Prototipagem rápida - Parte 1

A prototipagem rápida é um processo de fabricação que permite a criação de modelos físicos através de adição de material criando modelos físicos que foram projetados em software de desenho 3D.

Esse processo é baseado no princípio de criar peças que foram desenhadas em um software de modelamento, que após ser convertido para um arquivo STL o sistema CAD 3D irá gerenciar as informações geométricas do modelo resultando em uma manufatura através da adição de materiais em camadas planas, como exemplificados na Figura 1.

Figura 1 - Representação das principais etapas do processo de manufatura por camada

A Figura 1 demonstra o processo de fabricação por camada baseado no princípio de AM (Addictive manufacture).

Com a criação de protótipos em uma velocidade relativamente rápida, se consegue definir parâmetros de análise como inspeção visual, inspeção ergonômica, inspeção dimensional, e também auxilia na escolha do melhor processo para criar o modelo real.

Os modelos gerados por prototipagem rápida geralmente apresentam irregularidades em sua superfície correspondente a espessura da camada que foi adicionada, essa irregularidade é chamada de efeito escada, que se aplicando alguma operação de acabamento irá diminuir esse efeito, mas alteraria a sua tolerância dimensional.

O efeito escada ocorre naturalmente em processo de FDM (Fused Deposition Modeling) em decorrência do fatiamento que o modelo 3D sofre pelo software CAD, exemplificado na Figura 2.

Figura 2 - Perfil original do modelo 3D em relação ao modelo físico por FDM

Para se corrigir esse efeito escada e gerar um modelo com pouca variação em relação com a geometria original do projeto 3D deve se adicionar uma camada de contorno para que o processo tenha uma precisão geométrica, Figura 2.

O efeito escada acontece por razão da falta de continuidade causada pela espessura de cada camada, que pode ser minimizado consideravelmente esse efeito na hora de orientar a peça a ser construída no software CAM (Computer Aided Manufacturing).

Figura 3 - Eliminação do efeito escada apenas com a alteração da peça

Com essa mudança de orientação, o acabamento superficial é melhorado e o efeito escada é extinto, como mostra a Figura 3.