O que é um modelo de protótipo rápido?

Um modelo de protótipo rápido é geralmente uma peça de plástico ou metal criada a partir de um desenho de computador, que permite ao cliente revisar um produto em desenvolvimento. A partir do final do século XX, foi desenvolvido um software de computador que permitia aos designers criar desenhos tridimensionais (3D). O desenvolvimento paralelo de equipamentos que poderiam criar estruturas físicas a partir desses desenhos levou ao negócio de modelagem rápida.

O design de uma peça usando o software 3D começa com um desenho conceitual da peça desejada. Um designer pode fazer esse desenho e criar um modelo 3D baseado em software, que permite que uma peça seja vista de diferentes ângulos ou orientações. Esse software também pode desmontar virtualmente a peça para mostrar ao cliente como a montagem pode ocorrer em uma planta industrial. O design de software geralmente inclui a capacidade de "testar" a peça sob diferentes condições de estresse ou impacto para estimar falhas ou falhas na peça.

O rápido desenvolvimento do modelo de protótipo tornou-se realidade com a introdução de impressoras 3D. Várias tecnologias diferentes evoluíram no final do século XX, mas todas estavam ligadas aos programas de desenho auxiliado por computador (CAD) que criavam modelos de software. Todas as impressoras 3D usam uma técnica de construção de sucessivas camadas de plásticos ou metais em sequência para criar uma amostra física da peça.

Um tipo de impressora usou um pó fino dentro de um gabinete da impressora. O software de computador transformou o desenho em milhares de camadas extremamente finas, como fatiar a imagem extremamente fina. A impressora pulverizou um aglutinante químico sobre o pó na forma da camada mais baixa. O pó foi então misturado sobre esta camada, e a bandeja plana baixou uma pequena quantidade. A próxima camada de aglutinante e pó foi adicionada, e assim por diante, até que uma peça 3D fosse feita. Dependendo da complexidade da peça, a impressora pode precisar funcionar por dias para concluir uma amostra.

Outro tipo de impressora modelo de protótipo rápido usava um plástico fundível. Um bico colocou pequenos pontos do material derretido na bandeja da impressora em camadas sucessivas para formar uma peça. Essas peças geralmente eram utilizáveis ​​diretamente da máquina, porque as camadas de plástico formavam um protótipo de plástico sólido. Isso foi uma melhoria em relação a algumas impressoras em pó, que criaram peças que podem ser manuseadas, mas podem não ser suficientemente fortes para testes ou uso real.

Um processo chamado sinterização de metais também pode criar um modelo de protótipo rápido. Um metal como alumínio ou cobre com um ponto de fusão relativamente baixo pode ser usado em uma impressora 3D de maneira semelhante a um plástico derretido. A peça de metal acabada geralmente não requer processamento adicional e pode ser usada diretamente da máquina para teste ou desenvolvimento adicional.

Muitos produtos no século XXI foram totalmente projetados em software CAD, tornando a imagem virtual um modelo de protótipo rápido, sem a necessidade de uma amostra física a ser feita. Isso se tornou comum em grandes máquinas industriais, aeronaves e veículos de grande porte, como navios. Muitas partes eram grandes demais para criar protótipos separados ou teriam atrasado o desenvolvimento do produto final.

Os engenheiros desenvolveram testes de software que poderiam simular condições reais de teste, o que eliminou a necessidade de testes de protótipo. A primeira aeronave comercial foi projetada dessa maneira no final do século XX. Um avião a jato comercial foi construído inteiramente em um computador, passando de um projeto diretamente para um avião com capacidade de vôo sem protótipos intermediários.