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Bicicleta impressa em 3D na Objet1000.

Estudos de caso de Produtos de Consumo

A impressão 3D torna produtos excelentes ainda melhores

O modo mais rápido de obter protótipos precisos é com a impressão 3D. Saiba como ela torna o design de produtos mais rápido e melhor e deixa os projetistas mais confiantes.

Modelo de amplificador 3D

Empresa de instrumentos musicais utiliza a Objet Eden350V para acelerar o desenvolvimento dos produtos e aprimorar a qualidade dos designs

A Fender Musical Instruments Corporation desenvolve e fabrica instrumentos de corda e amplificadores, como guitarras elétricas de corpo sólido que incluem a Stratocaster e a Telecaster. A empresa fabrica violões, contrabaixos elétricos, bandolins, banjos e violinos, além de amplificadores para guitarras e baixos e equipamento de PA (abordagem pública). Avril Lavigne, Elvis Costello, Eric Clapton, Pete Townsend e Sting estão entre os artistas conhecidos por usar equipamentos Fender.

Enquanto os engenheiros concentram-se na sonoridade dos instrumentos, um grupo de desenhistas industriais da Fender trabalha no aspecto visual dos produtos. O design é um elemento extremamente importante da atividade da Fender. A empresa possui seu próprio centro de design interno complementado por uma oficina de modelos para explorar novos conceitos, criar designs e protótipos e realizar testes. Shawn Greene, desenhista industrial sênior da Fender, possui um papel muito importante nesse esforço.

“"Lidamos com artistas e músicos profissionais. Por isso, todos os nossos instrumentos e equipamentos precisam ter uma aparência tão boa quanto seu som”, diz Greene. “Nosso grupo de design trabalha junto com marketing para explorar cores, gráficos e os tipos peças de metal e plástico diferentes usados. Antes de gastar qualquer coisa em um produto, fazemos muito trabalho conceitual e pesquisa para garantir as escolhas certas.”

Aumento no volume e nos custos faz com que a Fender internalize a prototipagem rápida

Modelo 3D de guitarra produzido na Objet

A prototipagem rápida 3D é parte do processo de design da Fender há anos e, até pouco tempo atrás, a empresa terceirizava essa atividade para bureaus de serviços. No entanto, Greene e sua equipe sentiram-se frustrados com o tempo e os custos da terceirização. Frequentemente esperávamos entre uma e duas semanas para receber um protótipo “rápido” de volta, um prazo que realmente atrasava nossos projetos. No final de 2007, o volume da Fender atingiu um ponto em que Greene recomendou que eles internalizassem a tecnologia de prototipagem rápida.

Seu gerente concordou e Greene foi incumbido de avaliar os fornecedores de sistemas de impressão 3D “O nível de detalhes foi o critério mais importante para nós”, lembra Greene. “A natureza do nosso trabalho requer detalhes muito precisos. A facilidade de uso foi o segundo e o custo o terceiro. Também precisávamos garantir que o sistema pudesse ser capaz de lidar com vários tamanhos e materiais de peças, pois nossas peças variam desde o tamanho de uma moeda até um corpo de guitarra inteiro.”

“Calculei os custos de terceirizar os protótipos durante um ano e também os custos de fazê-los internamente. Mesmo após levar em consideração os custos com equipamentos, materiais e mão de obra, cheguei à conclusão que poderíamos reduzir significativamente nossos custos ao fazer os protótipos nós mesmos”, explica Greene.

Bureaus de serviços recomendaram as impressoras 3D Objet como a melhor opção

Greene consultou os bureaus de serviços usados pela Fender para obter sugestões de fornecedores de impressoras 3D. As recomendações mais comuns foram de longe os sistemas de impressão 3D Objet. 

“Já éramos familiarizados com o equipamento usado por nossos bureaus de serviços e aprendemos a diferenciar as peças feitas em determinadas impressoras”, diz ele. “Havia uma marca de impressora que produzia o que chamamos de ‘peças difusas’ porque o acabamento era muito bruto – assim, desconsideramos de cara esse fornecedor. Por outro lado, sempre ficamos mais felizes com as peças produzidas pelas impressoras 3D Objet.”

Greene acabou optando pelo sistema de impressão 3D Objet Eden350V. A impressora 3D Objet Eden fornece os recursos de impressão 3D mais produtivos, flexíveis e de alta qualidade disponíveis para reduzir o ciclo que vai do design à manufatura de produtos. A tecnologia 3D de jatos de fotopolímeros PolyJet existente na Objet Eden possibilita a criação de camadas horizontais de apenas 16 mícrons (0,0006”), o que a torna capaz de produzir protótipos com detalhes excepcionalmente finos e paredes ultrafinas com espessuras de até 0,1 – 0,3 mm.

A Objet Eden foi desenvolvida para fornecer modelos 3D de alta qualidade de forma rápida e conveniente ao longo do processo de CAD/CAM. Com tamanho de montagem de 350 x 350 x 200 mm, ela oferece a flexibilidade necessária para produzir um único modelo grande ou vários modelos menores em uma única montagem. 

Graças à sua Objet Eden350V, de acordo com Greene, a equipe de design da Fender pode prototipar uma peça em horas, em vez de semanas – e com isso eles conseguem ser muito mais produtivos. “Podemos imprimir qualquer coisa desde pequenas peças de guitarra e botões a chassis de amplificadores e novos designs de corpos de guitarras”, explica. “Fazemos muitas impressões à noite – preparamos tudo antes de sair e, quando retornamos na manhã seguinte, as peças estão prontas. Quando estamos muito atarefados em um projeto, obter esses protótipos de forma realmente rápida ajuda a manter o momento. Quando você terceiriza e tem que esperar uma ou duas semanas para receber o protótipo, pode perder o ânimo.”

Greene e sua equipe estão extremamente satisfeitos com o acabamento e o nível de detalhes das peças impressas na impressora 3D Objet Eden. “Podemos até mesmo acrescentar texto em peças muito pequenas sem nenhum problema. Conseguimos obter raios muito fechados. E é muito fácil trocar de materiais – já usamos todos os que a Objet tem a oferecer.”

Greene cita quatro benefícios principais de ter a impressora Objet Eden internamente:

  • Menor tempo de lançamento no mercado de novos produtos e aprimoramentos nos produtos existentes
  • Risco menor na apresentação de novos produtos
  • Designs de produtos melhores e mais criativos 
  • Custos com prototipagem reduzidos à metade, mesmo sabendo que a Fender agora realiza muito mais prototipagem rápida do que costumava fazer no passado

A prototipagem rápida realizada internamente com a impressora 3D da Objet leva um novo amplificador ao mercado ente 6 e 12 meses mais rápido

A Fender agora usa sua impressora 3D da Objet para criar peças, modelos e protótipos para praticamente todos os produtos. Um sucesso recente cujo protótipo foi montado na Objet Eden é o amplificador G-DEC® (Guitar Digital Entertainment Center), considerado o “Melhor novo amplificador para instrumentos” pela Music & Sound Retailer. 

“Pudemos prototipar muitas das peças e botões no amplificador muito antes de gastar alguma coisa com maquinaria, e conseguimos terminar um modelo do primeiro G-DEC em menos de um mês”, diz Greene. “Em seguida, trabalhamos com marketing para realizar alguns grupos de foco com músicos e revendedores para garantir que o produto estava no caminho certo. Após alguns ajustes, pudemos passar diretamente para a maquinaria. O processo inteiro levou cerca de seis meses.”

Um projeto mais comum para a equipe de Greene é desenvolver novos recursos para produtos existentes. Recentemente, a equipe de marketing da Fender pediu a Greene para desenvolver um novo botão anatômico para um amplificador. Antes da aquisição da Objet Eden, Greene teria criado algumas alternativas usando software de CAD e mostrado seus desenhos em CAD para que marketing pudesse escolher. No caso do projeto do botão ergonômico, Greene foi capaz de criar 10 alternativas com o CAD, imprimir e pintar protótipos de cada um e colocá-los em amplificadores reais. “O acabamento do protótipo impresso era tão bom que eu consegui instalar os botões diretamente nos amplificadores de verdade do nosso escritório. Assim, a equipe de marketing pôde experimentar cada um para determinar qual parecia e funcionava melhor. Foi uma experiência muito melhor para a equipe de marketing – nosso cliente interno –, o que resultou em um produto muito melhor para os clientes finais”, disse Greene. “Também conseguimos poupar toneladas de tempo, dinheiro e riscos. Não precisamos adivinhar qual botão seria o melhor para essa finalidade.’

“Antes da aquisição da Objet Eden350V, o modelo sozinho teria levado entre 6 e 12 meses. Além disso, as alterações que recebemos de marketing teriam adicionado ainda mais tempo ao projeto, pois precisaríamos aguardar novos protótipos. Resumindo, ter a impressora 3D Objet na empresa ajudou a Fender a lançar o amplificador G-DEC no mercado entre 6 e 12 meses mais rápido”, explica Greene.

A prototipagem mais frequente ajuda a aprimorar os designs dos produtos

A Objet Eden também ajudou a Fender a evitar retrabalho e ferramentaria desnecessários. Um exemplo notável foi um painel frontal iluminado para um amplificador. Greene desenhou as peças e então imprimiu um protótipo do painel frontal usando o material transparente FullCure® 720 da Objet. Após instalar o protótipo na parte frontal de um amplificador existente e testá-lo com diferentes tipos de luzes, ele descobriu que a luz não era desviada como ele pretendia. Como resultado, ele voltou e fez ajustes consideráveis no design. “No passado, não teríamos feito um protótipo para aquele tipo de peça porque teria demorado muito e custado dinheiro demais”, diz Greene. “Assim, ao perceber o problema, já teríamos pago pela maquinaria e, consequentemente, teríamos que pagar por modificações na ferramenta. A capacidade de produzir um protótipo rápido internamente economizou uma fortuna para a empresa em apenas um projeto.”

“Lançar nosso produto primeiro e garantir que ele seja o produto certo são aspectos extremamente importantes na Fender”, diz ele. “A capacidade de realizar a prototipagem rápida internamente com a Objet Eden teve um impacto imenso em ambas as frentes.”

De acordo com Greene, algumas vezes os designers da Fender chegam a imprimir na impressora 3D da Objet amostras de partes reais em falta no estoque para criar modelos ou colocar em outros produtos que estão testando. “Em vez de encomendar à fábrica e esperar, imprimimos a peça em nossa Objet Eden", diz Greene. “É rápido e fácil e, além disso, não desfalcamos o estoque disponível para os clientes.”

A impressora 3D Objet ajuda a equipe de design a explorar rapidamente novas ideias

Greene afirma que o maior benefício de possuir a impressora 3D Objet é dar à sua equipe a capacidade de explorar novas ideias de forma incrivelmente rápida. “Ter uma impressora Objet Eden350V internamente significa que você pode experimentar mais. A liberdade e a capacidade de criar são infinitamente maiores. Quando idealizo algo novo e arrojado, posso criar o design e ter o protótipo pronto em apenas algumas horas. Se não funcionar, terei perdido apenas uma tarde, e não uma semana.”

A equipe de marketing da Fender está extasiada com a impressora 3D Objet. “Saímos de uma reunião com marketing e temos um protótipo funcionando no dia seguinte para mostrar a eles’, diz Greene. “Eles ficam impressionados com a velocidade com que agora podemos passar do conceito à realidade.”

“Você pode mostrar algo em papel para alguém o dia inteiro”complementa Greene”, mas, ao apresentar uma peça real que pode ser tocada, as pessoas se empolgam de verdade”. Greene também acredita que a Objet Eden ajudou a Fender a fornecer produtos melhores para seus clientes. “Fazemos muito mais protótipos agora e eu acredito absolutamente que causamos um impacto na qualidade de nossos designs, pois frequentemente os protótipos nos forçam a fazer pequenas modificações ao longo do processo de design para aprimorar a aparência e a funcionalidade de uma peça”.

“Chamamos a impressora 3D Objet de ‘nosso brinquedo favorito’”, complementa. “Quando recebemos visitantes para um tour na Fender, gostamos sempre de exibi-la.”

Mesmo com o aumento de volume, os custos com a prototipagem rápida são metade do que costumavam ser quando a Fender terceirizava

Mesmo com o aumento significativo na quantidade de prototipagem rápida feita atualmente pela Fender, Greene afirma que os custos são metade do que eram quando a empresa terceirizava o trabalho. E, apesar do uso frequente, o desempenho da Objet Eden da Fender tem sido firme como uma rocha. “Em 18 meses, ela não parou de funcionar uma única vez”, diz Greene.

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