¿Qué es la creación rápida de prototipos?
Creación rápida de prototipos es la creación acelerada de una pieza física, modelo o ensamblaje mediante diseño asistido por ordenador (CAD) en 3D. Este proceso suele implicar la fabricación aditiva, más comúnmente conocida como impresión 3D. Cuando el prototipo se parece mucho al producto final previsto, se denomina prototipo de alta fidelidad. Por el contrario, una diferencia significativa entre el prototipo y el producto final indica un prototipo de baja fidelidad.
¿Cómo funciona el prototipado rápido?
La creación rápida de prototipos (RP) engloba varias tecnologías de fabricación, la mayoría basadas en la fabricación aditiva por capas. Otros métodos son el mecanizado de alta velocidad, la fundición, el moldeado y la extrusión. Además de la fabricación aditiva, otras técnicas más convencionales pueden crear prototipos, como:
- Sustractivo: El material se talla a partir de un bloque para conseguir la forma deseada mediante fresado, rectificado o torneado.
- Compresión: El material semisólido o líquido se fuerza para darle la forma deseada y se solidifica, como en la fundición, la sinterización por compresión o el moldeo.
Tipos de prototipado rápido
- Estereolitografía (SLA) o fotopolimerización en cuba: La SLA es una técnica rápida y asequible que utiliza un baño de líquido fotosensible solidificado capa a capa con luz UV.
- Sinterización selectiva por láser (SLS): El SLS construye prototipos a partir de polvos metálicos o plásticos, capa a capa, utilizando un láser para sinterizar el material. Sin embargo, las piezas resultantes pueden necesitar un acabado secundario debido a las superficies rugosas.
- Modelado por deposición fundida (FDM) o chorro de material: FDM utiliza filamento termoplástico fundido y depositado capa a capa. Es barato y adecuado para impresoras 3D de sobremesa no industriales.
- Fusión selectiva por láser (SLM) o fusión en lecho de polvo: La SLM utiliza polvos metálicos finos fundidos por un láser de alta potencia o un haz de electrones para crear piezas complejas de alta resistencia. Este método es popular en las industrias aeroespacial, automovilística, de defensa y médica.
- Fabricación de objetos laminados (LOM) o laminación de láminas: LOM construye piezas uniendo laminados finos cortados con láser u otros dispositivos de corte. Es menos sofisticado pero no requiere condiciones controladas.
- Procesamiento digital de la luz (DLP): Al igual que la SLA, la DLP utiliza una fuente de luz convencional para la polimerización. Suele requerir estructuras de soporte y un curado posterior a la construcción.
- Chorro aglomerante: La inyección de aglutinante utiliza un lecho de polvo y aglutinante líquido para formar piezas capa a capa. Es adecuado para producir varias piezas a la vez, pero su resistencia es inferior a la del SLS.
Aplicaciones de la creación rápida de prototipos
La creación rápida de prototipos ayuda a los diseñadores de productos en la fabricación rápida de piezas prototipo representativas, facilitando la visualización, el diseño y el desarrollo de procesos de fabricación antes de la producción en serie. Utilizado inicialmente en la industria del automóvil, sus aplicaciones se han extendido a los sectores médico, aeroespacial y otros. El utillaje rápido, otra aplicación, consiste en crear piezas utilizadas como herramientas en otros procesos.
Ventajas de la creación rápida de prototipos
- Visualización temprana: Proporciona una imagen completa del aspecto o las prestaciones de un producto en una fase temprana del ciclo de diseño y fabricación.
- Rentable: Los procesos automatizados requieren menos personal y materiales, lo que reduce los costes.
- Precisión: El CAD ayuda a minimizar el desperdicio de material y evita la necesidad de herramientas especializadas para cada nuevo prototipo.
- Iteración rápida: Facilita las modificaciones rápidas en función de los cambios de diseño y los comentarios de los usuarios.
- Comunicación mejorada: Permite a los diseñadores presentar conceptos tangibles a las partes interesadas para su mejor comprensión y aprobación.
- Personalización y flexibilidad: Permite incorporar los requisitos del cliente de forma rentable.
Coste de la creación rápida de prototipos
El coste de servicios de prototipado rápido depende de varios factores, como el volumen y el tamaño de las piezas, el acabado superficial, los materiales utilizados y el grado de tratamiento posterior a la fabricación necesario.
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