Modelos Conceituais: O Primeiro Passo Essencial da Ideia ao Protótipo

O Que é Modelo Conceitual?

O modelo conceitual é um veículo valioso para fornecer ideias aos usuários. Um protótipo de conceito físico gerado por prototipagem rápida pode fornecer informações eficazes sobre a fabricabilidade do design e pode ser refinado para os requisitos específicos dos clientes, então a modelagem conceitual ajuda a reduzir o tempo de produção nas etapas iniciais do processo de design. Os produtos envolvidos são capazes de cumprir prazos, desenvolver mais rápido e colocá-los em uso o mais rápido possível.

Como todos os protótipos são produzidos através de tecnologias de prototipagem rápida, não há necessidade de desenvolver ferramentas caras para projetar protótipos. Isso reduz muito os custos de produção e permite integração rápida e fácil de designs. Fornece uma maneira de risco muito baixo para descobrir falhas de design e fazer modificações, e fornecer modelos precisos que podem ser usados em ferramentas de produção.

Modelos conceituais desempenham um papel importante durante todo o ciclo de vida de desenvolvimento do sistema. A Figura 1-1 abaixo representa o papel do modelo conceitual em um cenário típico de desenvolvimento de sistema. Obviamente, se o modelo conceitual não for totalmente desenvolvido, a execução dos atributos subjacentes do sistema pode não ser implementada corretamente, deixando o problema no futuro, e essas falhas ocorrem na indústria. A importância dos modelos conceituais é óbvia quando tais falhas sistêmicas são mitigadas através do desenvolvimento de sistema e adesão a técnicas de desenvolvimento comprovadas.

Como Implementar um Modelo Conceitual?

(1) SLA (Aparelho de Estereolitografia)

SLA é baseado no princípio da fotopolimerização de resina fotossensível líquida. O material líquido pode passar rapidamente por fotopolimerização sob irradiação de luz ultravioleta de um certo comprimento de onda e intensidade. O peso molecular aumenta acentuadamente e o material muda de líquido para sólido.

A Figura 2-1 mostra o princípio de funcionamento do SLA. O tanque líquido é preenchido com resina fotopolimerizável líquida. Sob a ação do espelho de deflexão, o feixe de laser pode escanear na superfície líquida. A trilha de escaneamento e a presença ou ausência de luz são controladas pelo computador. Onde o ponto de luz é alcançado, o líquido é solidificado. No início do tempo de formação, a plataforma de trabalho está a uma certa profundidade abaixo do nível do líquido, e o ponto focal é escaneado ponto a ponto na superfície líquida de acordo com a instrução do computador, que é solidificado ponto a ponto. Quando uma camada de escaneamento é completada, a área não irradiada ainda é uma resina líquida. Então a plataforma elevatória abaixa a plataforma a uma altura, e a camada formada é coberta com uma camada de resina. A raspadeira raspa a superfície líquida da resina com maior viscosidade, e então escaneia a próxima camada, e a recém-curada camada é firmemente colada à camada anterior, então repetindo até que a peça inteira seja fabricada, e um modelo sólido tridimensional é obtido.

2-1                                                                         2-2

(2) SLS (Sinterização a Laser Seletiva)

SLS foi desenvolvido em 1989 por C.R. Dechard da Universidade do Texas em Austin. O processo SLS é formado a partir de um material em pó. O pó do material é espalhado plano na superfície superior da peça formada. O laser CO₂ de alta potência é usado para escanear a seção transversal da peça na camada recém-colocada, e o pó do material é sinterizado junto sob irradiação de laser de alta intensidade para obter. A seção da nova peça sinterizada é conectada à peça formada abaixo. Após uma seção ser sinterizada, uma nova camada de material em pó é aplicada, e a seção inferior é sinterizada seletivamente, como mostrado na Figura 2-2. Após a sinterização ser completada, o excesso de pó é removido, e depois polido, seco, etc.

O processo SLS é caracterizado por uma ampla gama de materiais, não apenas para a fabricação de peças plásticas, mas também para a fabricação de cerâmica, cera e outros materiais, em particular para a produção de peças metálicas. O processo SLS não requer suporte porque o pó não sinterizado atua como suporte.

(3) Usinagem CNC

CNC representa controle numérico computadorizado e existe desde o início dos anos 1970. Antes disso, era chamado de NC para controle numérico. Embora a maioria das pessoas nunca tenha ouvido esta palavra, se você está na indústria de manufatura, provavelmente lidará com CNC por muito tempo.

Como você pode ter adivinhado, todas as operações que o operador precisa realizar em uma máquina convencional podem ser programadas com uma máquina CNC. Uma vez que o código CNC é configurado e em execução, uma máquina CNC é bastante simples de manter em execução. Na verdade, muitas máquinas CNC podem funcionar sem supervisão durante todo o ciclo de usinagem, permitindo que o operador realize outras tarefas. Isso fornece aos usuários de CNC vários benefícios concomitantes, incluindo redução da fadiga do operador, redução de erros causados por erro humano, e tempos de usinagem consistentes e previsíveis para cada peça de trabalho.

Como a máquina funcionará sob controle de programa, o nível de habilidade requerido por operadores CNC (relacionado a práticas básicas de usinagem) é reduzido em comparação a mecânicos que usam ferramentas de máquina tradicionais para produzir peças de trabalho. Ao mesmo tempo, máquinas CNC são flexíveis. Como estas máquinas funcionam a partir de um programa, executar diferentes artefatos é quase tão simples quanto carregar um programa diferente. Uma vez que o programa foi verificado e executado por uma produção, ele pode facilmente chamar a próxima execução. Isso traz grandes benefícios para conversões rápidas.

A tecnologia CNC é superior a SLA e SLS em termos de precisão. As máquinas CNC de hoje têm especificações de precisão e repetibilidade quase inacreditáveis. Isso significa que uma vez que o programa é validado, dois, dez ou mil artefatos idênticos podem ser gerados fácil e precisamente.

Propósito dos Modelos Conceituais

Use o modelo conceitual como o primeiro passo no processo de criação de um produto físico. Eles são modelos de pesquisa de estágio inicial de design que podem ser usados para completar montagem, melhorar design, exibição de amostra e implementar funções. Engenheiros da WayKen constroem modelos de conceito com uma gama de materiais, tecnologias e acabamentos para produzir acabamentos realistas para ver confiantemente como o produto final será. Cores e texturas podem ser aumentadas com anodização, galvanoplastia, jateamento de areia e muito mais. Alguns modelos de conceito de produto usam usinagem CNC, prototipagem rápida e outros processos para atingir requisitos de montagem funcional. Nossos engenheiros são bons em trabalhar com você para transformar seus arquivos CAD iniciais em modelos conceituais que transmitem elegantemente sua intenção de design ao seu público.