Impressão 3D SLA para Validação de Protótipo de Produto com Múltiplas Peças

Um projeto de protótipo torna-se mais complicado quando o cliente necessita de um conjunto completo de peças em vez de um único componente isolado.

Para este projeto nos EUA, produzimos aproximadamentecinco conjuntos completos de protótipos usando impressão 3D SLA. As peças eram necessárias para a validação inicial do produto pelo cliente, antes que o design avançasse para uma fase de fabricação mais finalizada.

A construção incluiu grandes secções de carcaça, peças texturizadas em forma de anel, suportes, pegas, estruturas e um número de componentes menores. Como estas peças pertencem ao mesmo produto, a preocupação real do cliente não era simplesmente se cada arquivo CAD poderia ser impresso. Eles precisavam de componentes físicos que pudessem ser manuseados, comparados e montados juntos.

É aí queo prototipagem rápida SLAfoi particularmente útil.

Projeto em Resumo

Não um Protótipo, mas um Grupo Completo de Peças

A variedade de componentes é um dos aspetos mais interessantes deste projeto.

Várias peças grandes em forma de concha têm superfícies largas e áreas internas profundas. Os quatro componentes em forma de anel têm paredes espessas e uma textura externa repetida. Outras peças são muito menores, com projeções estreitas, furos, estruturas e detalhes locais.

Colocar todos eles no mesmo lote de protótipos criou um desafio diferente de imprimir dez peças idênticas.

Cada geometria teve que ser considerada individualmente.

Uma grande carcaça pode precisar de orientação cuidadosa para controlar superfícies largas. Um componente circular precisa de manter a sua forma geral. Projeções finas requerem suporte suficiente durante a construção, enquanto detalhes funcionais pequenos precisam de permanecer intactos durante a remoção de suporte e limpeza.

O objetivo era direto:produzir um conjunto utilizável de peças físicas a partir dos dados CAD do cliente para que o produto pudesse avançar para a sua primeira avaliação no mundo real.

Porquê Produzir Cinco Conjuntos Nesta Fase?

Cinco conjuntos podem parecer uma encomenda pequena, mas para o desenvolvimento inicial do produto pode ser exatamente a quantidade certa.

Neste ponto, o cliente não precisava de centenas de peças de produção. O design primeiro precisava de ser verificado fisicamente.

Com vários conjuntos de protótipos disponíveis, a equipa de engenharia pode trabalhar com mais de uma montagem, comparar resultados e usar as peças para diferentes avaliações internas sem se comprometer com ferramentas de produção.

O SLA torna este tipo de iteração prática porque não há molde para modificar se o design mudar.

Se os testes mostrarem que um suporte precisa de ser movido, uma carcaça precisa de mais espaço ou uma interface não se alinha como esperado, os arquivos CAD podem ser revistos antes da próxima construção de protótipo.

Esta é uma das razões pelas quais usamos frequentementeimpressão 3D SLA para desenvolvimento de produtos em fase inicial: mantém o design flexível enquanto os engenheiros ainda estão a aprender com o produto físico.

A Montagem Diz Mais do que uma Peça Individual

Um componente pode parecer correto por si só e ainda assim criar problemas quando tudo se junta.

Duas peças podem interferir. Uma lacuna pode ser maior do que o esperado. Uma pega pode não ter espaço suficiente. Uma característica de montagem pode tecnicamente estar na posição CAD correta, mas provar ser inconveniente durante a montagem real.

Produzir o protótipo como um conjunto dá ao cliente a oportunidade de encontrar estes problemas precocemente.

As peças SLA podem ser usadas para rever:

• ajuste entre componentes vizinhos;
• dimensões e proporções gerais da montagem;
• posições de montagem e localização;
• espaços em torno de peças em movimento ou de ligação;
• acessibilidade durante a montagem;
• alinhamento e lacunas da carcaça;
• forma e aparência externas;
• alterações de design necessárias para a próxima iteração.

Para uma equipa de P&D, estas descobertas são frequentemente mais importantes do que simplesmente confirmar que uma peça corresponde às suas dimensões CAD nominais.

Uma Construção, Geometrias Muito Diferentes

A fotografia também mostra porquea fabricação de protótipos SLA personalizadosrequer mais do que colocar arquivos numa plataforma de construção e pressionar iniciar.

Estes componentes não se comportam todos da mesma maneira durante a impressão.

Superfícies largas e relativamente planas podem ser mais sensíveis à orientação. Geometrias de carcaça profundas podem exigir estruturas de suporte substanciais. Hastes pequenas e características projetadas precisam de proteção, enquanto os componentes texturizados em forma de anel têm as suas próprias considerações de superfície e suporte.

Antes da produção, analisamos portanto a geometria de cada peça e decidimos como ela deve ser posicionada e suportada.

Considerações típicas incluem espessura da parede, projeções longas, áreas fechadas ou rebaixadas, superfícies largas, características circulares, locais de contacto de suporte e superfícies que mais tarde interagirão com outro componente.

Isto torna-se particularmente importante com um protótipo de múltiplas peças. Um suporte danificado ou uma característica de ligação distorcida pode impedir que um conjunto de componentes, de resto bom, seja montado.

De Arquivos CAD do Cliente a Cinco Conjuntos de Protótipos

Para este projeto, a produção começou com os dados 3D CAD do cliente.

Em vez de tratar os arquivos como trabalhos de impressão não relacionados, revimos-nos como componentes pertencentes a um projeto de desenvolvimento. As peças foram preparadas para produção SLA de acordo com as suas estruturas individuais, seguidas de impressão, remoção de suporte, limpeza e inspeção.

O fluxo de trabalho foi mantido prático:

Revisão de Arquivo CAD → Orientação da Peça → Preparação de Suporte → Impressão SLA → Remoção de Suporte e Limpeza → Inspeção → Classificação de Peças → Embalagem

A classificação de peças é um pequeno detalhe, mas importa quando um envio contém muitos componentes diferentes.

Para um cliente que recebe vários conjuntos completos no estrangeiro, ser capaz de identificar as peças e organizá-las para montagem é muito mais útil do que receber uma caixa de protótipos mistos.

O SLA é um Passo no Desenvolvimento, Não Necessariamente o Processo Final

O método de fabricação usado para um protótipo não tem que ser o processo usado para produção.

Para este projeto, o SLA foi escolhido porque o requisito imediato eravalidação inicial de aproximadamente cinco conjuntos. Nessa fase, a velocidade, a flexibilidade de design e a capacidade de produzir muitas geometrias diferentes eram mais importantes do que otimizar um processo para milhares de peças idênticas.

Após os protótipos serem montados e avaliados, a próxima rota de fabricação pode ser selecionada de acordo com o design final, os requisitos de material e a quantidade esperada.

Alguns projetos permanecem com impressão 3D para iterações adicionais. Outros avançam para usinagem CNC, fundição a vácuo, moldagem por injeção de protótipos ou ferramentas de produção.

Tomar essa decisão após a validação física pode reduzir o risco de carregar um problema de design evitável para a próxima fase.

Serviço de Impressão 3D SLA para Desenvolvimento de Produtos em Fase Inicial

Para equipas de engenharia, o valor de um protótipo não é que ele torna um modelo CAD tangível. O seu valor está no que a equipa aprende assim que as peças estão em mãos.

Este projeto nos EUA exigiu aproximadamente cinco conjuntos contendo componentes de tamanhos e estruturas muito diferentes. A impressão 3D SLA deu ao cliente uma forma prática de obter o grupo completo de peças para avaliação inicial de ajuste, montagem e design antes de avançar para a produção.

A YS Precision suportaimpressão 3D SLA personalizada, prototipagem rápida e fabricação de protótipos de baixo volume para projetos industriais e de desenvolvimento de produtos.

Se o seu protótipo consistir num conjunto completo em vez de um único componente, envie-nos osarquivos 3D CAD, quantidade e requisitos de teste. Podemos rever as peças em conjunto e determinar uma forma prática de fabricar o primeiro lote de protótipos.