Impressoras 3D transformam ideias em protótipos perfeitos
Postado em: 29 / 01 / 2012
Veja no vídeo acima como os protótipos são produzidos na impressora 3D Z Corp Z650
Maria Edicy Moreira
O surgimento da computação gráfica 3D já foi um avanço e tanto nas possibilidades de os designers, artistas gráficos, arquitetos e engenheiros visualizarem e analisarem suas criações ainda na fase de protótipo digital. Porém, quem não gosta de ver e analisar um novo produto tocando, sentindo a textura ou testando encaixes e analisando cores em um protótipo físico? Foi exatamente para atender a essa necessidade tão humana, de exercitar o tato e a visão, que surgiram os equipamentos de prototipagem rápida, capazes de superar de longe a construção artesanal de protótipos em isopor, argila ou madeira.
As impressoras 3D e os equipamentos de prototipagem rápida de grande porte permitem realizar testes de ergonomia e funcionalidade, visualizar formas e cores, além de avaliar a aceitação do produto pelo público, corrigir erros ainda na etapa de design, evitando retrabalhos e possíveis falhas que só seriam detectadas na linha de produção. A prototipagem rápida surgiu há algumas décadas, mas até recentemente estava restrita às grandes indústrias: automotivas, aeroespaciais etc. devido à existência apenas de equipamentos de grande porte e aos seus altos preços. Alguns modelos podem custar quase um milhão de dólares.
Veja no vídeo abaixo como os protótipos são produzidos na Stratasys Fortus
Com o surgimento das impressoras 3D, mais fáceis de usar e bem mais baratas que os equipamentos de grande porte, (no Brasil os preços das impressoras 3D começam em R$ 5.700,00, kit para montar; e em R$ 12.400,00, modelo pronto) a prototipagem rápida se torna cada vez mais popular tanto para uso profissional quanto para uso pessoal, transformando rapidamente ideias em modelos físicos únicos e personalizados.
“O desejo de ter algo único a custos acessíveis ficou muito mais próximo. As impressoras 3D otimizam o processo de produção e geram lucros para pequenas e médias empresas que antes não tinham verba para investir em um equipamento profissional”, afirma Sérgio Oberlander, diretor da Robtec, empresa representante da 3D Systems e BFB.
As impressoras 3D podem ser usadas tanto em escritórios de design, arquitetura e engenharia, estúdios de arte e entretenimento, e também em departamentos de grandes empresas, universidades e salas de aula. Além de atender às necessidades dos designers, arquitetos, engenheiros, artistas e estudantes, que podem materializar, analisar e aprimorar suas ideias, as impressoras 3D podem ser usadas pelas pessoas que sonham ter esse tipo de máquina em casa. Até alguns anos atrás o sonho das pessoas era ter em casa uma impressora que imprimisse no papel, em cores e com qualidade fotográfica. Hoje muita gente sonha ter em casa uma impressora 3D para pequenos trabalhos ou por puro hobby, para materializar suas ideias em modelos 3D físicos.
“O principal conceito das impressoras 3D é materializar produtos oferecendo aos mais diversos mercados a possibilidade de criar protótipos para uma análise mais detalhada da peça ou produto antes de produzi-los em larga escala. A impressão 3D tornou-se um marco no desenvolvimento de produtos e está alavancando sua força ao se tornar acessível ao grande público”, diz Oberlander.
Veja abaixo a grande variedade de protótipos que podem ser produzidos em uma impressora 3D
Siegfried Koelln, diretor da SKA, representante da Stratasys no Brasil, observa que a facilidade de uso, o preço acessível e a diversidade de aplicações trazida pelas impressoras 3D contribuem para que o desenvolvimento de produtos, desde o design até a manufatura, seja cada vez mais barato e rápido.
A tecnologia de impressão 3D já está disponível para o grande público há pelo menos 10 anos, mas só nos últimos anos começaram a aparecer na mídia e ganhar popularidade. “Graças aos feitos dessa tecnologia, atribuía-se a ela a ideia de ser um produto caro e inacessível para a realidade da maioria das empresas e indústrias brasileiras, mas devido ao bom momento do país e ao acesso ao crédito e à informação, muitas empresas e indústrias estão enxergando a possibilidade de aquisição da tecnologia e com ela acelerar o desenvolvimento e o lançamento de produtos”, afirma Marília Carvalho, do departamento de marketing da Seacam, representante da 3D Systems.
As impressoras 3D e os equipamentos de prototipagem de grande porte vêm ampliando seu espaço também nas indústrias dos setores: aeroespacial, automotivo, médico, de eletroeletrônicos, entre outros. Além de acelerar o desenvolvimento de protótipos e melhorar a qualidade dos produtos, esses equipamentos trazem às indústrias a confidencialidade. “A empresa não precisa mandar fazer o protótipo em outro departamento ou até fora das suas dependências. As informações saem do CAD direto para o equipamento de prototipagem, reduzindo o risco de vazar informações confidenciais”, afirma Koelln.
Rafael Corbani, gerente de marketing da Roland DG, observa que a prototipagem rápida é fundamental para os engenheiros, designers, arquitetos, entre outros profissionais, que precisam dar forma a produtos ou peças desenvolvidas a partir de um aplicativo CAD com baixo custo e ótima qualidade, além de garantir a confiabilidade dos projetos.
Preços acessíveis
Impressora 3D, RapMan, da BFB, que vem na forma de kit e pode ser motada até por estudantes
Hoje, para felicidade geral dos usuários as impressoras 3D se apresentam como uma solução bem mais econômica que os equipamentos de prototipagem de grande porte. A empresa inglesa, BFB – Bits From Bytes, desenvolveu modelos de impressoras 3D para iniciantes com preços a partir de 795 libras.
Neste caso trata-se de um kit, RapMan 3.1, para o usuário montar. A empresa é representada no Brasil pela Robtec e aqui o referido kit sai por R$ 5.700,00. Quem preferir um produto montando pode adquirir a BFB-3000 Plus 3D Printer, do mesmo fabricante, que custa a partir de 2 mil libras na Inglaterra e é vendida no Brasil por R$ 12.400,00, também pela Robtec.
“Além de baixo custo, as impressoras da BFB oferecem fácil manuseio e operam com duas matérias-primas econômicas: o PLA (Ácido Polilático) e o ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno). A RapMan 3.1 vem equipada com leitor de cartão SD e está disponível nas versões single e double head (com uma ou duas cabeças), aliando inovação e praticidade. Outro fator que permite o barateamento dessa impressora é a apresentação na forma de kit acompanhado de um guia completo sobre a montagem”, diz Oberlander.
Modelo produzido nos equipamentos de prototipagem rápida de grande porte fornecidos pela Robtec
Sobre a BFB – 3000 Plus, ele chama a atenção para a facilidade de uso e o tamanho reduzido do equipamento possibilitando o seu uso em pequenos espaços como residências, escritórios e escolas. Além disso, a BFB 3000 tem outras características marcantes: “É precisa e robusta e, ao mesmo tempo, simples e amigável. Está disponível nos modelos single, double e triple head.”
A Robtec trabalha também com vários modelos de grande porte e impressoras 3D da 3D Systems, dos EUA. As impressoras 3D, ProJet 1000 e ProJet 1500, são ideais para uso em escritórios de design, arquitetura e engenharia, estúdios de arte e entretenimento etc. São fáceis de usar, fazem conexão com PCs e com a Web, podendo ser monitoradas a distância. Imprimem protótipos em um plástico durável e resistente para testes funcionais e de encaixe. A ProJet 1500 imprime em seis cores.
Stratasys
Veja abaixo como um protótipo é impresso acrescentando camada sobre camada
A Stratasys, tradicional fabricante americana de equipamentos de prototipagem de grande porte e, que mais recentemente entrou no segmento de equipamentos de entrada, oferece as impressoras a partir de US$ 15.900,00 nos EUA. No Brasil, além da conversão para o real, esse preço sofre o acréscimo de impostos, custos de importação, entre outros.
A SKA, que acaba de adquirir a unidade da Sisgraph, que representava a Stratasys no mercado brasileiro, tem em seu portfolio dez modelos de equipamentos de prototipagem Stratasys, incluindo impressos 3D e máquinas de grande porte. Segundo Siegfried Koelln, diretor da SKA, o modelo mais vendido é a impressora 3D de pequeno porte, Stratasys uPrint, impressora de médio porte que une rapidez e qualidade.
A Stratasys Fortus, equipamento de prototipagem de grande porte, também faz sucesso entre as indústrias que buscam soluções mais profissionais para desenvolver protótipos e até peças finais e moldes para a fabricação de produtos. Os equipamentos Stratasys trabalham com termoplásticos nobres de engenharia, como ABS, policarbonato, polifenilsulfona e ultem 9085.
Segundo Koelln, a tendência é de que esses materiais sejam cada vez mais usados no dia a dia das empresas, não apenas na área de protótipos, mas também na manufatura para a produção de moldes para a fabricação do produto e até peças definitivas para o produto final. “Os produtos e peças produzidos nas impressoras da Stratasys são tão resistentes que podem ser testados em condições reais sendo usinados, lixados, pintados, cromados etc.”
Z Corp
Impressora 3D Z150 modelo mais acessível da Z Corpo imprime protótipos monocromáticos (brancos)
A Z Corp, que acaba de ser adquirida pela 3D Systems, possui diversos modelos de impressoras 3D e os preços dos seus equipamentos nos Estados unidos começam em US$ 29 mil FOB. No Brasil, onde é representada pela Seacam, esse valor é acrescido de impostos, custos de importação, entre outros.
Segundo Marília Carvalho, da Seacam, as impressoras Z Corp permitem alta precisão, velocidade de impressão acima da média e fidelidade às cores. Além disso, geram protótipos funcionais, a operação é extremamente fácil, e se adaptam a diversos ambientes, uma vez que são silenciosas, limpas e não exigem condições especiais de funcionamento nas indústrias e escritórios.
Impressora 3D Z Corp Z450
As impressoras 3D da Z Corp produzem protótipos a partir de um pó semelhante ao gesso (powder) e aglutinante. A Z150 é o modelo mais acessível da categoria para impressão de protótipos monocromáticos (brancos). A Z250 é o modelo mais acessível da categoria para impressão de protótipos coloridos a partir do powder e aglutinante. A Z350 é um modelo para protótipos monocromáticos (brancos) com superioridade de precisão e automatização básica de funcionamento.
A Z450, modelo intermediário da categoria, imprime protótipos multicoloridos com precisão superior e automatização de funcionamento total, enquanto a Z650 é o modelo mais sofisticado por apresentar um número maior de cores premium, mais nitidez, precisão e alta resolução, além de uma área de construção de 254 x 381 x 203 mm. Traz estação de limpeza acoplada e automatização de funcionamento total.
A ZBuilder Ultra é a solução 3D da Z Corp para protótipos funcionais, flexíveis e plásticos. Os protótipos são mais precisos e têm alta resolução. Pode ser usada para criar peças em plástico durável, no mesmo patamar de precisão, detalhamento e acabamento que suas concorrentes que trabalham com injeção de plástico. A ZBuilder Ultra usa como matéria-prima resina líquida e material fotopolímero. As impressoras 3D Z Corp têm múltiplas aplicações nos mercados de design de produto e embalagens, além de protótipos de equipamentos médicos, odontológicos e próteses para testes prévios de cirurgias, preservando pacientes e evitando desgaste de matéria prima e insumos cirúrgicos.
“O mercado de entretenimento usa as impressoras Z Corp para a produção de peças para gravações em slow e stop-motion. O setor educacional tem se familiarizado com a tecnologia para capacitação de alunos e os mercados de arquitetura e construção, calçados e manufatura em geral têm encontrado muitas soluções para seus protótipos dentro das tecnologias Z Corp”, afirma Marília Carvalho.
Voxeljet
As impressoras 3D da empresa alemã, Voxeljet, bastante usadas para a fabricação de moldes de areia para fundição de metal e produção de componentes plásticos, estão em um patamar mais profissional e seus preços também são bem mais altos, a partir de 500 mil euros, na Alemanha. São mais adequadas para as grandes indústrias. Segundo Bruna Sato, do departamento de marketing da Sycad, empresa representante da Voxeljet no Brasil, a principal característica das impressoras alemãs é a tecnologia de prototipagem que permite altíssima precisão.
A Sycad trabalha com quatro modelos Voxeljet: VX500, com espaço de construção de 500x400x300 mm e espessura de 80 mícrons; VX800, para uso industrial, com espaço de construção de 850x450x500 mm e espessura de 120 mícrons; VX1000, impressora 3D universal com espaço de construção de 1060x600x500 mm em finas camadas; e VX4000, equipamento de grande formato, com espaço de construção de 4000x2000x1000 mm. Trabalha em operação contínua com múltiplas plataformas e permite também a produção de pequenos lotes de produto final.
“Os equipamentos Voxeljet utilizam como matéria prima a Silica Sand (Areia de Sílica) e PPMA, que caminham para uma resistência mecânica cada vez mais próxima do produto final e, com o avanço da tecnologia, as Voxeljet alcançaram um nível de precisão antes impensável”, afirma Bruna.
Modeladora 3D MDX 540A, da Roland DG, usa tecnologia SRP (Prototipagem Rápida por Subtração)
Roland DG – A Roland DG fabrica equipamentos de prototipagem com tecnologias diferentes das usadas nas impressoras 3D e máquinas de prototipagem grande porte dos outros fabricantes. Enquanto os equipamentos dos outros fabricantes constroem protótipos pela adição de camadas, as modeladoras 3D da Roland DG, MDX-40A e MDX 540, esculpem os protótipos subtraindo material, utilizando o conceito de fresadora.
“A MDX-40A é uma modeladora compacta com tecnologia SRP (Prototipagem Rápida por Subtração) que oferece dinamismo aos designers de produto e joias, engenheiros, projetistas, indústrias, escolas técnicas, centros de pesquisa e desenvolvimento, além de uma extensa gama de aplicações a custos menores que os da concorrência”, afirma Rafael Corbani. Segundo ele, por menos da metade do preço que a maioria dos sistemas por adição de camadas, a MDX-40A produz peças e protótipos em uma ampla variedade de materiais como ABS, nylon, acrílico, cera de joalheria, resinas etc., com mais precisão e melhor acabamento de superfície, possibilitando testes térmicos, estruturais e funcionais.
Protótipo produzido na modeladora Roland DG MDX 540A, que usa a tecnologia SRP
A MDX-540, baseada na tecnologia de Prototipagem por Subtração (SRP), é uma modeladora e fresadora 3D de alta performance que permite uma grande variedade de aplicações como a produção de protótipos para avaliação dimensional e funcional, moldes para vaccum forming, eletrodos de ferramentaria, cunhos de aço, moldes para clicheria, facas de alta frequência para fabricação de calçados, entre outros. A área de trabalho é de 500 mm x 400 mm x 155 mm.
As MDX não necessitam de computador exclusivo para operá-las, nem de especialista exclusivo para manuseá-las, bastam noções de processos de produção dos protótipos. O ambiente não precisa de condições especiais. As MDX vêm acompanhadas de aplicativo CAM e interagem com uma grande variedade de aplicativos CAD/CAM.
SERVIÇOS
Quem não pode comprar um equipamento de prototipagem pode se beneficiar da tecnologia contratando serviços. A Robtec presta serviços de prototipagem em equipamentos baseados nas tecnologias de sinterização a laser e estereolitografia. O cliente entrega o modelo 3D gerado do CAD e recebe o protótipo pronto de produtos ou peças e moldes para a fabricação de produtos.
Porta-guardanapos à venda no site Imprima 3D, produzido em impressora 3D pela Robtec
Para atender ao grande público a Robtec criou o site “Imprima 3D” (www.imprima3d.com.br), uma shapeway que permite a qualquer pessoa comprar objetos produzidos em impressoras 3D ou colocar suas próprias criações para a produção e venda de protótipos. “A ideia é oferecermos um ponto de encontro entre designers, fabricantes e o grande público, a fim de satisfazer a vontade do brasileiro em ter acesso fácil à tecnologia de impressão 3D”, afirma Vinícius Dourado, idealizador do site.
“Queremos atrair os melhores designers do país para disseminar a tecnologia 3D, compartilhar desenhos e opiniões, além de mostrar o talento de cada um, impulsionando vendas e gerando negócios, já que parte do lucro obtido com a comercialização das peças no “Imprima 3D” é revertida aos seus autores”, afirma Sérgio Oberlander, diretor da Robtec.
Os designers profissionais devem, primeiramente, cadastrar-se no site e expor suas criações de acordo com os procedimentos necessários. Então, os visitantes selecionam as imagens de sua preferência e escolhem o material, metal ou plástico branco, e pedem a impressão, que é entregue em 15 dias.
Fábrica de Imagens - A Fábrica de Imagens é outra empresa que oferece serviços de prototipagem em equipamentos da Z Corp, desde 2008. “O processo de prototipagem rápida colorida da Fábrica de Imagens permite a “materialização” de protótipos coloridos com geometrias complexas em poucas horas”, afirma Marco Antonio Sartoris, diretor da empresa. O serviço de prototipagem pode atender clientes nas áreas de design, arquitetura, engenharia, arte, entretenimento etc.
Protótipo de boneco produzido pela Fábrica de Imagem sai por R$ 270,00
A experiência no mercado também está ajudando a Fábrica de Imagens a conquistar clientes. “Ao longo dos anos fomos aprendendo a dominar o processo e hoje conseguimos praticar preços mais acessíveis e a procura por prototipagem rápida vem crescendo acentuadamente, apesar de o custo da matéria-prima ainda ser um limitador para algumas aplicações.”
Para se ter uma ideia sobre os preços dos serviços da Fábrica de Imagens, Sartoris apresenta o boneco Wolverine com rosto de outra pessoa (ao lado), que tem 15 cm de altura e 65 cm³ de volume, cujo preço da geração do protótipo é R$ 270,00. O empresário conta que a forma como a Fábrica de Imagens cobra pelos seus serviços de prototipagem permite que o cliente já estime o custo da prototipagem na fase de desenvolvimento.
Para ele a vantagem de contratar serviços, em vez de comprar equipamentos está na redução de custos, pois equipamentos de qualidade ainda custam caro. Além disso, deve ser considerada toda uma gama de custos extras que são gerados quando qualquer equipamento de produção é adquirido, como a contratação de funcionários extras, seguro, manutenção do equipamento, treinamento de pessoal etc.
Protótipo de banco produzido pela Fábrica de Imagens em uma impressora 3D Z Corp
Seacam
A Seacam também presta serviços de prototipagem. Os protótipos podem ter texturas padrão de peças injetadas em plástico com diversas possibilidades de cores. São confeccionados em resinas que possuem características de plásticos semelhantes às do ABS e HIGH ABS apropriados para ensaios funcionais e testes mecânicos nas indústrias automotiva e de eletroeletrônicos e embalagens, além de escritórios de design, entre outros.
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