Três Estratégias Comprovadas para Projetos de Prototipagem de Fabricação

---

Publicado em 2 de agosto de 2019 | Por Hazel, Gerente de Projetos da WayKen

Um projeto de prototipagem tem o papel de criar e modelar uma forma física para testar abordagens alternativas e validar o design. A prototipagem em análise e design de sistemas é iterada muitas vezes antes do produto final. Podemos dizer que quase todo novo produto precisa de seus exemplos de protótipo antes de ser lançado ao público.

O Que É um Projeto de Prototipagem?

O modelo de prototipagem é um método de desenvolvimento de sistemas no qual um protótipo é construído, testado e retrabalhado conforme necessário até que um protótipo aceitável seja alcançado, a partir do qual o sistema ou produto completo pode ser desenvolvido. Embora os tipos de prototipagem variem em material, escala e aplicações tecnológicas em diferentes estágios, a prototipagem evolutiva ajuda muito o novo produto a se tornar realidade.

As técnicas de prototipagem podem ser divididas, em geral, em três tipos: Prototipagem Rápida, Usinagem CNC e Ferramentaria Rápida. Seus benefícios únicos tornam cada uma mais adequada para situações diferentes. Elas geralmente podem ser consideradas como três etapas de gerenciamento de projetos para prototipagem.

Três Etapas-Chave para Guiar Projetos de Prototipagem

Etapa 1: Prototipagem Rápida

No estágio inicial de projetos de prototipagem, a prototipagem rápida por impressão 3D é uma forma rápida, fácil e econômica de transformar ideias de design em objetos reais. Modelos criados por impressão 3D servem inicialmente para apresentação visual de curta duração. Por exemplo, designers precisam do modelo para apresentar a grupos focais e fortalecer a persuasão do seu design.

Escolher a impressão 3D faz sentido quando os desenvolvedores precisam:

• Modelo plástico de protótipo de baixo custo;
• Peças com geometria muito complexa;
• Prazo de entrega de 2 a 5 dias;
• Materiais especiais.

Etapa 2: Usinagem CNC

A usinagem CNC produz peças de alta precisão com excelentes propriedades físicas diretamente a partir de um arquivo CAD. Os desenvolvedores recorrem a projetos de usinagem quando desejam um protótipo não apenas para apresentação estética, mas também para testes funcionais. Fabricantes como a WayKen, com 20 anos de experiência em serviços de prototipagem CNC e equipados com máquinas de 3 e 5 eixos, podem oferecer soluções combinadas para alcançar peças de alta precisão e economizar custos.

Como regra geral, peças com geometrias relativamente simples que podem ser fabricadas com esforço limitado por processo subtrativo devem ser geralmente usinadas por CNC, especialmente na produção de peças metálicas.

A CNC oferece maior precisão dimensional e produz peças com melhores propriedades mecânicas que a impressão 3D, ajudando os desenvolvedores a testar as funções de seus designs. O prazo de entrega costuma ser de até 2 semanas.

Etapa 3: Ferramentaria Rápida

Na maioria dos casos, a ferramentaria rápida atua como uma ponte entre protótipo e produção, podendo ser o passo final antes da produção em série com injeção de plástico. Consiste em moldes de alumínio ou aço macio, base de molde padronizada e inserts de carga manual.

É adequada quando a injeção tradicional é proibitivamente cara ou desnecessária para o volume ou peça requerida. É, portanto, uma forma perfeita de minimizar custos quando um pequeno lote é necessário para testes de mercado ou quando grandes volumes não serão necessários no futuro.

A WayKen oferece duas opções de serviço de injeção para ferramentaria rápida: uma ideal para pequenas quantidades associadas à prototipagem e outra para quantidades maiores comuns na produção de baixo volume.

Por outro lado, o modelo de protótipo por impressão 3D tem desvantagens, como opções limitadas de material, baixa resistência e baixa resistência à intempérie.

Este é um projeto de prototipagem de carcaça de alumínio por usinagem CNC de precisão. Nesse caso, essas peças de alumínio podem ser usadas em testes funcionais como versão final, com boas propriedades e alta precisão. Quase todos os metais comuns, como alumínio, aço e latão, podem ser usinados por ferramentas CNC. Para peças metálicas usinadas, há pouca diferença entre protótipos e produtos formais.

Além da usinagem CNC, as nervuras e furos passantes foram usinados por Eletroerosão a Fio (Wire EDM). A WayKen tem capacidade de combinar fresamento CNC de 3 ou 5 eixos com processos auxiliares, como EDM e Wire EDM, alcançando usinagem de alumínio eficiente e precisa, especialmente para acabamentos superficiais típicos de alumínio.

Exemplos de Gerenciamento de Projetos de Prototipagem

• Exemplo Um: Projeto de Prototipagem por Impressão 3D SLA

Este é um modelo de protótipo de carro usado em apresentação de projeto, reduzido em escala do design original. Tem a aparência do novo produto. Imagine o designer diante do grupo focal, pronto para convencer sobre as vantagens do seu design; segurando um protótipo, o público vê e entende diretamente, causando impressão profunda.

O protótipo do carro é feito de resina fotossensível, originalmente bege, e finalizado com pintura brilhante em áreas específicas e serigrafia para letras e logotipo. A maioria dos acabamentos pós-processamento para protótipos é feita manualmente, gerando custos de mão de obra.

• Exemplo Dois: Projeto de Prototipagem de Alumínio Usinado por CNC

Este é um projeto de prototipagem de carcaça de alumínio por usinagem CNC precisa. As peças podem ser usadas em testes funcionais como versão final, com boas propriedades e alta precisão. Metais comuns como alumínio, aço e latão são usinados por CNC. Para peças metálicas usinadas, há pouca diferença entre protótipos e produtos formais.

Além da usinagem CNC, as nervuras e furos passantes foram feitos por Wire EDM. A WayKen combina fresamento CNC de 3 ou 5 eixos com processos auxiliares como EDM e Wire EDM, alcançando usinagem de alumínio eficiente e precisa, especialmente para acabamentos superficiais típicos.

• Exemplo Três: Projeto de Prototipagem por Injeção Rápida com Ferramentaria Rápida

Este é um projeto de prototipagem de moldura de luz automotiva. Para 100 peças plásticas, poderiam ter sido produzidas por outros métodos com custos menores, como vacuum casting. A escolha da ferramentaria rápida deveu-se à necessidade de peças que suportassem testes industriais com propriedades próximas às do produto final. Além disso, comparado ao molde tradicional, a ferramentaria rápida pode ser fabricada em curto prazo com custos relativamente menores.

Na WayKen, fazemos a Análise de Fabricação (DFM) para todos os projetos de injeção rápida antes da usinagem do molde e a enviamos ao cliente para entender a análise de riscos e modificar os arquivos CAD conforme sugestões. Antes da produção das peças, enviamos amostras para confirmação da qualidade e iniciamos a produção somente após aprovação.

Se você tem interesse em saber mais sobre projetos de prototipagem da WayKen, entre em contato pelo e-mail info@waykenrm.com. Todas as consultas serão bem-vindas, não apenas para orçamento.