Uma das principais aplicações da prototipagem rápida é na verificação de novos projectos, quando estes se encontram numa fase embrionária ou mesmo avançada de concepção, e antes do elevado investimento de fabricar uma ferramenta para a sua produção. Testar um protótipo funcional nessa altura dá a oportunidade de detectar erros de projecto e corrigi-los, quando os custos de alterações são ainda baixos. Estes erros são. Por vezes, difíceis de detectar no modelo CAD 3D.Os principais processos de prototipagem rápida são:

	SLS – SELECTIVE LASER SINTERING
	LOM – LAMINATED OBJECT MANUFACTURING
	SL – STEREOLITOGRAPHY
	DMLS – DIRECT METAL LASER SINTERING
	TDP – THREE DIMENSIONAL PRINTING
	FDM – FUSED DEPOSITION MODELLING
	THERMOJET – MULTIJET MODELLING

Abaixo, faz-se uma breve descrição de alguns dos processos mais utilizados, estando o resto dos processos disponível para mais informação em http://www.protoclick.com e em http://www.rnpr.net.

SLS – SELECTIVE LASER SINTERING

Esta tecnologia permite o fabrico de protótipos rápidos recorrendo a pós termoplásticos que são sinterizados por acção de um laser.
O SLS permite o fabrico de protótipos de pequena e média dimensão, de paredes finas e de complexidade média ou elevada, permitindo também a produção de modelos físicos funcionais directamente a partir de ficheiros CAD. Os modelos são construídos, camada por camada, através da sinterização de materiais em pó.
Após o arrefecimento do modelo, este é sujeito a uma limpeza sendo-lhe removido o pó envolvente, podendo passar por uma fase de acabamento. Uma vantagem que se pode tirar desta tecnologia é a de se poder fazer uma reutilização do material envolvente.

As vantagens deste processo são:

	Um dos melhores processos para se obter protótipos funcionais em materiais termoplásticos, só superável pelo FDM;
	Resistência mecânica e térmica dos modelos elevados, sendo cerca de 60 a 70% das dos materiais equivalentes injectados;
	Rapidez de execução das peças, comparativamente com o SL e FDM;
	Não necessita de suporte;
	Não necessita de pós cura quando se usam termoplásticos;
	Grande variedade de oferta em termos de materiais e técnicas complementares.

Como desvantagens do processo de SLS devem referir-se:

	Obtenção de modelos com superfícies rugosas e sem densidade máxima, pois têm sempre porosidade;
	Têm uma precisão dimensional abaixo do SL e do LOM;
	Convém referir o elevado custo das matérias primas utilizadas.

A importância desta tecnologia vem de encontro à necessidade de realização de testes de funcionalidade dos modelos em condições reais de operacionalidade, muito antes da finalização dos moldes de injecção. Desta forma encontram-se reunidas as condições para a realização dos ajustamentos necessários durante a fase de projecto sem envolver custos muito elevados e constituindo um importante valor acrescentado à concepção e desenvolvimento de produtos em termos de redução de prazos.

Figura 1	SLS – Princípio de Funcionamento

LOM – LAMINATED OBJECT MANUFACTURING

O LOM permite o fabrico de protótipos rápidos recorrendo a folhas de papel que são coladas e cortadas por laser, de forma sucessiva até à construção do modelo pretendido.
Além de papel, o equipamento de LOM também permite a execução de modelos em fibra de vidro, cerâmica e metal, sendo estas soluções muito onerosas e sem grande interesse industrial pela elevada quantidade de matéria prima consumida.
Como vantagens deste processo temos, como exemplo: a sua capacidade para produzir, de uma única vez, componentes de elevado volume; possibilidade de se usarem modelos feitos por LOM para a técnica dos modelos perdidos; rapidez de execução; o baixo custo do processo e das matérias primas utilizadas.
As limitações do processo devem-se, principalmente: à instabilidade do papel na presença da humidade, o que condiciona os processos operativos e a manutenção da precisão final; à fraca precisão dimensional no eixo dos ZZ; à necessidade de elevada mão de obra para os acabamentos e impermeabilização; à dificuldade em obter pequenas espessuras em peças de elevada dimensão e à falta de competitividade para peças muito pequenas.

Figura 2	LOM – Princípio de Funcionamento

SL – STEREOLITHOGRAPHY

A estereolitografia é um processo automático de fabrico por camadas, por fotopolimerização de uma resina líquida para a obtenção de modelos plásticos muito complexos, de forma rápida.
Quando a resina é submetida a uma radiação ultravioleta, proveniente de um feixe laser, desenvolve uma reacção de polimerização de alta velocidade provocando a solidificação da resina na zona de acção do feixe, numa extensão inversamente proporcional à sua velocidade de passagem. Combinando sofisticados meios de geração e controlo automático de trajectórias do laser com sistemas de precisão para posicionamento e recobrimento de camadas, possibilita-se a construção de modelos de forma complexa. O varrimento da superfície livre da resina nos limites dos contornos definidos para cada camada, permite o fabrico do protótipo sem constrangimentos de forma. Cada camada representa uma secção do modelo à respectiva cota de construção.
A solidificação da resina por acção do laser é parcial, pelo que o modelo tem ainda de passar por uma fase de pós-cura, para completar a reacção de polimerização. Posteriormente, o modelo é submetido a operações de limpeza e acabamento.
Este processo é particularmente adequado a peças de pequena dimensão e de grande complexidade.

As principais vantagens do processo de estereolitografia são as seguintes:

	Um dos melhores processos em termos de precisão dimensional;
	Permite obter as formas mais complexas e os detalhes mais finos;
	Densidades máximas absolutas obtidas com resinas de vários tipos, nomeadamente resistentes a altas temperaturas, rígidas, flexíveis, etc.;
	Obtenção de modelos parcialmente ocos, reduzindo os custos de produção e possibilitando a sua utilização em fundição por modelos perdidos;
	Óptimas superfícies de acabamento após lixagem e polimento.

Como desvantagens do processo podem referir-se:

	Fraca resistência mecânica dos componentes;
	Tempo de fabricação relativamente elevado;
	Elevado custo das matérias primas e dos modelos;
	Necessidade de pós-cura;
	Propensão a empenos.

Figura 3	SL – Princípio de Funcionamento

DMLS – DIRECT METAL LASER SINTERING

Esta tecnologia permite a construção de modelos sólidos por adição sucessiva de camadas cujas geometrias são obtidas directamente de um modelo CAD-3 D. Este processo difere dos restantes por usar apenas pós 100% metálicos, de baixa granulometria (<50 m) e espessuras de camada da mesma ordem de grandeza. Esta permite o fabrico directo de modelos metálicos com elevados níveis de densificação e de excelente qualidade superficial.

Figura 4	DMLS – Princípio de Funcionamento