Prototipagem rápida:de tecnologia obscura a um serviço convencional

Prototipagem rápida:de tecnologia obscura a um serviço convencional

Não isso há muito tempo, ambos prototipagem rápida e fabricação rápida pareciam termos de ficção científica. Atualmente, ambos são muito utilizados e apresentam uma forma padrão de produção de peças de forma rápida e econômica.

De impressoras 3D a máquinas de microfabricação a laser, a prototipagem rápida assumiu muitas formas convencionais. Os conceitos matemáticos que levaram a essa tecnologia foram pensados ​​pelo professor Herb Voelker, que conduziu pesquisas em ciência da computação e modelagem sólida na década de 1970 e estudou máquinas-ferramentas e programação numérica de computadores na década de 1980. Os princípios foram aplicados a uma técnica de fabricação, sinterização seletiva a laser, na década de 1990 por Carl Deckard. Assim, começou o caminho evolutivo tecnológico que levou à impressão 3D, microfabricação a laser e prototipagem rápida de produtos.

Até recentemente, esses conceitos não eram familiares aos olhos do público. Hoje, impressoras 3D simples estão disponíveis em lojas de consumo. O presidente Barack Obama anunciou as capacidades, o potencial revolucionário e a disponibilidade de máquinas de prototipagem rápida em seu discurso sobre o Estado da União de 2013. A tecnologia não é mais obscura. Várias técnicas agora existem e incluem estereolitografia, usinagem CNC, moldagem por injeção, conformação de chapas metálicas e extrusão de alumínio e plástico, e muito mais.

Muitos dos processos atuais envolvem um modelo 3D de design auxiliado por computador (CAD). Isso é muitas vezes convertido em um modelo de estereolitografia e cortado digitalmente em seções transversais. A geometria detalhada é usada para analisar essas camadas e traduzir os dados em ações mecânicas que formam um objeto físico.

A prototipagem rápida está permitindo que as empresas desenvolvam e testem as iterações iniciais dos produtos rapidamente. O conceito, no entanto, não se limita a protótipos. Muitos produtos de uso final também estão sendo feitos dessa maneira, graças a técnicas como sinterização seletiva a laser, que é altamente precisa. Ferramentas de microusinagem e microfabricação estão sendo aprimoradas por lasers de femtossegundos de alta velocidade. Estes podem aquecer uma área muito pequena (tão pequena quanto 1 micrômetro) e não alterar nenhuma área ao seu redor. A precisão ultra-alta é ainda auxiliada por sistemas de controle óptico e de movimento complexos e sincronizados e software especializado.

Técnicas como a microusinagem a laser ablativa amadureceram tanto que são adequadas para a produção industrial convencional. A fabricação rápida está sendo usada para fazer bicos injetores de combustível e outras peças automotivas, e OLEDs para eletrônicos de consumo. A micromanufatura também está ocorrendo em três dimensões. A micromanufatura aditiva permite que os projetistas construam microestruturas, camada por camada, sem remover material de um objeto sólido. Um uso mais eficiente dos materiais é, portanto, possível, e os fabricantes de eletrônicos, biomédicos e estruturas decorativas estão se beneficiando. Os sistemas microeletromecânicos também estão sendo produzidos mais rapidamente.

A prototipagem e a fabricação rápidas são, portanto, mainstream no mundo tecnológico e acelerado de hoje. As ferramentas para ser produtivo, eficiente e competitivo estão prontamente disponíveis para os fabricantes. Apenas décadas atrás, começou o trabalho de especialistas que levou a processos simplificados de prototipagem de produtos usados ​​em muitas indústrias hoje.