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Why 3D Printing Prototypes Are Essential for Product Development

prototipagem 3D

Publicado em:  3 de maio de 2022         Tempo de leitura:  Sobre os minutos 3

Os processos tradicionais de criação de protótipos podem ser muito lentos e caros. No entanto, existem novas técnicas disponíveis para melhorar os processos de desenvolvimento de produtos. Essas técnicas garantem a fabricação de protótipos de alta qualidade a custos mais baixos. A tecnologia de prototipagem 3D é a solução perfeita para suas necessidades de prototipagem rápida.

A prototipagem 3D oferece acesso a amplas possibilidades de design e técnicas eficientes para economizar tempo e dinheiro. Além disso, é uma fabricação eficaz adequada para aplicações em diversas indústrias. Também permite conceituar suas ideias rapidamente a um custo relativamente baixo.

O que envolve o protótipo de impressão 3D? Como o protótipo 3D pode beneficiar seu produto? Quais são as considerações antes de iniciar seu projeto? Este artigo responde a todas as suas perguntas e fornece as informações necessárias para obter o melhor de sua prototipagem 3D.

O que é o Prototipagem 3D?

A prototipagem 3D rápida é uma processo de fabricação aditiva envolvendo a criação de objetos tridimensionais a partir de arquivos digitais. Nesse processo, um fabricante cria objetos estabelecendo sucessivas camadas de material. Cada camada é uma seção transversal em fatias finas do objeto final.

prototipagem rápida impressão 3D

Ao contrário do processo tradicional de fabricação subtrativa, a impressão 3D não envolve cortar pedaços do material. Além disso, permite a produção de formas complexas com menos materiais. existem três grandes tipos de impressão 3D, dependendo dos níveis de precisão necessários. Eles incluem o seguinte:

  • Modelagem de deposição fundida (FDM). Esta técnica de prototipagem de impressão 3D é a opção mais popular e econômica disponível. É fácil de usar e envolve filamentos termoplásticos com extrusão camada por camada. Este processo está crescendo rapidamente e é adequado para o desenvolvimento de produtos.
  • Sinterização Seletiva a Laser (SLS). Esta é uma técnica de impressão 3D usada para prototipagem de plástico e metal. Ele usa leitos de pó para construir protótipos camada após camada, usando um laser para aquecer e sinterizar o material em pó.
  • Estereolitografia (SLA). Este método cria uma prototipagem 3D com um tanque de resinas líquidas fotossensíveis. A luz ultravioleta (UV) ajuda a solidificar cada camada do produto. Este processo continua até que o modelo esteja completo. É uma solução recomendada para protótipos 3D de alta resolução.

As impressoras 3D de prototipagem rápida são valiosas para fabricar produtos que variam de peças mecânicas e modelos arquitetônicos a designs de joias e outros produtos de consumo.

Vantagens de Prototipagem 3D rápida

Várias indústrias em todo o mundo estão adotando a técnica de impressão de protótipos 3D devido às suas várias vantagens vitais sobre as técnicas tradicionais de fabricação. Estas vantagens incluem:

Flexibilidade de design

A impressão 3D permite que você crie várias iterações de seus projetos de forma eficaz. Dá a você mais liberdade e flexibilidade de design do que várias outras técnicas de fabricação. Um protótipo 3D é criado usando um software de modelagem 3D. Portanto, o processo permite que você crie facilmente seus designs, independentemente de quão simples ou intrincados sejam. Ele também oferece espaço para criar qualquer protótipo do zero enquanto ajusta seu modelo 3D em qualquer ponto do estágio de produção. Isso ajuda a evitar dores de cabeça ao usar Impressão 3D para produção em massa.

vantagens da prototipagem 3d rápida

Além disso, qualquer impressora 3D pode imprimir quase qualquer produto, desde que caiba em seu volume de construção. Além disso, a conveniência da impressão 3D de prototipagem rápida a torna uma ótima escolha para todos os projetos. Como você precisa fazer várias alterações para obter o produto final desejado, não precisará criar um novo molde para cada iteração do seu projeto. Há pouca ou nenhuma mudança no equipamento ou maquinário ao longo do processo. 

Ao contrário das técnicas tradicionais, a impressão 3D permite incluir vários materiais em um único objeto. Assim, você tem uma variedade de propriedades mecânicas, cores e texturas correspondentes. Você também poderá criar e fabricar geometrias impossíveis para os métodos de fabricação tradicionais. Essas geometrias incluem peças dentro de peças e cavidades ocas em peças sólidas. Você pode editar seus designs da maneira que quiser para criar peças únicas e de qualidade.

Poupar dinheiro

A prototipagem 3D é relativamente mais barata do que outros métodos de fabricação, como moldagem por injeção. Como mencionamos anteriormente, você não terá que criar novos moldes cada vez que mudar seu projeto. Esta é uma vantagem significativa, especialmente para pequenas tiragens de produção. O processo de impressão 3D requer apenas uma ou duas máquinas com poucos operadores para criar um componente. 

Geralmente não há necessidade de ferramentas adicionais neste processo. Por isso, Custo do serviço de impressão 3D geralmente é mínimo. Além disso, o desperdício de material na impressão 3D é muito baixo porque é um processo de fabricação aditiva. Envolve a construção de um componente a partir do zero, e não há como esculpir blocos sólidos como em usinagem CNC.

Economia de tempo

Uma das vantagens mais significativas da tecnologia de impressão 3D é que ela garante uma prototipagem rápida. Como resultado, você pode projetar, desenvolver e testar sua peça personalizada no menor tempo possível. Mesmo que você precise modificar o design a qualquer momento, poderá fazê-lo sem necessariamente afetar a velocidade de fabricação. Ao contrário dos processos tradicionais, as técnicas de impressão 3D permitem projetar sua peça, fabricá-la internamente e testá-la em alguns dias ou menos.

A manufatura aditiva também pula o processo de criação do molde e espera pela preparação da ferramenta. Isso geralmente é uma diferença significativa para pequenas empresas que exigem pequenas tiragens de produção. Você pode acelerar o desenvolvimento de produtos e colocá-los no mercado em curtos prazos de entrega. Você também está livre da questão de pedidos mínimos.

Teste de Protótipo Funcional 

protótipo 3d funcional

A ampla gama de materiais de impressão 3D disponíveis hoje possibilita a criação de protótipos funcionais avançados. Esses protótipos são aqueles que você implanta para testes de mercado econômicos para garantir que atendam aos seus requisitos e às necessidades de seus consumidores. 

Você pode testar facilmente um protótipo de impressão 3D e modificar o arquivo CAD se descobrir alguma falha. Você obtém feedback de seus potenciais investidores e clientes sobre o produto físico sem arriscar grandes despesas iniciais de prototipagem. Isso lhe dá uma vantagem competitiva geral em seu setor.

Como imprimir protótipos em 3D

O processo de impressão 3D do protótipo ocorre em quatro etapas essenciais, e são elas: 

Design CAD

Modelo cad 3D

O ponto de partida do seu projeto de prototipagem 3D é o desenvolvimento de um arquivo de design CAD. Você pode trabalhar com empresas de design de produtos para desenvolver o software 3D para a extrapolação do design. Existem vários formatos de arquivo disponíveis para impressão 3D. É crucial que você primeiro verifique os formatos de arquivo suportados pela impressora. 

Além disso, você deve verificar os programas disponíveis para projetar os arquivos. Alguns dos formatos de arquivo comuns disponíveis são:

  • STL
  • OBJ
  • AMF
  • 3MF

Assim que houver um arquivo imprimível, você poderá preparar o arquivo para sua impressora 3D. Daí, a próxima etapa. 

Pré-processamento digital

O processo de preparação do arquivo para a impressora é chamado de fatiamento. Isso significa que você está dividindo o modelo 3D em centenas de camadas usando um software de corte. Depois de fatiado, seu arquivo está pronto para a impressora e você pode alimentá-lo via USB, Wi-Fi ou SD. 

A etapa de pré-processamento digital também envolve a escolha de materiais e parâmetros. Existem vários materiais de impressão 3D para escolher com base nas propriedades desejadas do seu produto final. Além disso, você precisa definir outros parâmetros do processo, incluindo posicionamento e tamanho da impressão.

Impressão 3D do seu protótipo

processo de impressão 3D

Depois de carregar o arquivo fatiado na impressora 3D, o processo de impressão começa. As impressoras 3D usam instruções no arquivo para ditar a disposição do material. As impressoras então constroem a peça depositando camadas do material de impressão 3D. Embora tenham princípios semelhantes, o tipo de impressora que você usar determinará como o processo será concluído. Também pode haver acabamentos de pós-processamento, como pintura e escovação em pó após o processo de impressão. 

Inspeção

Uma vez concluída a prototipagem 3D, o próximo passo é inspecionar o protótipo e levá-lo para testes de mercado. Este é geralmente o caso de protótipos funcionais. Os engenheiros internos podem inspecionar o componente em busca de falhas e alterações. Você também pode levá-lo a potenciais consumidores para garantir que atenda às suas necessidades. Se houver necessidade de mudanças, há espaço suficiente para isso. 

Serviços de impressão 3D da RapidDirect

serviços de impressão 3d rapiddirect

Concluir seu projeto de impressão 3D é sempre mais fácil quando você trabalha com o melhor parceiro de prototipagem. O RapidDirect oferece a você uma solução de alta qualidade e econômica Serviço de impressão 3D que atenderão aos requisitos exclusivos do seu projeto. Nossa fábrica de impressão interna e recursos técnicos abrangem os principais métodos de impressão 3D, incluindo FDM, SLS, SLA e Polyjet. Além disso, oferecemos uma ampla variedade de materiais e opções de pós-processamento. 

Quando você carrega seus arquivos CAD e especifica seus requisitos, nossa plataforma de cotação gera cotações rápidas em duas horas. Nossos abundantes recursos de fabricação também nos permitem oferecer preços econômicos para o seu projeto. Mais importante, o RapidDirect fornece prazos de entrega rápidos em até três dias para permitir que você coloque seu produto no mercado em um curto espaço de tempo. Carregue seu arquivo de design hoje!

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4 principais considerações antes Prototipagem 3D

A impressão 3D oferece os melhores resultados em prototipagem, mas você precisa considerar alguns fatores antes de mergulhar em um projeto de prototipagem 3D. Isso ajudará você a obter o melhor do seu projeto. Eles incluem: 

3D Materiais de Impressão

Conforme discutido acima, você tem uma ampla gama de materiais para escolher para seus projetos de impressão 3D. Os diversos materiais oferecem a possibilidade de manipular as propriedades do desenho, conferir flexibilidade, transparência, etc., dependendo das suas necessidades.

Peças impressas em 3D de diferentes materiais

No entanto, você precisa verificar os seguintes aspectos antes de escolher seu material: 

● Preço

Esta é uma das considerações mais importantes para muitas empresas. Você visa materiais que ajudem a reduzir custos, ao mesmo tempo em que fornecem as propriedades necessárias. Por exemplo, você deseja iniciar os estágios iniciais de prototipagem com plástico antes de mudar para a impressão 3D de metal. Essa escolha é mais econômica do que usar metal por toda parte. Existem vários materiais plásticos para obter uma solução econômica.

● A precisão e a qualidade do material

Um protótipo de impressão 3D oferece uma visão geral perfeita de como será o produto final. Portanto, seu sim é criar um protótipo funcional. Consequentemente, sua escolha de material deve estar alinhada com a complexidade do seu projeto. Você também precisa conhecer as propriedades mecânicas do material para garantir sua adequação ao seu projeto.

● Diretrizes de design de material

Existem diferentes diretrizes de design para diferentes materiais. Ao escolher um material, verifique se a dimensão e a geometria se alinham com as propriedades do material. Se você tiver uma parede muito fina para um material não adequado, o arquivo pode não ser impresso. Como resultado, o processo será contraproducente. 

Aplicação do produto

A aplicação do seu produto também deve ser uma prioridade na hora de tomar suas decisões. Suponha que você esteja projetando um protótipo que deve replicar a estética do produto final. Nesse caso, você deve escolher uma tecnologia de impressão 3D que ofereça uma resolução mais fina. Caso contrário, você pode ter que fazer um orçamento para o pós-processamento. Por outro lado, você deve escolher uma tecnologia que forneça excelentes tolerâncias se precisar de protótipos funcionais. 

Tecnologia de impressão 3D

Tecnologia de impressão 3d

As várias tecnologias de impressão 3D têm seus estilos únicos de construção, propriedades de materiais e limitações de projeto. O método escolhido determinará os ajustes feitos em seu projeto, como compensações e variações. Polyjet permite combinar materiais duros e flexíveis. Também projeta transparência e cores completas. 

Por outro lado, a estereolitografia (SLA) constrói peças com acabamentos superficiais lisos. Esses processos são os mais ideais se a estética for uma grande preocupação. Em contraste, a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e a Modelagem por Deposição Fusível (FDM) são mais adequadas para protótipos funcionais. Essas tecnologias constroem peças duráveis ​​com diferentes materiais. Assim, sua escolha dependerá dos requisitos do seu projeto. 

Formatos de arquivo

É aconselhável enviar seus arquivos CAD no formato correto para garantir uma excelente construção. O formato de arquivo .STL é o mais popular para compilações e configurações. Embora você possa converter arquivos CAD nativos para o formato .STL, alguns problemas podem surgir se você não usar o software nativo. Os melhores arquivos têm apenas um shell sem bordas não compartilhadas. Seu arquivo também deve indicar a unidade de medida. Isso ajudará a reduzir possíveis erros. 

Melhores materiais 3D para impressão de protótipos

Embora a impressão 3D seja um dos melhores métodos de prototipagem existentes, você precisa escolher os melhores materiais para aproveitar ao máximo seu projeto. Existem vários materiais para protótipos de impressão 3D, e a sua escolha depende das necessidades do seu projeto. Aqui estão alguns dos materiais mais utilizados para a impressão de protótipos 3D.

materiais de impressão 3d

Náilon PA12

Este é um material plástico branco e está entre os materiais mais acessíveis para prototipagem. Apesar de seu custo relativamente barato, o Nylon PA12 possui excelentes propriedades mecânicas. Ele vem de pó fino de poliamida, tornando-o perfeito para prototipagem e produção. Este material de impressão 3D funciona melhor com a tecnologia Selective Laser Sintering (SLS). 

Fusão multijato PA12

Este material é um plástico cinza, perfeito para prototipagem e produção. A versão raw do Multi Jet Fusion PA12 é a opção mais barata do mercado. Você pode facilmente fazer alterações a custos baixos. Além disso, o uso desse material oferece produtos resistentes à abrasão e a arranhões. Isso os torna úteis para testes de protótipos. O Multi Jet Fusion PA12 também é estável ao clima, estabilizado contra raios UV e estabilizado contra a luz. Portanto, é uma opção perfeita para testes em condições externas. 

Resina de prototipagem

Essa resina é mais adequada para protótipos não funcionais e você não deseja usá-la para grandes tiragens de produção. Sempre que você deseja fabricar componentes altamente detalhados, a resina de prototipagem é a escolha perfeita. Oferece acabamentos superficiais lisos, semelhantes aos produtos fabricados com injeção plástica. Este material funciona melhor com estereolitografia (SLA). 

PLA

A Fused Deposition Modeling (FDM) é uma técnica interessante, particularmente útil para filamentos de ácido polilático (PLA). O PLA é um material fácil de usar com alta rigidez e resistência. Possui baixa temperatura de impressão e deformação mínima, tornando-o um dos materiais de impressão 3D mais fáceis. É também um material barato, criando peças confiáveis ​​para muitas aplicações diferentes. Se a estética e os detalhes finos são uma grande preocupação, o PLA deve ser o seu material preferido. 

TPU

Se o seu projeto de prototipagem de impressão 3D requer um plástico flexível, o TPU é a solução perfeita. Este material tem as propriedades da borracha, incluindo alta elasticidade e alta resistência. Portanto, caberia no seu projeto de prototipagem se você precisar de algo flexível. Os componentes desse material são resistentes à fadiga e ao estresse, sendo também uma ótima opção para produtos finais.  

Conclusão

A prototipagem 3D rápida é um processo de fabricação eficaz para uma engenharia mais rápida e melhor. Ele acelera seus fluxos de trabalho e remove os gargalos do ciclo de prototipagem tradicional. O uso de prototipagem de impressão 3D economiza custos e reduz o tempo de lançamento no mercado, oferecendo testes de design mais fáceis e vantagens gerais de prototipagem. Antes de mergulhar em qualquer projeto de impressão 3D, você precisa considerar o parceiro de fabricação com o qual trabalhará.

O RapidDirect é a sua melhor opção para criar vídeos de alta qualidade impressão 3D protótipos. Fornecemos as melhores tecnologias, materiais e experiência em impressão 3D para ajudá-lo a obter o melhor de seu projeto. Nossas capacidades de fabricação também deixarão seu protótipo pronto em curtos prazos de entrega a preços acessíveis. Carregue seu arquivo CAD hoje e vamos começar!

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