VANTAGENS E DESVANTAGENS DO PROCESSO DE PR NO PDP

Volpato et al. (2007) associam o sucesso de um produto à habilidade da empresa em identificar as necessidades dos clientes e, com isso, desenvolver produtos de forma a atender essa demanda a um custo competitivo. Segundo eles, para atingir este objetivo, a aplicação de uma metodologia de projeto e o uso de ferramentas computacionais (CAD/CAE/CAM) são fundamentais para auxiliar o processo de desenvolvimento de produto (PDP). E explicam que, em meio a este processo, a utilização de representações físicas do produto é essencial no processo de entendimento rápido dos requisitos do produto por todos os envolvidos em cada estágio do PDP.

Com isso, a prototipagem rápida, de acordo com Macedo (2011), pode ser aplicada com diversas finalidades no PDP, tais como: aprendizagem, integração e marcos do projeto. E complementa afirmando que a taxa de sucesso do PDP pode ser melhorada por meio da utilização do protótipo, devido ao aumento da confiabilidade das informações que serão obtidas nas análises dos mesmos. Cada ciclo do projeto, no qual se utiliza a tecnologia de prototipagem, representa um ganho de experiência e se traduz em novas informações que serão úteis no direcionamento correto da equipe para o incremento de melhorias no produto. Volpato et al. (2007) destacam que este potencial pode ser colocado como um ponto-chave para o sucesso do desenvolvimento.

A partir de estudos realizados de Sass & Oxman (2006), Volpato et al. (2007), Carvalho & Volpato (2007), Barbosa (2009), Florio et al. (2007), Kaminski & Oliveira (2000), Baxter (2000), Macedo (2011), Müllerkegler et al. (2014), Ryberg et al. (2015), Tramontano & Pereira Junior (2015) e Veiga & Vizioli (2015), é possível listar algumas vantagens da prototipagem rápida no desenvolvimento dos produtos:

• garante uma maior integração (sem a necessidade de conhecimento de desenho técnico, por exemplo) entre as diversas equipes de pesquisa, através de uma linguagem unificada;

• capacidade para fabricar representações, através de artefatos físicos, de elevada qualidade para os desenhos complexos;

• independência da complexidade geométrica da peça. Muitos equipamentos de fabricação em série, encontrados na indústria, apresentam limitações e restrições em relação à geometria da peça, o que não acontece com o processo de PR;

• técnica que permite ajustes e testes, ainda nas etapas iniciais de projeto, sem que este precise ser levado à indústria para que os ajustes estruturais, funcionais, visuais e ergonômicos sejam executados;

• apoia o processo criativo de designers para produzir variações de um único artefato ou diversos artefatos em vários estágios de design;

• além de ser uma eficaz ferramenta de comunicação, também garante agilidade no processo de decisão, por antecipar testes que indicam erros cometidos no projeto ainda nas fases iniciais de desenvolvimento;

• nova maneira de projetar, principalmente para materialização de protótipos de maneira rápida e automatizada, garantindo otimização do tempo de análise do projeto, que antes era gasto no processo de construção dos protótipos, pode ser usado para a avaliação dos modelos;

• não requer dispositivo ou ferramental especial para a fixação, pois as peças construídas são fixadas nas plataformas de construção por suportes decorrentes da própria tecnologia;

• geralmente, não é necessária a troca de equipamento no processo de fabricação, pois um único meio de processamento do material é utilizado do início ao fim. Eventualmente, a peça produzida pode receber tratamento posterior;

• não são necessários cálculos complexos de trajetórias de ferramentas. O planejamento de processo é bastante simplificado pois ele se reduz basicamente a cálculos de trajetórias no plano 2D e, por isso, é realizado de forma praticamente automática por sistemas dedicados;

• pode ser utilizado para a obtenção de ferramental voltado à produção de um número maior de peças;

• menor tempo e custo de obtenção de protótipos, principalmente os de geometria mais complexa, quando comparados aos processos tradicionais, muitas vezes manuais; • reduzir o tempo de lançamento (Time To Market - TTM), e assim, é esperado um prolongamento de sua vida comercial por não se tornar obsoleto tão cedo. E, em um mercado cada vez mais competitivo e internacionalizado, colocar um produto mais cedo no mercado é uma grande vantagem;

• a ampliação das possibilidades de criação de elementos com design exclusivo, não disponíveis, em outros meios de fabricação, mas que podem, eventualmente, ser produzidos através de técnicas de prototipagem rápida.

Entretanto, apesar das diversas vantagens do processo, Volpato et al. (2007), Barbosa (2009), Florio et al. (2007), Macedo (2011) e Lee (2016) listam também algumas falhas e limitações do processo de prototipagem rápida, entre elas:

• ao contrário dos modelos físicos tradicionais, onde se podem empregar diversos tipos de materiais, gerando uma aparência heterogênea, a PR, no geral, se utiliza apenas de um único material;

• os materiais empregados dependem diretamente das tecnologias de PR utilizadas, limitando os testes de mecânica e de resistência;

• a precisão e o acabamento superficial são inferiores aos das peças obtidas por usinagem. Por ser construída pela adição de camadas planas, uma característica de sua superfície é o serrilhado decorrente do efeito escada nas regiões inclinadas e curvas.

Este efeito provoca desvio da geometria da peça modelada no CAD, que é inerente ao processo de PR. O mesmo ocorre com texturas, que são facilmente criadas e simuladas em modelos digitais e físicos, mas não em protótipos rápidos;

• embora muitos estudos mostrem que a integração da PR no processo de projeto pode fornecer importantes feedbacks nas etapas iniciais, o uso de modelos físicos para representar formas ainda abstratas pode ser bastante limitado. O padrão de uso limita seu benefício para materializar formas virtuais complexas em objetos físicos ou mera assistência através de uma melhor compreensão das geometrias em andamento;

• devido ao custo envolvido, existe uma limitação na quantidade de protótipos que podem ser produzidos com os sistemas de PR atuais. Quando se deseja um número maior de protótipos, deve-se recorrer às tecnologias de obtenção de moldes-protótipo; • em virtude da natureza térmica e/ou química de alguns processos, problemas como distorções, empenamento e inchaço podem ser observado em alguns processos. Esses problemas vêm sendo minimizados nos últimos desenvolvimentos das tecnologias de PR.

Como toda tecnologia de fabricação, a prototipagem rápida apresenta determinadas vantagens e também algumas falhas em seu processo. Dentre estas características, este estudo pretende focar, mais especificamente, na tecnologia de impressão 3D FDM, por ser um processo ágil de fabricação, de baixo custo, e explorá-la como uma ferramenta de comunicação formal, através de representações físicas, ao longo do processo projetual. No próximo capítulo, serão apresentadas de que forma estas e outras características da prototipagem rápida podem ser aplicadas e exploradas no ensino de design.