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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
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