Voltar aos resultados da pesquisa Dirigindo uma bicicleta legal série Speed Concept 9

Protótipos em túnel de vento da Trek

A Trek acelera os ciclos de design com a impressora 3D Objet

"O fato de podermos imprimir várias interações rapidamente permitiu que os designers experimentassem mais e ainda assim cumprissem os prazos."

— Mike Zeigle, Gerente do Grupo de Desenvolvimento de Protótipos da Trek’

Premiado fabricante de bicicletas agora produz 4 vezes mais protótipos do que antes e reduz o tempo de lançamento de produtos no mercado

A Trek foi fundada em 1976 com uma missão simples: Produzir as melhores bicicletas do mundo. Desde então, a empresa já conquistou vários prêmios de design e inovação. Mike Zeigle é o gerente do Grupo de desenvolvimento de protótipos da Trek’, uma equipe formada por nove profissionais com várias ferramentas à disposição. Entre elas uma oficina de máquinas com cinco centros de maquinaria CNC, uma oficina completa de fabricação de metal/soldagem e, por vários anos, bureaus de serviços para quem eles terceirizavam suas tarefas de SLA.

A prototipagem desempenha um papel crucial em todas as fases dos ciclos de desenvolvimento de produtos da Trek’. Designers industriais, engenheiros mecânicos, artistas gráficos e profissionais de marketing, todos utilizam protótipos. Assim, a equipe de programadores, operadores de máquinas e soldadores de Zeigle’ está sempre ocupada. Na maioria dos casos, eles produzem protótipos de peças de bicicletas. No entanto, eles ocasionalmente também prototipam modelos de maquinaria e acessórios relacionados, como tênis e capacetes.

Peças em 3D de máscara de bicicletaQuando os custos anuais da Trek’ com bureaus de serviços chegaram a US$ 275.000, o gerente de Engenharia e design da Trek’ decidiu que era hora de considerar a compra de um sistema de prototipagem rápida e pediu que Zeigle apresentasse algumas opções. Inicialmente, ele pesquisou apenas ferramentas de SLA, SD e FDM. Rapidamente ele reduziu as opções apenas para SLA, mas ainda tinha preocupações com o custo e os requisitos de espaço e manutenção das máquinas’. Foi quando um colega sugeriu um sistema de impressão 3D Objet Connex500, um equipamento limpo e adequado ao uso em escritórios e que produz peças comparáveis à SLA em termos de qualidade e acabamento.

Ao contrário das outras tecnologias consideradas por Zeigle, a Objet Connex possui uma capacidade totalmente única de imprimir peças e conjuntos feitos de vários materiais de modelagem com diferentes propriedades mecânicas ou físicas em uma única montagem. As peças produzidas na Objet Connex possuem superfícies suaves e duráveis, com detalhes excepcionalmente finos. O sistema é capaz de imprimir dobradiças móveis, peças com toque suave e realizar uma moldagem multicomponente que outras tecnologias são incapazes de produzir. A produtividade superior, a saída de alta qualidade e os recursos únicos de impressão multimaterial da Objet Connex permitem que os usuários emulem de perto a aparência e o funcionamento de uma gama consideravelmente ampla de produtos.

Peças não pintadas produzidas em uma impressora 3D ObjetDe acordo com Zeigle, o fato de a Objet Connex poder jatear materiais digitais – ou seja, misturar dois materiais para aumentar os durômetros – foi um ponto importantíssimo para compra, bem como a capacidade da Objet Connex’ combinar dois materiais em uma única peça. “A Objet Connex foi a única máquina de prototipagem rápida que avaliamos que nos permitiria fazer uma única montagem com múltiplos materiais e durômetros”, afirma Zeigle. “Você não’pode fazer isso com SLA ou outras marcas de impressora 3D, e isso realmente nos conquistou. A Objet Connex mudou a minha percepção da impressão 3D”

Zeigle e sua equipe também se impressionaram com a qualidade das peças produzidas na Objet Connex. “As peças produzidas pela Objet Connex possuem acabamento e qualidade tão bons quanto aos das peças SLA que costumávamos receber do nosso bureau de serviços”, diz ele. “E nós podemos ter uma peça em poucas horas, em oposição aos vários dias e diversas documentações necessários quando terceirizávamos esse serviço.”

A Objet Connex torna possível o design revolucionário da nova bicicleta Speed Concept

Final, peças pintadas produzidas na Objet Connex

A equipe de Zeigle’ usa sua impressora Objet Connex para virtualmente toda bicicleta produzida pela Trek. Mais recentemente, ela desempenhou um papel fundamental no lançamento da companhia’ da nova bicicleta da série Speed Concept 9 – uma bicicleta de velocidade usada no Tour de France e no Iron Man Havaí. O design exclusivo do seu quadro apresenta seções transversais aerodinâmicas que reduzem o arrasto e aumentam a velocidade. Praticamente todas as peças do novo design foram prototipadas na Objet Connex e enviadas da sede da Trek’ em Wisconsin para uma instalação de testes em túnel de vento localizada na Califórnia – onde quadros de teste seriam avaliados em velocidades de vento de 48 km/h ou mais. 

“Os designers tiveram várias ideias especificamente para o projeto da seção transversal aerodinâmica e quiseram analisar o impacto sobre a resistência do ar”, explica Zeigle. “Assim, imprimimos várias peças na Objet Connex para que eles pudessem posicionar no quadro principal da bicicleta e testar no túnel de vento.” A equipe produziu até mesmo acessórios duráveis como garrafas de água e lancheiras na Objet Connex para tornar as condições de teste mais realistas. 

“O fato de podermos imprimir várias interações rapidamente permitiu que os projetistas experimentassem mais e, ainda assim, cumprissem os prazos”, explica Zeigle. O resultado final representou uma verdadeira revolução em design de bicicletas chamada de Kamtail Virtual Foil, ’a qual atraiu uma grande atenção da mídia.

Antes da aquisição da Objet Connex, a equipe da Trek teria produzido peças de protótipos em alumínio ou espuma densa usando processos CNC em sua oficina para depois combiná-las com peças SLA terceirizadas para um bureau de serviços. O tempo decorrido, de acordo com Zeigle, teria sido totalmente diferente, já que pode demorar uma semana ou mais para receber uma peça CNC e vários dias para produzir uma peça SLA. Em contrapartida, o tempo necessário para a produção interna de uma peça na impressora Objet 3D é de menos de um dia. Lupe Ollarzabal, engenheiro responsável pela operação da impressora Objet Connex da Trek’, diz que possuir a própria impressora causou um grande impacto na produtividade da empresa’a. “Nossa Objet Connex nos permite levar um produto para o mercado ainda mais rápido, ou lançar um
produto melhor no mercado dentro do prazo – e, em muitos casos, ’ambos”, afirma Ollarzabal – a quem Zeigle descreve como a “pessoa a ser procurada” por designers que necessitam de uma peça imediatamente. “De qualquer forma, só temos a ganhar, e nossos clientes também. Quando o tempo aperta’, ela é realmente útil.”

Os projetistas da Trek’ estão encantados com a Objet Connex – em vez de esperar dias ou semanas pelos protótipos, eles agora podem segurar uma peça nas mãos em apenas 30 minutos. Eles também estão criando protótipos com muito mais frequência. “75% dos protótipos que criamos são coisas que nunca teríamos feito antes”, afirma Zeigle. “Quando terceirizávamos ou dependíamos de nossa operação de usinagem interna, era muito caro e demorado fazer muita prototipagem.” Zeigle observa que a Objet Connex também ajudou a reduzir significativamente os erros de maquinaria que podem acrescentar semanas ou meses ao cronograma de lançamento de um produto.

Hoje, diz Zeigle, a impressora Objet Connex da Trek’ funciona quase continuamente. “Inicialmente, tínhamos uma pessoa em tempo parcial responsável por operar nossa impressora Objet 3D”, lembra. “Dentro de seis meses, à medida que os projetistas começaram a prototipar mais, a tarefa tornou-se um trabalho em tempo integral. Se continuar assim, chegaremos ao ponto em que será’ necessário adicionar um turno ou comprar outra Objet Connex, e talvez ambos. Nossa máquina atual trabalha o dia inteiro, a semana toda e, algumas vezes, no fim de semana.”

O serviço da Stratasys’ tem sido excelente", afirma Zeigle, acrescentando, “Queria que todos os nossos fornecedores fossem tão eficientes quanto a Stratasys. Em uma escala de 1 a 10, eles’ são 10.”

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