Guia de um designer para prototipagem

Projetos superiores não são feitos da noite para o dia – eles são o produto de rodadas de iteração, testes e adaptação. Na verdade, cada peça bem-sucedida que encontramos em nossas vidas diárias passou por um processo completo de desenvolvimento de produto para otimizar o design e a fabricação da peça.

Sem prototipagem e validação de componentes, não há garantia de que as peças se encaixem ou funcionem conforme o planejado. Erros exigem reprojetos, que podem ser extremamente caros devido ao produto sucateado, atrasos na produção e novas ferramentas.

Um rigoroso processo de desenvolvimento de produtos incluirá várias rodadas de prototipagem. Cada protótipo tem um propósito – alguns são modelos simples de prova de conceito, enquanto outros demonstram funcionalidade ou características de material desejadas. Os protótipos podem ser criados usando uma variedade de métodos de fabricação, por isso é importante que os fabricantes conheçam os meandros dos diferentes processos para maximizar a eficiência do estágio de desenvolvimento do produto. Este artigo abordará algumas considerações importantes para a prototipagem rápida.

As etapas da prototipagem rápida

A prototipagem pode ser dividida em várias fases, cada uma das quais visa testar ou demonstrar um aspecto do design de uma peça. A escolha do processo de fabricação do protótipo dependerá de quais fatores estão sendo avaliados. Normalmente, quanto mais próximo o processo se aproxima da produção, mais complexa e cara se torna a prototipagem.

1. Modelos de prova de conceito

Os protótipos iniciais são modelos simples que fornecem uma ideia geral da aplicação da peça. As coisas a serem priorizadas neste estágio são velocidade e aparência – o objetivo é colocar o protótipo na frente das pessoas rapidamente para que o projeto geral possa ser aprovado ou rejeitado antes do início da próxima rodada de prototipagem.

Dependendo da aplicação, protótipos rudimentares podem ser feitos de argila, papelão ou espuma de modelagem, mas se for necessário um modelo sofisticado, os fabricantes podem criar facilmente protótipos de uretano fundido ou impressos em 3D a partir de um modelo CAD rápido. A fidelidade dos protótipos melhorará à medida que o design do produto avançar.

2. Modelos de teste de montagem

Uma vez que a arquitetura do produto tenha sido determinada, é importante prototipar as várias peças de uma montagem para garantir que elas se encaixem como pretendido. Isso ajuda a identificar possíveis problemas físicos com a peça, desde erros de projeto até problemas com dimensões, tolerâncias ou ajuste. Esta etapa deve priorizar a exatidão e precisão da peça.

A modelagem de deposição fundida (FDM) permite testes rápidos de tamanho e forma, e processos como usinagem CNC produzem consistentemente tolerâncias de peças favoráveis ​​(embora geometrias de peças complexas possam afetar a eficiência de protótipos de usinagem). É importante ter em mente que qualquer teste de tolerância de um protótipo exigirá o uso de um processo de fabricação idêntico ou comparável ao que será usado na produção.

3. Modelos funcionais

A próxima fase de testes avalia o desempenho dos protótipos quando submetidos às tensões e condições da aplicação pretendida da peça. Isso pode envolver testar a resistência da peça a produtos químicos, flutuações de temperatura ou eletricidade, bem como as propriedades mecânicas, ópticas e térmicas da peça para obter resultados ideais.

Às vezes, outra rodada de prototipagem pode ser necessária para determinar como as propriedades do material da peça mudam ao longo do tempo. O que é conhecido como “teste de vida” submete os protótipos a condições extremas (incluindo umidade, temperaturas extremas ou exposição aos raios UV) para medir a resistência à fadiga e ajudar a garantir que os produtos permaneçam funcionais ao longo de suas vidas projetadas.

Em ambas as situações de teste, os fabricantes devem priorizar a escolha do material, usando o material exato ou comparável à peça final para obter resultados mais precisos.

4. Modelos de testes regulatórios

Nesta fase, o design do produto deve ser finalizado e uma das etapas finais da prototipagem é a criação de modelos para testes regulatórios. Esses modelos podem ser usados ​​para demonstrar que a peça está em conformidade com os padrões estabelecidos por agências como a FDA, a FCC ou a International Standard Organization (ISO) e podem incluir testes de inflamabilidade da peça, segurança alimentar ou, no caso de muitas aplicações médicas, biocompatibilidade.

Se o protótipo atender a todos os requisitos regulamentares, os fabricantes podem iniciar os preparativos para iniciar a produção.

Prototipagem:o trampolim para peças funcionais e fabricáveis

O objetivo final da prototipagem é duplo:provar que uma peça é funcional e demonstrar que pode ser fabricada economicamente. Usando as informações coletadas durante as rodadas de prototipagem, designers, engenheiros e gerentes de produto podem garantir que uma peça seja otimizada para design, fabricação e função, enquanto mitiga os riscos de descobrir problemas funcionais no futuro. Uma abordagem completa da prototipagem maximiza a qualidade da peça, ajuda a garantir a conformidade regulatória, economiza custos e reduz os tempos de produção.

Com um parceiro de fabricação experiente como a Fast Radius, cada cliente vê seus projetos de peças otimizados para funcionalidade, custo, durabilidade e conformidade desde o início. Nossa equipe de designers, engenheiros e gerentes de projeto experientes garante que o processo de prototipagem seja eficaz, rápido e econômico. Estamos dedicados a tornar suas maiores ideias em realidade e apoiamos isso com um suporte robusto ao cliente durante todas as etapas do ciclo de vida da produção, desde o conceito até a entrega. Se você quiser saber mais sobre as soluções de fabricação que oferecemos, entre em contato conosco hoje.