Prototipagem – Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas

A expressão “tempo é dinheiro” anda muito na moda. Em clima de competição para lá de acirrado, a velocidade de lançamento dos produtos se tornou essencial para o sucesso das empresas. Para a indústria do plástico, a preocupação em reduzir o período de cada etapa de fabricação das peças é uma obsessão. Essa necessidade está presente entre todos os profissionais participantes de um projeto, desde o desenvolvimento do design até a linha de produção, passando pelos responsáveis pela escolha dos processos de fabricação e da ferramentaria, sem esquecer dos profissionais de marketing envolvidos.

O cenário favorece o avanço do mercado voltado para a fabricação de protótipos. O modelo de uma peça, obtido o quanto antes depois de se chegar ao design preliminar do produto, serve como valioso guia. Com o objeto na mão, os projetistas conseguem avaliar a estética da peça, sua funcionalidade e fazer possíveis correções na etapa inicial do projeto, proporcionando importante redução de prazo para a sua execução. Os modelos também permitem possíveis correções de trajeto no desenvolvimento dos moldes, sejam eles de injeção ou de sopro.

As empresas especializadas nas vendas de serviços e de equipamentos de protótipos estão aptas a oferecer aos clientes soluções das mais variadas, voltadas para ajudar todos os responsáveis ligados aos projetos de lançamento de um produto. Os recursos vão muito além das antigas armas utilizadas pelos usuários para produzir os modelos, como a usinagem de blocos. Eles permitem a produção de peças de forma muito ágil e em materiais diversos.

As empresas prestadoras de serviços têm contra si a falta de cultura do mercado. A realidade nacional está distante da dos países desenvolvidos, onde o uso de protótipos é bem comum. Por aqui, os principais clientes dos fabricantes de modelos são as ferramentarias e os transformadores envolvidos com tecnologia de ponta. Muitos dos potenciais usuários, no entanto, não investem ou até mesmo ignoram a existência dos vários métodos de prototipagem. E disseminar a tecnologia é um problema difícil de ser contornado, uma vez que os compradores de serviços fazem parte de mercados pulverizados – existem milhares de produtores de moldes e de peças plásticas espalhadas pelo país.

A venda de equipamentos é ainda mais complicada. Os investimentos necessários para se adquirir uma máquina não são pequenos e os potenciais compradores não se entusiasmam em fazer contas que calculem se o retorno é compensador. Hoje, as empresas que investem se concentram em dois grupos distintos. Um deles é formado pelas indústrias responsáveis pelo lançamento de grande variedade de peças, casos da indústria automobilística, de eletrodomésticos, de eletroeletrônica, de embalagens, entre outras. O segundo é formado por escolas técnicas, que utilizam as máquinas para ensinar seus alunos e, eventualmente, prestar serviços. Nesse caso se encontram, por exemplo, as escolas do Senai e o Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA).

Plástico Moderno, Sergio Oberlander, diretor, Prototipagem - Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas
Oberlander: missão de solucionar problemas

Por outro lado, os bons ventos da economia têm ajudado os representantes do ramo. A indústria automobilística, um dos principais clientes, é exemplo marcante de como as vendas aquecidas podem colaborar com o setor. Hoje é grande a necessidade das montadoras lançarem modelos para atender à demanda dos compradores. E cada veículo a ser projetado traz um número enorme de novas peças de plástico. O mesmo raciocínio vale para outros setores. O mercado de protótipos vive um clima de boas oportunidades de negócios.

Nem todas as notícias que vêm do cenário econômico são boas. A desvalorização do dólar nos últimos tempos atrapalha os prestadores de serviços, que passaram a enfrentar a concorrência dos importados. O problema pode ser explicado recorrendo-se mais uma vez à indústria automobilística. Como as montadoras atuam de forma global, muitas vezes tomam a decisão de fazer protótipos no exterior a custos vantajosos.

Fornecedores – O mercado conta com várias empresas especializadas em protótipos. A Robtec, fundada em 1994, se proclama pioneira no Brasil em modelagem rápida. A empresa presta serviços e representa fornecedores internacionais de equipamentos voltados para várias técnicas utilizadas para a construção de peças

Essas técnicas são as de prototipagem rápida pelos processos de estereolitografia ou de sinterização a laser, digitalização óptica, vacuum casting e rapid tooling. A companhia também fornece equipamentos de impressão tridimensional. “Somos especializados em protótipos, nossa missão é a de colaborar com os clientes, oferecendo para eles a solução mais adequada ao seu problema”, garante o diretor Sergio Oberlander.

A Sisgraph, há onze anos no mercado, não presta serviços; ela apenas revende no Brasil as máquinas da multinacional Stratasys, de impressão tridimensional. “A grande vantagem dos modelos da Stratasys se encontra na variedade de materiais com os quais os protótipos podem ser produzidos”, garante Fernando Schmiegelow, diretor de marketing da representante comercial.

A Seacam, no mercado desde 1993, nasceu como fornecedora de softwares de usinagem, modelamento e engenharia reversa. Com o tempo, passou também a fornecer equipamentos e prestação de serviços de prototipagem rápida. A empresa é especializada em impressão tridimensional e revende no Brasil os equipamentos da norte-americana Z Corporation ou, como também é conhecida, Z Corp. “As máquinas Z Corp são as únicas de prototipagem rápida que permitem a confecção de peças coloridas”, destaca Cláudia Garcia Beraldo, gerente de desenvolvimento de negócios da Seacam.

Serviço completo – A prestação de serviços corresponde a 80% do faturamento da Robtec. O restante é arrecadado com a venda de equipamentos. Para Oberlander, esse perfil reflete a realidade brasileira, na qual as empresas usuárias ainda não têm como cultura investir na compra de máquinas do gênero. “No exterior, a venda de equipamentos é mais comum”, explica.

Plástico Moderno, Cláudia Garcia Beraldo, gerente de desenvolvimento de negócios da Seacam, Prototipagem - Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas
Cláudia: Z Corp tem máquinas para peças coloridas

No campo de prestação de serviços, o executivo afirma que a empresa conta com o maior parque de máquinas de prototipagem da América Latina. A companhia atua com força em todo o continente, com escritórios no México, Argentina e Uruguai, além de distribuidores no Chile e na Colômbia. Também inaugurou recentemente um escritório no município de NingBo, na China. A iniciativa tem como objetivo oferecer aos clientes uma mescla da excelência dos serviços prestados no Brasil com os preços vantajosos dos produtos chineses.

Cada pedido de serviço que chega à empresa é avaliado para se chegar à tecnologia mais indicada. Caso o cliente precise de uma a três peças, pode se valer das técnicas de estereolitografia e sinterização a laser. “A esteriolitografia proporciona aos protótipos melhores qualidades superficiais e também a confecção de peças transparentes. A sinterização oferece melhores características mecânicas”, resume Oberlander.

O processo de estereolitografia se inicia a partir de um desenho tridimensional da peça em CAD. No equipamento adequado, esse desenho é dividido em camadas. Com a ajuda de um laser, é solidificada camada por camada do modelo com uma resina líquida fotossensível, até que este seja totalmente construído. A resina tem características semelhantes às do polipropileno e pode gerar peças transparentes, caso necessário. Uma vez finalizada, a peça pode ser pintada, colada ou montada de acordo com o projeto apresentado. Em seguida, ela está apta para a realização de testes.

A sinterização também começa a partir da divisão de um desenho tridimensional CAD em camadas. Um laser sinteriza, camada por camada, um material em pó com a ajuda de um aglutinante. O pó é selecionado conforme as características desejadas. Podem ser utilizados, por exemplo, pó de náilon enriquecido ou não com carga de fibra de vidro ou materiais flexíveis. Tanto no caso da estereolitografia quanto no da sinterização, não existem limites de tamanho para se confeccionar uma peça. Caso suas dimensões ultrapassem as dimensões previstas pela capacidade dos equipamentos, são produzidos pedaços das peças que depois são colados.

Plástico Moderno, Prototipagem - Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas
Molde de silicone produz pequenos lotes de peças

Com a digitalização óptica, é possível fazer projetos de engenharia reversa. A partir de uma peça que se deseja reproduzir, um sensor consegue captar informações e gerar um desenho tridimensional em CAD com grande precisão. Com esse desenho, podem ser construídas as peças por outros métodos de modelagem rápida. A digitalização óptica também é utilizada em ações de inspeção e verificação.

No caso dos clientes interessados em produzir lotes com cinco ou mais peças, o processo indicado pela Robtec é o de vacuum casting. A etapa inicial da técnica consiste na construção de um modelo feito por estereolitografia, que será utilizado como padrão. Esse protótipo é fixado em uma caixa, posteriormente preenchida com silicone. O bloco resultante é utilizado para a construção de um molde de silicone, onde são injetadas peças de poliuretano idênticas ao formato desejado.

Em média, cada molde de silicone gera de 25 a 30 peças. Por serem feitos de poliuretano, os protótipos produzidos podem ser transparentes em diferentes cores. Além disso, podem ser flexíveis e apresentam ótima resistência mecânica. São excelentes para a construção de modelos de lanternas ou faróis de automóveis, entre outros exemplos.

Às vezes, por questões diversas, uma empresa precisa obter de forma rápida um lote de peças idênticas às previstas pelo projeto. Pode ser, por exemplo, com a finalidade de homologar um produto, antecipar um teste de campo ou um lançamento, ou para visualizar correções ou modificações durante a construção do molde definitivo.

Para essas situações, a Robtec presta serviços de rapid tooling. Por um desenho 3D do produto a ser injetado, é gerado um projeto em CAD do molde, definindo-se detalhes construtivos como cavidades, pontos de extração e outros. Para a construção do molde, além das tecnologias tradicionais de usinagem, a Robtec utiliza o processo de sinterização a laser de partículas de pó de aço/bronze para gerar cavidades com propriedades equivalentes ao aço P20. O processo oferece a vantagem de ser extremamente rápido, provocando sensível redução do tempo de usinagem convencional e de eletroerosão, independentemente da geometria e precisão prevista para a peça.

As cavidades obtidas são totalmente compatíveis com os processos tradicionais de construção de moldes e, uma vez inseridos nas injetoras, permitem a produção de peças em qualquer material termoplástico. Com essas ferramentas, em média, se obtém até algumas centenas de unidades. “Quanto mais complexo for o design, maior a economia de tempo para a construção do molde rápido em relação ao prazo necessário para a confecção de um molde definitivo”, explica Oberlander.

Quando o assunto é venda de equipamentos, a Robtec atua como representante comercial no Brasil de algumas multinacionais. Uma delas é a 3D Systems, fabricante de máquinas para estereolitografia, sinterização e modelagem tridimensional. Os equipamentos de digitação óptica vendidos pela Robtec são da Gom. E os de vacuum casting da MCP-HEK.

Materiais diversificados – A Sisgraph é revendedora exclusiva no Brasil dos equipamentos de prototipagem rápida de impressão tridimensional produzidos pela empresa norte-americana Stratasys, um dos principais nomes em marcas do gênero em todo o mundo. As máquinas operam a partir de informações do design das peças oferecidas por arquivos de imagens em três dimensões.

Plástico Moderno, Prototipagem - Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas

As informações conduzem as operações de fundição de “fios” de plástico, material que é depositado pela máquina por um bico em uma câmara até que o protótipo atinja o formato idealizado. No caso de peças que, para serem confeccionadas, precisam de algum tipo de base que não faz parte de seu projeto original, essa base pode ser feita com material exclusivamente desenvolvido pela Stratasys. Esse material se dissolve na água depois da operação (acompanhe o processo na seqüência de fotos).

Por serem compactos, os equipamentos podem ser instalados em escritórios, o que proporciona grande agilidade para os usuários. A Stratasys oferece modelos que permitem a confecção de peças em vários tamanhos e materiais. Os protótipos podem ser feitos de policarbonato, polifenilssulfona, ABS e o recém-lançado ABS–M30, resina que possui propriedades avançadas em relação ao ABS padrão, como maior resistência à tensão e impactos e maior flexibilidade.

Wilson do Amaral Neto, engenheiro de aplicações da Sisgraph, explica que no Brasil, em 95% dos casos, o equipamento é usado para gerar protótipos. Ele ressalta, no entanto, que novas aplicações começam a ganhar terreno. “Uma delas é a da construção de dispositivos usados em linhas de produção para realizar operações em determinadas peças”, diz. Para exemplificar, ele lembra dos dispositivos usados para encaixar uma peça que sofrerá usinagem posterior em um local predeterminado.

“Em alguns casos, o transformador precisa apenas de um pequeno lote de peças, não tem interesse de construir um molde. Então, fabrica as peças finais diretamente na máquina”, conta Schmiegelow. Um case ajuda a compreender essa possibilidade de aplicação. Nos aviões executivos de pequeno porte, o número de cinzeiros é restrito. Para o fabricante dos aviões, não interessa investir na construção de uma ferramenta para produzir essa peça, a opção de construir um pequeno lote em um equipamento de impressão tridimensional é vantajosa.

Para dar uma idéia do tamanho do mercado brasileiro de prototipagem rápida, Amaral Neto recorre ao estudo mundial Wohlers Report de 2007, espécie de “bíblia” do setor. “Pelo relatório, existem 86 máquinas no Brasil, das quais 36 foram comercializadas pela Sisgraph”, informa. Entre os clientes da companhia, cerca de dois terços utilizam o equipamento para uso próprio. “São empresas que lançam muitas peças, como as das indústrias automobilísticas, de informática, de embalagens etc., além de institutos de pesquisa e escolas”, revela. O outro terço é formado por prestadores de serviços de prototipagem. “Nós não prestamos serviços, apenas vendemos equipamentos. Não concorremos com os nossos clientes”, ressalta Schmiegelow.

Divulgação – Vender os equipamentos da Z Corp é o principal objetivo da Seacam. Mas a empresa também presta serviços de prototipagem rápida, forma encontrada para auferir algum lucro e também ajudar a divulgar o processo desenvolvido pela fabricante multinacional de máquinas. “No Brasil, há um grande desconhecimento da técnica de impressão tridimensional”, revela Cláudia.

O desconhecimento gera problemas. “A prototipagem rápida é uma tecnologia relativamente nova em todo o mundo. As primeiras máquinas que surgiram foram as de esteriolitografia e, no começo, elas custavam muito caro, em torno de US$ 800 mil a US$ 900 mil. Hoje, enfrentamos um desafio, muitos ainda têm em mente essas primeiras máquinas como paradigma”, explica.

Plástico Moderno, Prototipagem - Modelos tornam ágeis as avaliações estéticas e funcionais de projetos de peças plásticas

De acordo com Cláudia, os equipamentos da Z Corp operam de forma similar ao de uma impressora comum. No lugar dos cartuchos de tinta, existe o material aglutinante. Em vez do papel, é usado um pó especialmente desenvolvido para a operação. As máquinas contêm dois recipientes lado a lado. No primeiro se situa o pó. O cabeçote recolhe o pó no primeiro recipiente e o distribui no segundo misturado ao material aglutinante de forma a produzir a peça camada por camada (acompanhe o funcionamento do processo na seqüência de fotos).

São oferecidas três versões de máquinas que permitem a produção de protótipos de tamanhos e propriedades diferenciadas. A Spectrum Z 510 é o modelo maior e mais sofisticado, conta com quatro cartuchos coloridos e apresenta melhor resolução. Os pós utilizados para a confecção das peças são de amido enriquecido com elastômeros, gesso ou areia com cerâmica. Existem diferentes opções de infiltrantes, selecionados de acordo com as características desejadas do protótipo, que pode ser produzido com paredes rígidas ou flexíveis. As máquinas são de tamanho compacto e podem ser instaladas em locais com espaço restrito.

“Para a indústria do plástico, as máquinas da Z Corp são indicadas para escritórios de design, para empresas que verticalizam a produção de peças e para indústrias com grande demanda de protótipos”, revela Cláudia. Ela conta que os clientes se assustam favoravelmente com o preço das máquinas, ainda mais com o excelente retorno que elas proporcionam. “Um protótipo chega a custar de R$ 17 mil a R$ 18 mil, conforme o seu design. A minha máquina sai, em média, R$ 300”, garante. A gerente também exalta o preço da matéria-prima. “Ela custa R$ 0,96 o cm²”, informa. Outro fator favorável destacado é o do tempo necessário para a execução do protótipo. “Em duas horas ele está pronto”, revela.

Não faltam opções para as empresas interessadas em usar protótipos de forma a tornar mais rápidas as etapas do projeto de uma peça. Um motivo para quem entende que agilidade se traduz em lucro.

 

Saiba mais:[box_light]Prototipagem – Transformadores apontam vantagens do uso de protótipos no dia-a-dia[/box_light]

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.

Adblock detectado

Por favor, considere apoiar-nos, desativando o seu bloqueador de anúncios