Com o avanço da ciência e da tecnologia e a competição de mercado cada vez mais acirrada, os ciclos de vida dos produtos estão se acelerando. Encurtar o ciclo de design e prototipagem de novos produtos, ao mesmo tempo em que reduz os custos de desenvolvimento, tornou-se um desafio urgente para todos os fabricantes.
Nos últimos 30 anos, a tecnologia computacional tornou-se uma ferramenta poderosa em diversos campos. Embora o design auxiliado por computador (CAD) melhore significativamente a eficiência e a qualidade do projeto,prototipagem não consegue lidar com todos os desafios do processo de fabricação. Entre a conclusão do projeto do produto e a produção em massa, muitas vezes é necessário fabricar protótipos para validar e refinar o projeto desde o início — uma tarefa demorada e trabalhosa que se tornou um grande gargalo.
A tecnologia de prototipagem rápida, que gera objetos tridimensionais diretamente a partir de modelos computacionais, surgiu em resposta às crescentes demandas do design e da manufatura modernos. Essa tecnologia interdisciplinar integra engenharia mecânica, controle automático, tecnologia laser, ciência da computação e ciência dos materiais. Nos últimos anos, tem sido amplamente aplicada em design industrial, manufatura, arquitetura, arte, medicina, aviação, aeroespacial, arqueologia e produção cinematográfica, com notável sucesso. No futuro, a tecnologia de prototipagem rápida de moldes inteligentes, combinada com a otimização da inteligência artificial e o monitoramento de gêmeos digitais, promoverá ainda mais a transformação da indústria de manufatura em direção a
digitalização e personalização.
Existem vários métodos de processo específicos para a tecnologia de prototipagem rápida, mas seus princípios fundamentais permanecem os mesmos. O conceito central baseia-se na manufatura por adição de material. O objetivo é transformar rapidamente (em comparação com a usinagem) um modelo CAD 3D em um protótipo tridimensional físico composto por materiais reais. O processo pode ser dividido em duas etapas: discretização e estratificação.
Primeiramente, um modelo CAD 3D é obtido por meio de um sistema de modelagem CAD ou pela medição das dimensões de um objeto físico e sua conversão em um modelo digital. Os dados do modelo são então processados e discretizados em camadas planas ("layers") ao longo de um eixo específico. Posteriormente, um sistema CA dedicado (máquina de prototipagem) processa e deposita o material de conformação camada por camada até que o protótipo seja concluído. O processo é ilustrado no diagrama a seguir.
(Observação: como você mencionou ", o processo é mostrado na figura abaixo, " incluí um espaço reservado para a referência do diagrama. Se você tiver um rótulo de figura específico, poderá ajustá-lo conforme necessário.)
O Rapid Tooling (RT) é uma combinação de Prototipagem Rápida (RP) e tecnologia de fabricação de moldes, que visa encurtar o ciclo de desenvolvimento do molde, reduzir custos e aumentar a flexibilidade. A tecnologia de prototipagem rápida de moldes encurta muito o ciclo de desenvolvimento do molde e é especialmente adequada para pequenos lotes, estruturas complexas e cenários de produção de testes rápidos.
A tecnologia de prototipagem rápida de moldes reconstrói o processo tradicional de moldagem por meio de meios digitais e apresenta vantagens significativas no campo da manufatura ágil e da personalização personalizada. A tecnologia de prototipagem rápida de moldes, como principal meio de inovação da indústria de manufatura moderna, está remodelando o processo tradicional de desenvolvimento de moldes com suas características de alta velocidade, baixo custo e alta flexibilidade. Essa tecnologia pode concluir a fabricação de moldes que levaria semanas para ser realizada por processos tradicionais em horas ou dias, por meio da fabricação rápida direta de moldes (como impressão 3D em metal) ou da fabricação rápida indireta de moldes (como torneamento de moldes de silicone), especialmente adequada para produção experimental de pequenos lotes, moldes complexos de resfriamento conformal e cenários de iteração rápida de produtos. Com o desenvolvimento de tecnologias de fabricação mista e de pó metálico de alto desempenho, a tecnologia de prototipagem rápida de moldes está rompendo as limitações de vida útil e precisão, e concretizando o modelo de manufatura ágil de "design é produção" nas áreas automotiva, eletrônica e de assistência médica. No futuro, a tecnologia de fabricação de prototipagem rápida de moldes inteligentes combinada com a otimização de inteligência artificial e o monitoramento de gêmeos digitais promoverá ainda mais a transformação da indústria de manufatura na direção da digitalização e personalização.
