3 Aspectos do Protótipo Físico

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O desenvolvimento de qualquer produto começa com a concepção do produto. O projeto conceitual é então convertido em um protótipo físico. O desenvolvimento do protótipo físico é uma etapa essencial do desenvolvimento de um novo produto ou nova tecnologia. Geralmente é feito para avaliar e testar o projeto pelos analistas de sistema.

Um protótipo físico pode ser qualquer coisa, desde um simples modelo feito à mão até um modelo totalmente operacional que representa como o projeto conceitual corresponderá às condições do mundo real. Hoje em dia, os protótipos físicos são fáceis de serem fabricados pela introdução de várias técnicas de prototipagem rápida que economizam tempo e são econômicas, fazendo um grande número de protótipos físicos eficazes em menos tempo atraindo muitos clientes devido à melhor estética e acabamento dos um protótipo físico.

Tipos de protótipos físicos

1. Protótipo de trabalho

Um protótipo funcional é um protótipo físico desenvolvido de forma a representar todas as características do projeto conceitual. Um protótipo funcional também é funcional e corresponderá às condições do mundo real.

2. Protótipo Visual

Um protótipo visual é um protótipo físico que é desenvolvido apenas para representar a aparência, as dimensões e a forma do projeto conceitual. Um protótipo visual não se destina a descrever a funcionalidade do projeto conceitual.

3. Protótipo Funcional

Um protótipo funcional é semelhante a um protótipo funcional, exceto que o protótipo funcional pode ser desenvolvido com uma escala e técnica diferentes daquelas do produto original.

4. Protótipo de experiência do usuário

É um tipo de protótipo físico desenvolvido de tal forma que fornece informações suficientes sobre o produto que está sendo desenvolvido para ser usado pelos pesquisadores para fins de pesquisas posteriores.
Prototipagem Rápida:Desenvolvimento de Prototipagem Física

O desenvolvimento de protótipos geralmente é feito pelo emprego de técnicas de prototipagem rápida pelos fabricantes. Essas técnicas de prototipagem rápida são econômicas e economizam tempo. Além disso, os protótipos produzidos por estas técnicas são eficazes e apelativos devido à sua estética. Essas técnicas de prototipagem rápida estão deixando uma marca nas indústrias e são uma revolução. A fabricação do produto geralmente é feita por impressora 3D ou outra tecnologia de fabricação de camada aditiva, utilizando os dados do modelo CAD.

A impressão 3D é uma técnica de prototipagem rápida comum hoje em dia em que o material é solidificado sob a ação de um computador usando os dados de um modelo CAD para formar o protótipo físico. A impressora 3D está se tornando popular entre os clientes domésticos e industriais porque o material usado na impressão 3D está prontamente disponível e é mais barato em comparação com outras técnicas de fabricação.

O software de modelagem moderno também está ajudando na prototipagem rápida. Este software salva o modelo CAD no formato AMF em vez do formato STL que produz menos erros em comparação com o formato STL. A interface deste software também é amigável, tornando mais fácil para os usuários projetarem neles.

Máquinas CNC também estão sendo empregadas pelos fabricantes para converter o modelo conceitual em um protótipo físico. É uma máquina controlada numericamente que usa códigos G e códigos M para operações de corte, perfuração, mandrilamento e outras operações de fabricação. O modelo CAD é convertido em diretrizes de fabricação usando o software CAM. A transformação de diretivas em códigos G e códigos M permite que a máquina produza um protótipo físico altamente preciso. As máquinas CNC modernas usadas atualmente são de 5 eixos, o que permite que a ferramenta se mova ao longo de 5 eixos diferentes ao mesmo tempo, permitindo que a máquina produza peças altamente eficazes e precisas

A diferença entre a impressora 3D e o CNC é marcada pelo material utilizado na fabricação. O CNC é geralmente usado para protótipos metálicos, enquanto a impressora 3D geralmente utiliza ABS, PLA e PLA macio para o desenvolvimento de protótipos físicos. Além disso, uma impressora 3D típica utiliza muito menos espaço em comparação com uma máquina CNC, torno ou retificadora de precisão, tornando-a uma opção muito adequada para os fabricantes. Mas geralmente, a escolha da técnica de prototipagem rápida geralmente depende da escolha do material para o protótipo físico. Outras técnicas de prototipagem rápida que estão sendo empregadas atualmente são

* Fabricação de deposição de forma (SDM) (e SDM de molde)

* Cura em solo sólido (SGC)

*Sinterização seletiva a laser (SLS)

* Fusão seletiva a laser (SLM)

* Estereolitografia (SLA)

* Fabricação de partículas balísticas (BPM)

*Fabricação de luz direcionada (DLF)

*Fundição de produção de casca direta (DSPC)

*Modelagem de deposição fundida (FDM)

* Fabricação de objetos laminados (LOM)

*Impressão em resina laminada (LRP)

Importância do protótipo físico

O desenvolvimento do protótipo físico é necessário antes do desenvolvimento de um produto. Um protótipo ajuda a determinar muitos fatores do futuro produto a ser desenvolvido, conforme descrito abaixo

1. Determinação do Custo de Produção e Problemas

Através do desenvolvimento do protótipo físico antes do início da produção real permite que os fabricantes analisem qualquer dificuldade que possa surgir durante as operações de fabricação. Assim, qualquer operação de fabricação pode ser editada ou removida. Isso torna o custo de produção mínimo. E permite que o fabricante escolha o método ideal para o desenvolvimento do produto que lhe custará menos e produzirá produtos precisos e sem erros.

2. Avaliação e Teste do Produto

Um projeto conceitual pode diferir do produto real, o que pode criar muitos problemas para o fabricante. Isso pode ser resolvido criando primeiro um protótipo físico por qualquer técnica de prototipagem rápida para que o projeto conceitual possa ser testado em condições do mundo real. Isso permite que o fabricante revise todas as peças e as alterações no projeto podem ser feitas de acordo. Além disso, cada peça pode ser avaliada e testada em condições reais, o que facilita para o fabricante analisar qualquer dificuldade que possa surgir após a fabricação do produto.

3. Venda do Produto

Um protótipo físico atrairá mais clientes do que um mero design. O cliente pode explicar melhor o produto com o protótipo em comparação com o design. O cliente conhecerá as características ocultas do produto por meio de um protótipo funcional. Além disso, a estética do protótipo físico devido ao emprego de técnicas de prototipagem rápida pode facilmente atrair mais clientes. Assim, as vendas do produto podem ser previstas antes da produção do produto.

4. Patente

Um novo design ou produto pode ser facilmente patenteado. Com um protótipo físico em mãos, é fácil ver quais recursos do projeto podem ser patenteados e quais partes precisam ser editadas para serem patenteadas. Isso protege os fabricantes de qualquer ação judicial que possa ser movida contra eles em caso de qualquer semelhança com um produto já patenteado. Além disso, é muito fácil descrever as principais características para um advogado de patentes com um protótipo físico em vez de um projeto conceitual para que a patente possa ser depositada.

Diferença entre um protótipo e um produto real

Embora os engenheiros e desenvolvedores tentem ao máximo minimizar as diferenças entre o protótipo e o produto real. Mas, em geral, um protótipo pode diferir do produto real em termos de material usado, processo de usinagem, aparência etc.

O material utilizado para o produto final é caro e difícil de fabricar, por isso um protótipo geralmente é composto por material de fácil fabricação, mas com o material cujas propriedades são idênticas às do produto final. Em alguns casos, o material utilizado para o produto final não está disponível, de modo que o protótipo é composto de material idêntico. A diferença no material pode alterar a aparência e o acabamento do produto final em relação ao protótipo.

Os produtos finais geralmente devem ser produzidos em grande número, de modo que o processo de fabricação pode diferir, onde o produto final é frequentemente desenvolvido por algum método de produção em massa que é econômico e economiza tempo. Esse processo de fabricação não pode ser usado com frequência para o protótipo, pois o material geralmente não é o mesmo. Além disso, os processos de fabricação do produto final podem ser complexos, de modo que o protótipo geralmente é produzido usando alguma técnica simples. Isso também pode levar à diferença na aparência do produto final e do protótipo.

As técnicas de inspeção de qualidade do protótipo e do produto final também podem diferir. O produto final que deve ser comercializado no mercado passa por diversos testes de inspeção de qualidade. Já o protótipo físico não é inspecionado da mesma forma que o produto final devido a diferenças no material e nas técnicas de fabricação.

Conclusão

É evidente que o desenvolvimento de protótipo físico é um processo necessário nas indústrias atualmente para avaliar e testar o projeto antes de entrar na fase de fabricação. Além disso, o protótipo físico prevê o custo de fabricação e quaisquer dificuldades que possam surgir durante o processo para que o fabricante escolha o método ideal de custo-benefício.

Um protótipo físico também atrai mais clientes em comparação com o design conceitual. E com o desenvolvimento de software e técnicas de prototipagem rápida, não é difícil produzir um protótipo em muito menos tempo e com maior precisão. Pode diferir um pouco do produto real, mas é eficaz nas vendas de produtos nas indústrias modernas.