Uma das principais características da última década, na área do Computational Design, foi à utilização de novas ferramentas informatizadas de projeto que migram do modelo virtual para a sua materialização por meio de técnicas de prototipagem rápida e fabricação digital. Desta forma, os projetistas não apenas visualizam o resultado de sua criação no papel e/ou na tela, mas a materializam em três dimensões. Sobre a PR, Pupo e Celani (2008) comentam:

“Por ser uma tecnologia relativamente nova e em vista dos inúmeros processos de produção recentemente criados e utilizados, existem diferentes definições para o termo Prototipagem Rápida. Algumas descrevem a PR como incluindo unicamente os processos que se utilizam da sobreposição de camadas de qualquer material visando à formação de um protótipo físico; outras não estabelecem parâmetros e a definem pela utilização de equipamentos que confeccionam protótipos sem intervenção humana” (Pupo&Celani, 2008).

Segundo Saura (2003), “... a prototipagem rápida é o nome mais comum dado às tecnologias correlatas que são usadas para fabricar objetos físicos diretamente de um arquivo digital tridimensional produzido em CAD”. Já Pupo (2009) destaca que a FD refere-se às tecnologias de controle numérico de comando (CNC) sugerindo a transferência de dados de um programa de modelagem 3D para uma máquina CNC. Isso permite a produção de modelos em escala real de componentes construtivos diretamente de modelos digitais 3D.

Esta compreensão entre os dois termos é importante, pois este experimento se aterá em gerar protótipos de componentes de um projeto de produto por meio da prototipagem rápida e verificar se os mesmos irão atender requisitos de tamanho, desenho, encaixe e movimento.

A sistematização do processo projetual por intermédio dessas tecnologias já vigente na indústria e pouco explorada na academia será de valor para o corpo discente, pois relatará uma experiência de projeto desde a fase de geração de uma alternativa (esboço) até a prototipagem digital, incluindo testes e respectivos ajustes do projeto.

A inclusão desta sistemática nos procedimentos de ensino e aprendizagem em sala de aula contribuíra para o entendimentos das etapas de concepção projetual como um todo, não se atendo somente aos aspectos formais que ocorrem nas práticas acadêmicas tradicionais.

Procedimentos Metodológicos

O objetivo do experimento é a aplicação das técnicas de Modelagem 3D e Prototipagem Rápida como parte do processo projetual na concepção, análise, desenvolvimento e finalização de uma proposta e analisar as reações de compreensão e satisfação dos participantes da disciplina através de entrevistas e grupos de discussão.

Para isso, no inicio das atividades, foi apresentado um projeto de cafeteira elétrica em forma de esboço (sketch-render) para um grupo de alunos de graduação em design de Produto e solicitado que ao final da disciplina gerassem modelos virtuais e materializados baseados no esboço.

As etapas do experimento estão organizadas de modo a 1) compreensão do esboço do produto (desenho mental); 2) geração em vistas ortogonais (planificação em vistas para uso de referência no ambiente virtual 3D); 3) modelagem digital do volume 3D (proporções e tamanho); 4) ajustes, modificações no volume e modelagem dos detalhes do produto (aspectos externos e estéticos); 5) modelagem de componentes do produto (mecanismos e partes internas); 6) prototipagem digital dos componentes (materialização das peças e montagem do produto); 7) testes e 8) ajustes (materialização em escala real).

Na etapa de geração de vistas ortogonais, pelo fato de estar extraindo desenho de uma imagem com poucas informações de dimensionamentos, foi utilizado o software Adobe Illustrator, pois o mesmo possui um modo mais flexível de geração de formas se comparado ao Autodesk Autocad.

Para as modelagens de volume 3D o software utilizado foi o Autodesk Maya de modelagem 3D a partir de ajuste de vértices, arestas e faces de objetos poligonais. Este tipo de modelagem é interessante, pois permite ao modelador maior liberdade de modificações no objeto 3D durante sua elaboração, além de possuir ferramentas que possibilitem um bom acabamento. Os detalhes externos e estéticos também foram modelados no mesmo software.Os componentes e mecanismos como dobradiças, furos, pinos e encaixes serão elaborados no Rhinoceros, pois necessitam de maior precisão.

Na etapa de prototipagem será utilizada uma impressora 3D do tipo FDM (FusedDepositionModeler) em filamento de ABS para os primeiros testes. Sera por meio da prototipagem rápidaque se verificaráa necessidade de ajustes, por exemplo, nos furos, nas conexões, no posicionamento e nas dimensões dos componentes.

Definição do Local e da população

A pesquisa está sendo realizada nos laboratórios de informática e modelos da universidade XXXX, pois os softwares utilizados em específico e outros possíveis assim como a impressora 3D já se encontram instalados e sem restrições de funcionamento. Outro fator importante é o fácil acesso da população a ser pesquisada em relação ao mesmo.

A população que participará dos testes serão alunos regularmente matriculados na disciplina de XXXX do curso de XXXX da universidade XXXX.

Quanto à amostragem (Participantes), Tripp (2005) indica alguns modos de participação, sendo:

• Obrigação: quando um participante não tem opção quanto ao assunto, em geral por haver algum tipo de coação ou diretriz de parte de um superior.

• Cooptação: quando um pesquisador persuade alguém a (a optar por) ajudá-lo em sua pesquisa e a pessoa cooptada de fato concorda em prestar um serviço ao pesquisador.

• Cooperação: quando um pesquisador consegue que alguém concorde em participar de seu projeto, a pessoa que coopera trabalha como parceiro sob muitos aspectos (uma vez que é regularmente consultado), mas num projeto que sempre “pertence” ao pesquisador (o “dono” do projeto). A maioria das pesquisas para dissertação é desse tipo.

• Colaboração: quando as pessoas trabalham juntas como co-pesquisadores em um projeto no qual têm igual participação.

Conforme apresentado, se pede o interesse dos participantes ecomo um critério já evidente, o modelo de cooperação. O outro compreende em o aluno estar regularmente matriculado.

Resultados

Até o momento já forma concluídas as etapas de compreensão do projeto e imagem mental, planificação as vistas ortogonais com seus devidos ajustes e linguagem apropriados, modelagem 3Ddas volumetrias, ajustes dessas volumetrias com o software Maya, modelagem 3Ddos detalhes e componentes externos, aplicação de materiais e renderização para visualização do produto no que diz respeito aos aspectos estéticos.

A etapa de modelagem dos mecanismos e prototipagem encontra-se andamento, com a previsão de termino para início de julho de 2015. Entende-se que está é uma fase que poderá gerar bastante retrabalho, pois está relacionada aos aspectos de viabilidade técnica do projeto.

Como resultado, além da materialização do produto em escala real, espera-se uma melhor compreensão por parte dos alunos quanto à operacionalização das etapas para a resolução de um projeto de produto.

Discussão

No processo tradicional, soluções são modeladas e representadas por desenhos que contêm as informações que precisam ser interpretadas por agentes intermediários para materializá-las. Com o avanço da tecnologia digital, passou-se a desenvolver projetos em ambientes virtuais, mas, em muitos casos, se necessita a transposição do virtual para o material através destes mesmos agentes. É o que se espera comprovarneste experimento. A manufatura passa a ser controlada diretamente pelo projeto através de dados numéricos, possibilitando a customização e a adaptação do artefato em função de diversos atributos e proporcionando uma maior aproximação do projetista com o processo de fabricação (BARROS, 2011).

Desta forma, com o relato desta experiência, a materialização dos artefatos dá ao projetista um entendimento maior do que está sendo projetado, pois a visualização e a manipulação dos objetos se tornam mais eficientese torna o erro, em uma produção final, uma prática muito reduzida, à medida que os testes nos protótipos fabricados digitalmente são realizados.