Como Construir um Protótipo de Filtro de Água: Prova de Conceito Passo a Passo

Um filtro de água remove ou reduz impurezas da água usando uma barreira mecânica, processo químico ou processo biológico.

Você pode ter visto em um programa de TV o aventureiro inglês Bear Grylls uma vez usou carvão para atuar como filtro para eliminar impurezas nocivas na água na natureza. Eu diria que usar carvão é a combinação de usar barreiras mecânicas e processos biológicos.

Criando um Novo Filtro de Água

Na sociedade de hoje, um filtro de água é um produto muito comum e o mercado está praticamente saturado. Provavelmente é muito difícil criar um novo filtro de água que se destaque entre tantos outros filtros de água.

Por exemplo, Elon Musk e Tesla, hoje quando pensamos em Tesla, é uma história de sucesso absoluta. Elon Musk se tornou o homem mais rico do mundo, parcialmente devido ao sucesso da Tesla. Antes do nascimento da Tesla, já havia muitos carros movidos a combustível no mercado. A maioria dos consumidores estava satisfeita com o que podiam obter. Embora carros sejam produtos maduros, carros elétricos não são. Se você olhar os fatos e assistir à entrevista de Elon Musk com "60 Minutes" onde ele quase chorou, você saberia como é difícil criar um novo produto. Tão inteligente e otimista quanto Elon é, houve momentos em que a Tesla esteve à beira do colapso. No entanto, contra todas as probabilidades, Tesla e Elon Musk tiveram sucesso, mesmo quando os ídolos de Elon não acreditavam nele.

O que estou tentando dizer é que talvez criar um novo produto nunca seja fácil. Está sempre cheio de obstáculos e sempre precisa de muito trabalho duro – assim como a indústria de manufatura. Além de boas ideias, desenhos e processos, também precisamos de figuras inspiradoras como Elon Musk para motivar nosso eu interior.

Como fabricante de protótipos, poderíamos ver que "tecnologia inteligente" é toda a moda nos últimos anos. Se você gostaria de criar um novo filtro de água, pode tentar desenvolver um filtro de água inteligente.

Podemos fazer um protótipo de conceito para provar sua ideia, não importa componentes plásticos ou metálicos. Até oferecemos sugestões práticas antes de lançar na produção piloto e produção em massa.

Estudo de Caso - Construindo Protótipo de Filtro de Água

Um cliente entrou em contato conosco sobre fazer um filtro de água, que poderia conter cerca de 10 galões de água. A maioria dos componentes deveria ser policarbonato transparente na produção, mas o material do protótipo poderia ser qualquer plástico transparente. O cliente espera fazer o protótipo o mais barato possível. Além disso, o objetivo principal de fazer o protótipo é testar se o filtro de água funciona ou não, a estética não é tão importante.

Sobre Materiais

Os materiais disponíveis para protótipos transparentes são policarbonato incolor, acrílicos incolores usados para usinagem CNC, poliuretano incolor usado para fundição a vácuo, e resina fotossensível incolor usada para Estereolitografia (impressão 3D).

Consideração

PC/PMMA incolores são geralmente usados quando os requisitos estéticos são altos, ou uma peça precisa ser testada opticamente, como lentes automotivas, especialmente peças de PMMA, que podem ter rugosidade superficial de Ra 0,025-0,05μm. No entanto, às vezes, quando uma peça é muito grande para máquinas CNC, esta peça precisará ser dividida e colada. Embora peças de PC/PMMA claras coladas com cola UV dificilmente afetem a estética da peça, quando se trata de peças que precisam segurar água, a área colada pode não ser forte o suficiente. Para garantir que a peça que segura água aguente bem, é melhor fazer a peça monolítica.

Para protótipo de filtro de água: Fundição a vácuo ou Impressão 3D

Poliuretano incolor usado para fundição a vácuo também é uma maneira ideal de fazer a peça transparente. Peças claras fundidas a vácuo podem ser feitas quase opticamente claras. Usamos muito este material e processo para fazer lentes automotivas também. A fundição a vácuo também é chamada de moldagem de silicone. Um molde de silicone em um processo de fundição a vácuo pode ser reutilizado cerca de 15 vezes, o que significa que da segunda peça à décima quinta peça, não haverá custo para o molde. Portanto, a fundição a vácuo é frequentemente o método mais custo-efetivo quando a quantidade é acima de 2 e menos de 100 peças. Como o cliente só precisa de 1 protótipo e quer que seja o mais barato possível, a fundição a vácuo não é o melhor método aqui.

A outra maneira de fazer um protótipo claro é por Estereolitografia (impressão 3D). O único material disponível é resina fotossensível. De modo geral, a impressão 3D pode fazer peças bastante grandes. Neste caso, se usando impressão 3D, os componentes não precisarão ser divididos em várias partes e colados. Os componentes podem ser impressos como monolíticos, diferente do método de usinagem CNC, no qual a maioria dos componentes terá que ser dividida e colada, e há algumas áreas que as fresas de topo CNC não conseguem alcançar. As peças claras feitas por impressão 3D serão muito menos claras que peças de poliuretano e PC/PMMA, às vezes bolhas claras podem ocorrer dentro das peças claras durante o processo. Após cálculo, descobrimos que o método de impressão 3D é o mais barato. O cliente eventualmente escolheu este método.

Após os componentes do filtro de água serem feitos por impressão 3D, o cliente montou, e funcionou como esperado. O cliente está considerando prosseguir com a produção em massa do filtro de água.