O que é a prototipagem rápida?
Prototipagem rápida é a criação expedita de uma peça física, modelo ou conjunto utilizando o desenho 3D assistido por computador (CAD). Este processo envolve normalmente o fabrico aditivo, mais vulgarmente conhecido como impressão 3D. Quando o protótipo se assemelha muito ao produto final pretendido, é designado por protótipo de alta fidelidade. Por outro lado, uma diferença significativa entre o protótipo e o produto final indica um protótipo de baixa fidelidade.
Como é que a prototipagem rápida funciona?
A prototipagem rápida (PR) engloba várias tecnologias de fabrico, sendo que a maioria se baseia no fabrico aditivo em camadas. Outros métodos incluem a maquinagem de alta velocidade, a fundição, a moldagem e a extrusão. Para além do fabrico aditivo, técnicas mais convencionais podem criar protótipos, tais como:
- Subtrativo: O material é esculpido a partir de um bloco para obter a forma desejada, utilizando a fresagem, a retificação ou o torneamento.
- Compressão: O material semi-sólido ou líquido é forçado a assumir a forma desejada e solidificado, como na fundição, sinterização por compressão ou moldagem.
Tipos de prototipagem rápida
- Estereolitografia (SLA) ou Fotopolimerização em cuba: A SLA é uma técnica rápida e económica que utiliza um banho de líquido fotossensível solidificado camada a camada com luz UV.
- Sinterização selectiva por laser (SLS): A SLS constrói protótipos a partir de pós metálicos ou plásticos, camada a camada, utilizando um laser para sinterizar o material. No entanto, as peças resultantes podem necessitar de um acabamento secundário devido a superfícies rugosas.
- Modelação por deposição fundida (FDM) ou jato de material: O FDM utiliza filamentos termoplásticos fundidos e depositados camada a camada. É económico e adequado para impressoras 3D de secretária não industriais.
- Fusão selectiva por laser (SLM) ou fusão em leito de pó: A SLM utiliza pós metálicos finos fundidos por um laser de alta potência ou por um feixe de electrões para criar peças complexas e de elevada resistência. Este método é popular nas indústrias aeroespacial, automóvel, de defesa e médica.
- Fabrico de objectos laminados (LOM) ou laminação de folhas: O LOM constrói peças através da ligação de laminados finos cortados com lasers ou outros dispositivos de corte. É menos sofisticado, mas não requer condições controladas.
- Processamento digital de luz (DLP): Semelhante ao SLA, o DLP utiliza uma fonte de luz convencional para a polimerização. Requer frequentemente estruturas de suporte e cura pós-construção.
- Jato de ligante: O jato de aglutinante utiliza um leito de pó e um aglutinante líquido para formar peças camada a camada. É adequado para produzir várias peças em simultâneo, mas resulta numa menor resistência em comparação com a SLS.
Aplicações da prototipagem rápida
A prototipagem rápida ajuda os designers de produtos no fabrico rápido de peças protótipo representativas, facilitando a visualização, a conceção e o desenvolvimento de processos de fabrico antes da produção em massa. Inicialmente utilizada na indústria automóvel, as suas aplicações estenderam-se às indústrias médica, aeroespacial e outras. O fabrico rápido de ferramentas, outra aplicação, envolve a criação de peças utilizadas como ferramentas noutros processos.
Vantagens da prototipagem rápida
- Visualização inicial: Fornece uma imagem completa do aspeto ou do desempenho de um produto numa fase inicial do ciclo de conceção e fabrico.
- Rentável: Os processos automatizados requerem menos pessoal e materiais, reduzindo os custos.
- Precisão: O CAD ajuda a minimizar o desperdício de material e evita a necessidade de ferramentas especializadas para cada novo protótipo.
- Iteração rápida: Facilita modificações rápidas com base nas alterações de conceção e no feedback dos utilizadores.
- Comunicação melhorada: Permite que os designers apresentem conceitos tangíveis às partes interessadas para uma melhor compreensão e aprovação.
- Personalização e flexibilidade: Apoia a incorporação dos requisitos do cliente de forma económica.
Custo da prototipagem rápida
O custo de serviços de prototipagem rápida depende de vários factores, incluindo o volume e a dimensão das peças, o acabamento da superfície, os materiais utilizados e a extensão do processamento pós-fabrico necessário.
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