Máquinas e Ferramentas Mais Utilizadas para Prototipagem

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Sumário

Introdução.

Antigamente era bem difícil produzir um protótipo, pois, o trabalho era essencialmente manual. Hoje em dia, existem diversas formas e com a evolução e barateamento de máquinas e ferramentas, a prototipagem (clique aqui para saber mais) passou a ser bem mais fácil e relevante no processo de criação e desenvolvimento de um produto, pois, além de agilizar e diminuir custos, é acessível a qualquer um.

Algumas dessas máquinas que possuem um custo mais elevado ou que, apesar de mais baratas, não justifiquem a aquisição, não significam um problema porque estão disponíveis para uso em qualquer Espaço Maker ou Fab Lab (acesse aqui para saber).

Atualmente existem as máquinas consideradas básica, que são as manuais como alicate, furadeira, martelo, chaves de boca, lixadeira, esmeril, etc. Aí partimos para as máquinas especializadas, sendo as mais comumente utilizadas, e que possibilitam a prototipagem da grande maioria dos projetos: Corte a Laser, Corte Fresa CNC Router e Impressoras 3D. Vamos falar um pouco sobre cada uma delas.

Cortadora a Laser.

A cortadora a laser é uma máquina que tem a capacidade de cortar objetos com extrema precisão, a partir de um desenho em 2D. O corte do material é feito a partir de um facho de laser que se movimenta em dois eixos, acima de uma mesa onde está o material a ser cortado.

Na prototipagem o modelo mais utilizado é o laser a partir do CO2 que corta diferentes tipos de materiais com diferentes espessuras tais como madeiras, papéis, acrílico, tecido e alguns tipos de plástico entre outros. Dependendo da potência do laser estas máquinas podem cortar até 20 mm de espessura. As máquinas mais comuns do mercado partem de uma área de corte de 30 x 30 mm podendo chegar a até 1.600 x 1.300 mm. A largura do corte é da ordem de 0,08 mm.

Essas máquinas têm a capacidade de cortar e gravar as peças, a diferença básica é a potência utilizada, a qual é regulada pelo software da máquina. Para cortar o facho de laser atravessa toda a espessura do material a ser cortado, já na gravação, o laser não chega a atravessar e acaba apenas gravando a peça.

É necessário configurar a velocidade e potência de corte toda vez que a máquina for utilizada. Para isso precisa levar em consideração a espessura e tipo do material a ser cortado ou gravado. A melhor forma para realizar essas configurações é consultar pessoas que já tenham experiência ou então realizar testes variando potência e velocidade.

Para usar essas máquinas é preciso criar um desenho 2D e exportá-lo no formato DXF ou SVG, um formato que essas máquinas entendem. Normalmente são usados os softwares do tipo CAD/CAM, sendo alguns deles o AutoCad, Fusion, SolidWorks, CorelDraw, DXF Viwer etc.

Você sabia que a Alva, nosso primeiro kit Maker, tem toda a estrutura e tecido de acabamento cortados a laser (clique aqui para saber mais)?

Fresadora CNC.

A Fresadora CNC é uma máquina que tem a capacidade de cortar objetos com precisão, a partir de um desenho em 3D. É muito similar a uma cortadora a laser, entretanto, o corte do material é feito a partir de uma fresa e não de um facho de laser e, que nesse caso, se movimenta em três eixos, acima de uma mesa onde está o material a ser trabalhado. Essa ferramenta tem a capacidade de esculpir um desenho ou uma imagem, a partir de uma chapa de material. Elas podem cortar, fazer entralhes e relevos em chapas de diferentes materiais como madeira, metal etc. Interessante ressaltar que em um mesmo desenho pode-se usar fresas de formatos e tamanhos diferentes para se chegar na peça final desejada.

Para usar essas máquinas é preciso criar um desenho 3D em um software de preferência. Depois é preciso salva-lo no formato “.stl”, um formato que normalmente essas máquinas entendem. Uma curiosidade é que para trabalhos planos em 2D em chapas mais grossas, ela trabalha mais rápido e com menor custo quando comparada com a cortadora a laser.

Em Espaços Maker, é muito utilizada para prototipagem de circuitos impressos ou cortarpeças em madeira. A sua utilização é um pouco mais complexa que uma cortadora a laser, mas, principalmente nesses espaços com certeza alguém estará disponível para te auxiliar, então fique tranquilo!

Impressora 3D.

A impressora 3D é uma máquina que tem a capacidade de imprimir objetos com uma ótima precisão, a partir de um desenho em 3D. As impressoras mais comuns e acessíveis são aquelas de imprimir objetos em plástico, normalmente PLA ou ABS. Para usar essas máquinas é preciso criar um desenho 3D em um software de preferência. Depois é preciso salva-lo no formato “.stl”, um formato que normalmente essas máquinas entendem.

Com a popularização e evolução da impressora 3D, houve uma queda significativa do preço a ponto de que hoje se torna acessível às pessoas. Existem diversos tipos e tamanhos de impressoras, tendo as que chegam a imprimir um barco de 7,5 metros pesando mais de 2 toneladas e as que usam concreto, utilizada na construção de casas. Os modelos variam pelo tipo de impressão e os mais conhecidos são:

  1. FDM (Fused Deposition Modeling – em tradução livre Modelagem por Deposição de Fundido) ou FFF (Fused Filament Fabrication – Fabricação por Filamento Fundido). Amplamente utilizado por sua simplicidade e baixo custo onde um filamento de plástico, normalmente fornecidos em bobinas, é derretido e vai sendo depositado camada por camada de acordo com o desenho até formar a peça. Seu acabamento é intermediário e exige que a própria impressora crie estruturas adicionais de apoio dependendo do desenho do que se está imprimindo. Utiliza, entre outros, o ABS, PLA, PETG, Nylon, Poliuretano termoplástico, Nylon etc. Utilizam duas espessuras de filamento, 1,75 ou 2,85 mm. A diferença influi na velocidade da impressão e acabamento final. Podem imprimir com um filamento especial misto de resina com metal, mas a peça necessita tratamento posterior especial para remoção do material ligante e sinterização do metal.
  2. SLA (StereoLitogrAphy ou EstereoLitografia – Estéreo = sólido e litografia = imprimir sobre papel – imprimir um sólido com laser). Um pouco mais cara que a FDM, produz peças com melhor acabamento, mas precisa que após impressa a peça passe por um processo de “limpeza”. É necessário cuidados especiais no manuseio pois a resina em sua forma líquida é tóxica. Seu funcionamento se baseia em um pequeno tanque onde se coloca resina líquida foto reativa que é solidificada por raio laser. O custo da resina é maior do que os filamentos usados na FDM. Nesta impressora a peça vai subindo presa a uma base invertida conforme a resina vai sendo solidificada e reposta de acordo com o consumo na confecção da peça a fim de manter o nível da resina líquida constante. Não necessita apoios adicionais.
  3. DLP (Digital Light Projector – Projetor de Luz Digital). Funciona da mesma forma da SLA, se diferenciando que a SLA solidifica ponto a ponto da resina, enquanto a DLP solidifica por camada, projetando o laser como uma foto de cada camada. Essa diferença implica numa velocidade maior de impressão,porém com um acabamento ligeiramente inferior.
  4. SLS (Selective Laser Sintering – Sinterização Seletiva a Laser). Usadas normalmente em ambientes industriais. Seu funcionamento é semelhante às SLA, mas, são mais potentes e mais caras. No lugar da resina líquida usam pó, plástico ou metálico. Permite a confecção de peças com mais precisão produzindo peças com melhor acabamento e maior precisão. Pela maior potência do laser estas máquinas são potencialmente mais perigosas, e, portanto, trabalham sempre fechadas.

Máquinas em ação.

Recomendamos três vídeos rápidos do Youtube para você poder acompanhar o processo de produção dessas três maquinas:

Cortadora a Laser

Fresadora CNC

Impressora 3D

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