Dentro do ponto de vista da engenharia, inovação é um processo de quebra de padrões tanto de pensamentos quanto de ações. E um jeito natural de colocar à prova novas ideias ou soluções inovadoras é desenvolvendo protótipos. Além disso, do ponto de vista de negócios, a dedicação para a modelagem de protótipos é tão relevante quanto estratégica. Assim, ela faz parte de um dos pilares organizacionais de qualquer iniciativa de sucesso.
O que é o protótipo de um produto?
A palavra “protótipo” se origina do grego [prototypos] e seria traduzida como “original, primitivo”. Os protótipos, entretanto, podem ser interpretados de maneiras distintas.
Quando se lida com o contexto acadêmico, protótipos, em geral, servem como uma base ou como modelo para o entendimento de fenômenos da natureza. Um exemplo disso é o estudo das forças aerodinâmicas em um modelo em escala reduzida de uma aeronave em túneis de vento. Já do ponto de vista de mercado, refere-se a protótipo como sendo uma versão inicial ou não otimizada de um produto. A visão de protótipo, do ponto de vista da engenharia, se encontra em algum lugar entre esses dois limiares.
Pode-se ainda categorizar protótipos entre: físicos ou analíticos. Protótipos físicos são aproximações tangíveis, palpáveis do produto esperado. Enquanto que protótipos virtuais são modelos matemáticos, em geral mais detalhados, criados para estudar o comportamento de determinado componente do produto final ou do seu conjunto como um todo, antes mesmo de sua produção.
Protótipos atendem a diversos propósitos. Dessa forma, sua modelagem serve como guia no desenvolvimento de um produto, permitindo que sistemas e subsistemas trabalhem juntos e da forma planejada. Além disso, protótipos reduzem as incertezas do projeto, pois são uma forma ágil de abandonar alternativas que não são bem recebidas. Portanto, auxiliam na identificação de uma solução final mais acertada.
Como é o desenvolvimento de um protótipo?
Dentro do nicho do “Design Thinking” a prototipagem é a última etapa do processo de desenvolvimento de um produto. Etapa cujo objetivo é a validação perante a necessidade de solucionar um problema. Apesar disso, a prototipação em si também tem suas etapas, sendo elas:
- Formulação de questões;
- Criação do(s) protótipo(s);
- Teste;
- Avaliação;
- Conclusão.
O processo se inicia com a formulação de questões que representem as dores que levarão à elaboração da solução idealizada. Após isso, são criados modelos que viabilizem observar o comportamento da solução na etapa de testes, que coloca à prova as soluções desenvolvidas. Após isso, segue-se para a etapa de avaliação de resultados. Se forem acertados, prossegue-se para a conclusão, senão, retorna-se às etapas anteriores.
Assim, percebe-se que o processo de modelagem de protótipos, em si, é um instrumento de aprendizado. Da ótica da equipe do projeto, aprende-se fazendo, isto é, ao conceber a forma de uma ideia é necessário elaborá-la em todos os seus detalhes e em todos os níveis de fidelidade, desde uma representação conceitual (desenho) até uma representação mais similar possível da solução (simulação 3D). Em suma, o desenvolvimento de protótipos permite:
- Avaliar a complexidade envolvida na construção de uma solução;
- Filtrar e otimizar uma solução através da análise iterativa e em tempo real das respostas do modelo;
- Identificar problemas antecipadamente, aumentando a segurança do projeto e reduzindo custos.
Importância da Modelagem no Desenvolvimento de um Protótipo
A engenharia constitui uma profissão que carrega o aprendizado de várias técnicas de concepção de modelos (desenhos, montagens, CAD, simulações 3D, etc) que são a chave no processo de criação de uma solução inovadora. Portanto, com o poder computacional cada vez maior, a tendência é que essas ferramentas se tornem cada vez mais precisas e acertadas.
Dito isso, entende-se que modelagem de protótipos se encaixa em duas das etapas do desenvolvimento citadas anteriormente. A primeira delas é a criação do protótipo, no qual ferramentas CAD são fundamentais para a visualização do modelo de um componente. Assim, com elas pode-se caracterizar geometricamente as peças (estudo da forma) e entender o funcionamento idealizado da montagem (fit), como um conjunto. Já a outra etapa é a de testes, em que se atribuem características físicas aos componentes do modelo e se realiza a simulação 3D do comportamento de uma peça ou de um conjunto quando submetido a condições específicas. Nessa etapa é muito comum ouvir-se falar sobre “Método de Elementos Finitos (MEF)” ou “Computer Fluid Dynamics (CFD)”, dependendo do escopo no qual está inserido o projeto.
Em suma, são métodos numéricos iterativos, constituídos de três etapas:
- Pré-Processamento, na qual se definem as condições de contorno da simulação;
- Processamento, na qual são calculadas as variáveis de interesse da simulação;
- Pós-Processamento, na qual são analisados os parâmetros críticos do projeto como limitações, resposta a condições adversas, faixa de operação e se o modelo atende ou não à proposta para o qual foi idealizado.
Indo além
Por fim, percebe-se que o modelo 3D utilizado como ferramenta de investigação de problemas mostra-se como uma ferramenta muito poderosa. Assim, o principal motivo é que ele possibilita a solução do problema na etapa anterior à produção.
Portanto, agora que você já sabe a importância da modelagem de protótipos, conheça os 6 melhores softwares de Modelagem 3D para começar a prototipagem do seu produto!
Autor: João Vitor Fernandes
