Projeto 1 - Aula 8 - Prof. Orlando

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Profº Orlando Sodré Gomes 
Projeto l 
Aula 8 2013.1 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 DIFERENÇA ENTRE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 Os PROTÓTIPOS destinam-se a demonstrar que um 
produto funcionará conforme foi projetado, de modo 
que são testados em seus ambientes operacionais reais 
ou em ambientes não controlados semelhantes o mais 
próximo possível das condições reais de uso. 
 Por exemplo: 
 O PROTÓTIPO de um AVIÃO é feito dos mesmos 
materiais e tem o mesmo tamanho, forma e 
configuração daqueles fabricados em série e destinados 
a voar comercialmente. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 DIFERENÇA ENTRE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 O PROTÓTIPO significa, literalmente, “o primeiro de um 
tipo”. No início da era industrial, o protótipo era o produto 
feito pelo mestre, que depois deveria ser produzido em massa. 
 O PROTÓTIPO refere-se a dois tipos de representação dos 
produtos. Primeiro, no sentido mais preciso da palavra, refere-
se a representação física do produto que será eventualmente 
produzido industrialmente. Em segundo lugar, usa-se o termo 
protótipo no sentido mais lato, para qualquer tipo de 
representação física construída com o objetivo de realizar 
testes físicos. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 DIFERENÇA ENTRE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 Os MODELOS são intencionalmente testados em 
ambientes controlados semelhantes e que permitem ao 
seu construtor e/ou projetista entender o 
comportamento ou fenômeno em particular do que 
está sendo modelado. 
 Por exemplo: 
 O MODELO de um AVIÃO provavelmente seria 
muito menor. O AVIÃO poderia “voar” em um túnel de 
vento ou por esporte, mas não é um PROTÓTIPO. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 DIFERENÇA ENTRE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 Os engenheiros frequentemente fazem MODELOS de 
construções, para testes em túnel de vento de prédios 
arranha-céus propostos, mas esses MODELOS não são 
PROTÓTIPOS. 
 Portanto, há 3 (três) diferenças entre MODELOS e 
PROTÓTIPOS: ESCALA, MATERIAL E FUNCIONAMENTO. 
 Os MODELOS podem ser feitos em escala reduzida 
ou ampliada. 
 Os PROTÓTIPOS são feitos na escala natural (1:1). 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 DIFERENÇA ENTRE MODELOS E PROTÓTIPOS 
 Os materiais dos MODELOS podem ser muito 
variados, desde papel, papelão, madeira, gesso ou 
espuma. 
 O PROTÓTIPO é feito com os mesmos materiais do 
produto final. 
 Os MODELOS geralmente se destinam ao estudo 
formal dos objetos e não contém os mecanismos 
funcionais. 
 Os PROTÓTIPOS são dotados de todos os 
mecanismos, inclusive para a realização de testes de seu 
funcionamento. 
GGG0000 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
Representação 
Estrutural 
Representações 
Estrutural e Funcional 
Representação 
Funcional 
Modelo de Apresentação 
Forma física e aparência 
(mas não há função) 
Modelo de Apresentação 
Tamanho físico e forma 
(mas não há função e nem 
aparência) 
Protótipo de Pré-Produção 
Modelo completo de um 
produto para fabricação 
(tamanho, forma e função) 
Protótipo de Produção 
Materiais e processos iguais 
aos da produção industrial 
Protótipo Experimental 
Funções principais 
(mas não há tamanho e forma) 
Protótipo de Teste 
Funções principais 
(mas não há tamanho e forma) 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 A regra geral no desenvolvimento de PROTÓTIPOS é: 
“Só faça se for estritamente necessário”. A construção 
de PROTÓTIPO consome tempo e dinheiro, além de 
desviar a atenção do grupo, que poderia estar se 
dedicando a outras atividades que adicionem mais 
valor ao produto. Assim: 
 - Só construa PROTÓTIPO quando você esgotar todas as 
demais fontes de informação. 
 - Substitua PROTÓTIPOS por esboços ou desenhos de 
apresentação, sempre que possível. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 Desenvolva PROTÓTIPOS com o mínimo grau de 
complexidade e sofisticação, o necessário apenas para 
você obter a resposta que procura. 
 Em relação à construção de PROTÓTIPOS, eles 
devem ser SIMPLES e BARATOS nos estágios iniciais de 
desenvolvimento, quando se tem pouca certeza da 
viabilidade comercial do produto. Essa simplicidade só 
nos trás benefícios nesse estágio inicial do projeto. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 No início, você quer verificar se os consumidores, 
gerentes e engenheiros de produção aceitam a sua 
ideia sobre o produto. Para isso, você só precisa dar 
apenas uma ideia geral do que será o produto e como 
ele se diferenciará dos seus concorrentes. 
 Enfim, tudo isso pode ser conseguido com esboços 
ou um MODELO simples. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 POR QUE OS ENGENHEIROS 
AERONÁUTICOS CONSTROEM 
PROTÓTIPOS DE AVIÕES, ENQUANTO OS 
ENGENHEIROS CIVIS NÃO CONSTROEM 
PROTÓTIPOS DE PRÉDIOS? 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 A decisão de construir um PROTÓTIPO depende de 
várias coisas, incluindo: o tamanho e o tipo do espaço 
de projeto, os custos da construção de um PROTÓTIPO, a 
facilidade de construção desse PROTÓTIPO, o papel que 
um PROTÓTIPO em tamanho real poderia desempenhar 
para garantir a ampla aceitação de um novo projeto e 
o número de cópias do artefato final que se espera fazer 
ou construir. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 Os espaços de projeto tanto de aviões como de 
prédios altos são grandes e complexos. Os custos de 
aviões e arranha-céus também são muito altos. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 Então, por que fazer o protótipo de aviões e não de 
prédios? 
 Constrói-se PROTÓTIPOS de AVIÕES em grande parte 
porque as chances de uma falha catastrófica de um “projeto de 
papel” (prancha) ainda são inaceitavelmente altas, 
especialmente para o setor aeronáutico comercial, altamente 
regulamentado e bastante competitivo e rigoroso. Essas 
aeronaves em particular não são simplesmente lançadas como 
“perdas” após o teste, elas são mantidas e usadas como o 
PRIMEIRO DA SÉRIE (The number One) de muitos projetos de 
tamanho real. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 Então, por que fazer o protótipo de aviões e não de 
prédios? 
 Já os PRÉDIOS podem falhar catastroficamente 
durante ou depois da construção. Contudo, isso ocorre 
tão raramente que há pouco valor percebido na 
exigência de um teste com PROTÓTIPOS de PRÉDIOS 
antes de sua ocupação. As falhas de prédios SÃO RARAS 
em parte porque os prédios, principalmente os altos, 
podem ser testados, inspecionados e experimentados 
gradualmente, andar por andar, à medida que são 
construídos. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESCOLHA ENTRE DESENVOLVIMENTO DE MODELO OU 
PROTÓTIPO 
 Então, por que fazer o protótipo de aviões e não de 
prédios? 
 Outro aspecto interessante da comparação entre o 
projeto e o teste, de aviões com os de prédios, tem a ver 
com o número de cópias que estão sendo feitas, ou 
seja, aviões cópias EM SÉRIE e prédios cópia ÚNICA. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 As especificações dependem dos processos de 
construção ou fabricação a serem utilizados. Esses 
processos já devem ter sido pensadosna fase do projeto 
conceitual. Na fase de especificação devem-se produzir os 
desenhos técnicos e as especificações para produção. Isso 
significa especificar o material, a mão de obra, as 
máquinas e ferramentas que serão utilizadas, e os 
acabamentos necessários. Outra coisa importante, é criar 
um fluxograma indicando como serão realizadas as 
montagens das peças. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 A seguir os princípios básicos e às melhores práticas 
para CRIAR, USINAR e MONTAR peças. 
 1 – PLANEJAMENTO 
 O tempo gasto na criação de planos detalhados e de 
anotações antes de cortar ou usinar peças renderá 
enormes dividendos ao garantir que as coisas se 
encaixem logo na primeira vez que forem montadas e isso 
com certeza minimizará a reformulação do problema ou 
a reconstrução das peças. 
 Os programas de CAD são muito úteis para criar 
MODELOS confiáveis e preparar desenhos de engenharia. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 1 – PLANEJAMENTO 
 Muitos fabricantes têm em seus sites MODELOS 
confiáveis de peças e componentes. Esses MODELOS pré-
fabricados podem economizar muito tempo, pois 
podemos utilizá-los para fazer uma montagem virtual em 
CAD, para garantir que os espaçamentos e contatos 
estejam corretos. 
 Pode parecer exagero criar desenhos de engenharia 
para um PROTÓTIPO simples, mas com prática e com a 
ajuda do CAD, leva-se pouco tempo para criar o 
MODELO e desenhar uma peça. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 2 – ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS 
 É importante elaborar uma Lista de Materiais. Essa lista de 
materiais deve ser feita durante a montagem virtual ou em papel 
para identificar todas as peças necessárias antes de tudo estar 
pronto. 
 Os verdadeiros PROTÓTIPOS normalmente são feitos dos 
mesmos materiais pretendidos para o produto final. Esses materiais 
podem mudar no produto final, como resposta ao que foi 
aprendido a partir do PROTÓTIPO. Um MODELO, por outro lado, 
pode ser construído com qualquer material que ajude a responder 
as perguntas para as quais o MODELO foi projetado. 
 Os materiais mais comuns para construção de MODELOS são: 
PAPEL, CARTOLINA, MADEIRA, COMPENSADO, POLÍMEROS, 
ALUMÍNIO e AÇO DOCE. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 O conjunto de planos, que identificamos como 
especificações de fabricação e que inclui os desenhos de 
projeto finais, deve ser CLARO, BEM ORGANIZADO, BEM 
CUIDADO E SISTEMÁTICO. 
 A seguir, veremos algumas propriedades que as 
especificações devem ter: 
 ESPECIFICAÇÕES INEQUÍVOCAS – a função e o local de 
cada componente e/ou peça devem ser INCONFUNDÍVEIS. 
 ESPECIFICAÇÕES COMPLETAS – as especificações devem ser 
AMPLAS E INTEIRAS em sua abrangência. 
 ESPECIFICAÇÕES TRANSPARENTES – especificações 
prontamente entendidas pelo produtor ou fabricante. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 As especificações de fabricação normalmente são propostas 
e escritas na fase do PROJETO DETALHADO. 
 Que tipo de informação o projetista deve incluir em uma 
especificação de fabricação? A seguir, os tipos de requisitos que 
podem ser descritos em uma especificação de fabricação: 
 * As dimensões físicas; 
 * Os tipos de materiais a serem usados; 
 * Condições de montagem incomuns (Ex. andaimes para 
ponte); 
 * Condições de operação (ambiente de produção); 
 * Parâmetros de operação (comportamento em uso); 
 * Requisitos de manutenção e vida útil; 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 A seguir, os tipos de requisitos que podem ser 
descritos em uma especificação de fabricação: 
 * Requisitos de confiabilidade; 
 * Requisitos de empacotamento; 
 * Requisitos de remessa; 
 * Marcações externas, especialmente etiquetas; 
 * Orientações de necessidades especiais (Ex: deve 
usar óleo de motor). 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 A seguir, os diferentes modos de descrever 
especificação de fabricação: 
 ESPECIFICAÇÃO PRESCRITIVA – ocorre quando 
especificamos uma peça em particular e seu número 
no catálogo do fornecedor. 
 ESPECIFICAÇÃO PROCESSUAL – ocorre quando 
especificamos uma classe de equipamentos que fazem 
certas coisas específicas. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
ESPECIFICAÇÕES RELACIONADAS À CONSTRUÇÃO 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 A seguir, os diferentes modos de descrever 
especificação de fabricação: 
 ESPECIFICAÇÃO DE DESEMPENHO – ocorre quando 
deixamos por conta do fornecedor ou do fabricante 
inserir algo que execute determinada função em um 
nível especificado. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
CONSTRUINDO COM SEGURANÇA 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 A segurança é fundamentalmente IMPORTANTE. 
Leve a sério os alertas de segurança: 
 - Não use equipamentos ou maquinário para os 
quais você não foi treinado. 
 - Use equipamentos e vestuário de segurança 
corretamente. 
 - Não use ferramentas mecânicas ou máquinas 
operatrizes quando estiver cansado ou intoxicado. 
 - Não execute um serviço sozinho. Sempre tenha um 
ajudante por perto. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
CONSTRUINDO COM SEGURANÇA 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 Considere o seguinte como o conjunto mínimo de 
requisitos de segurança: 
 - Use sempre proteção para os olhos, óculos de 
proteção ou óculos de segurança enquanto utiliza 
ferramentas ou quando estiver próximo a alguém que 
esteja utilizando. 
 - Mantenha os cabelos curtos ou presos e fora do 
caminho. 
 - Use sempre calçados com revestimento integral e 
sola resistente. 
CONSTRUÇÃO DE MODELOS E PROTÓTIPOS 
CONSTRUINDO COM SEGURANÇA 
 ESPECIFICAÇÃO DE FABRICAÇÃO 
 Considere o seguinte como o conjunto mínimo de 
requisitos de segurança: 
 - Use calças compridas e não folgadas. 
 - Use camisas ou blusas de manga curta. 
 - Não use joias perto de máquinas operatrizes. 
 Obs.: Verifique se há ventilação local e se há proteção 
contra fumaças e partículas. 
• DYM, Clive L.; ORWIN, Elizabeth J.; SPUJT, R. Erik. 
Introdução à Engenharia – Uma abordagem 
baseada em projeto. Porto Alegre: Bookman, 
2010. 
• BAXTER, Myke Projeto de Produto – Guia 
prático para o design de novos produtos. São 
Paulo: Blucher, 2012. 
Referências Bibliográficas