escolha é mais econômica do que usar metal por toda parte. Existem vários materiais plásticos para obter uma solução econômica.

● A precisão e qualidade do material

Um protótipo de impressão 3D oferece uma visão geral perfeita de como será o produto final. Portanto, seu sim deve criar um protótipo funcional. Consequentemente, sua escolha de material deve estar alinhada com a complexidade do seu projeto. Você também precisa conhecer as propriedades mecânicas do material para garantir sua adequação ao seu projeto.

● Diretrizes de design do material

Existem diferentes diretrizes de design para diferentes materiais. Ao escolher um material, certifique-se de verificar se a dimensão e a geometria estão alinhadas com as propriedades do material. Se você tiver uma parede muito fina para um material não adequado, o arquivo pode não ser imprimível. Como resultado, o processo será contraproducente.

Aplicação do produto

A aplicação do seu produto também deve ser uma prioridade na hora de tomar suas decisões. Suponha que você esteja projetando um protótipo que deve replicar a estética do produto final. Nesse caso, você deve escolher uma tecnologia de impressão 3D que ofereça uma resolução mais fina. Caso contrário, talvez seja necessário fazer um orçamento para pós-processamento. Por outro lado, você deve escolher uma tecnologia que forneça excelentes tolerâncias se precisar de protótipos funcionais.

Tecnologia de impressão 3D

As várias tecnologias de impressão 3D têm seus estilos de construção exclusivos, propriedades de materiais e limitações de design. O método escolhido determinará os ajustes que você fará em seu projeto, como deslocamentos e variações. Polyjet permite combinar materiais duros e flexíveis. Também projeta transparência e cores completas.

Por outro lado, a estereolitografia (SLA) constrói peças com acabamentos superficiais lisos. Esses processos são os mais ideais se a estética for uma grande preocupação. Em contraste, a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e a Modelagem por Deposição Fundida (FDM) são mais adequadas para protótipos funcionais. Essas tecnologias constroem peças duráveis ​​com diferentes materiais. Assim, sua escolha dependerá dos requisitos do seu projeto.

Formatos de arquivo

É aconselhável enviar seus arquivos CAD no formato correto para garantir uma excelente construção. O formato de arquivo .STL é o mais popular para compilações e configurações. Embora você possa converter arquivos CAD nativos para o formato .STL, alguns problemas podem surgir se você não usar o software nativo. Os melhores arquivos têm apenas um shell sem bordas não compartilhadas. Seu arquivo também deve indicar a unidade de medida. Isso ajudará a reduzir possíveis erros.

Melhores materiais 3D para impressão de protótipos

Embora a impressão 3D seja um dos melhores métodos de prototipagem, você precisa escolher os melhores materiais para tirar o máximo proveito do seu projeto. Existem diversos materiais para protótipos de impressão 3D, e sua escolha depende das necessidades do seu projeto. Aqui estão alguns dos materiais mais utilizados para impressão de protótipos 3D.

Nylon PA12

Este é um material plástico branco e está entre os materiais mais acessíveis para prototipagem. Apesar de seu custo relativamente barato, o Nylon PA12 possui excelentes propriedades mecânicas. Ele vem de pó de poliamida fino, tornando-o perfeito para prototipagem e produção. Este material de impressão 3D funciona melhor com a tecnologia Selective Laser Sintering (SLS).

Multi Jet Fusion PA12

Este material é um plástico cinza, perfeito para prototipagem e produção. A versão raw do Multi Jet Fusion PA12 é a opção mais barata do mercado. Você pode facilmente fazer alterações a custos baixos. Além disso, o uso deste material oferece produtos resistentes à abrasão e a arranhões. Isso os torna úteis para testes de protótipos. O Multi Jet Fusion PA12 também é estável às intempéries, estabilizado aos raios UV e estabilizado à luz. Portanto, é uma opção perfeita para testes em condições externas.

Resina de protótipo

Essa resina é mais adequada para protótipos não funcionais e você não deseja usá-la para grandes produções. Sempre que você deseja fabricar componentes altamente detalhados, a resina de prototipagem é a escolha perfeita. Oferece acabamentos superficiais lisos, semelhantes aos produtos fabricados com moldagem por injeção de plástico. Este material funciona melhor com estereolitografia (SLA).

PL

Fused Deposition Modeling (FDM) é uma técnica interessante, particularmente útil para filamentos de ácido polilático (PLA). PLA é um material fácil de usar com alta rigidez e resistência. Tem uma baixa temperatura de impressão e deformação mínima, tornando-se um dos materiais de impressão 3D mais fáceis. Também é um material barato, criando peças confiáveis ​​para muitas aplicações diferentes. Se a estética e os detalhes finos são uma grande preocupação, o PLA deve ser o seu material preferido.

TPU

Se o seu projeto de prototipagem de impressão 3D requer um plástico flexível, o TPU é a solução perfeita. Este material tem as propriedades da borracha, incluindo alta elasticidade e alta resistência. Portanto, caberia ao seu projeto de prototipagem se você precisar de algo flexível. Os componentes desse material são resistentes à fadiga e estresse, sendo também uma ótima opção para produtos finais.

Conclusão

A prototipagem 3D rápida é um processo de fabricação eficaz para uma engenharia melhor e mais rápida. Ele acelera seus fluxos de trabalho e remove gargalos do ciclo de prototipagem tradicional. O uso de prototipagem de impressão 3D economiza custos e reduz o tempo de lançamento no mercado, oferecendo testes de projeto mais fáceis e vantagens gerais de prototipagem. Antes de mergulhar em qualquer projeto de impressão 3D, você precisa considerar o parceiro de fabricação com quem trabalhará.

RapidDirect é sua melhor opção para criar protótipos de impressão 3D de alta qualidade. Fornecemos as melhores tecnologias de impressão 3D, materiais e experiência para ajudá-lo a obter o melhor do seu projeto. Nossas capacidades de fabricação também prepararão seu protótipo em prazos curtos a preços acessíveis. Carregue seu arquivo CAD hoje e vamos começar!