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Creación rápida de prototipos

¿Qué es la creación rápida de prototipos?

El prototipado rápido reúne una serie de tecnologías que permiten fabricar un prototipo, una pieza o un conjunto destinado a ser lanzado a mayor escala. Gracias a nuevas tecnologías como el mecanizado CNC y la impresión 3D, la creación rápida de prototipos es ahora más sencilla, eficaz y barata que nunca.

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC es un método sustractivo. Suele utilizarse para fabricar objetos con gran precisión. Por ello, es muy recomendable en las industrias de automoción, fabricación de metales y aeroespacial.
Sin embargo, el mecanizado CNC es más difícil de manejar y tiene sus límites para determinadas geometrías.

Impresión 3D

La impresión 3D es un método aditivo. Mediante la superposición de capas de materiales (plástico o metal) una sobre otra, se puede crear cualquier forma.

Combinada con la optimización topológica (véase más adelante), la impresión 3D presenta una serie de ventajas sobre el mecanizado CNC.

En el diseño y la fabricación de productos, detectar y corregir rápidamente los fallos de diseño puede ayudar a las empresas a evitar costosas revisiones y cambios de utillaje a medio camino.

La creación rápida de prototipos permite a los ingenieros probar a fondo prototipos similares en aspecto y prestaciones a los productos finales, lo que reduce el riesgo de problemas de uso y fabricación antes de pasar a la producción.

En Axis estamos especializados en varias técnicas de impresión 3D desde 1997. Esto nos permite ofrecer prototipos rápidos e incluso lo que llamamos mini o pequeñas series de producción de hasta 5.000 piezas si es necesario.

Si desea obtener más información sobre las diferentes tecnologías de impresión 3D utilizadas en Axis, encontrará una explicación detallada en cada página, así como un vídeo explicativo.

Las 2 aplicaciones principales del prototipado rápido

Prototipos estéticos

Las start-ups y las oficinas de diseño de los grandes grupos lo saben bien. Cuando se trata de convencer a futuros inversores o equipos directivos, un prototipo es una parte esencial del proyecto. Un dibujo vale más que mil palabras, pero un prototipo debe valer más que mil dibujos. Poder tocar el objeto como si fuera la versión final, con las mismas propiedades mecánicas y estéticas, es esencial para avanzar rápidamente. Tecnologías como
SLA
 permiten crear piezas de calidad visualmente equivalente al moldeo por inyección de plástico. También se puede tratar una impresión para que tenga el mismo aspecto que el producto para una exposición (lijado, pintura, barnizado, etc.). La industria automovilística utiliza ampliamente esta tecnología para el diseño de nuevos faros, ya que permite crear rápidamente una réplica exacta (transparencia y color) de la pieza.

Las marcas de gran consumo también pueden utilizarlo para probar nuevos envases o formas de producto. A continuación, estos prototipos se presentan a consumidores de prueba en grupos de discusión para conocer la opinión de los futuros clientes. Cuanto más se acerque el prototipo al resultado final, más pertinentes serán los comentarios. El color, el tacto del material y la forma en que los usuarios lo manejarán serán factores clave a la hora de modificar el producto final.

le prototypage rapide Aspirateur en stéréolithographie réalisée par Axis

Prototipos funcionales y dimensionales

Antes de lanzar la producción de varios miles de unidades, es importante saber si la pieza diseñada cumple las especificaciones técnicas. La creación rápida de prototipos se está convirtiendo en un elemento clave en la fase de industrialización. Por tanto, un prototipo fabricado con el mismo material que la pieza final puede ayudar a validar los elementos clave del proyecto. Existen muchas resinas de sinterización, filamentos y polvos para satisfacer las necesidades de los ingenieros. Van desde el simple ABS, polipropileno, PA6 y PA12 hasta el titanio, diversos aceros, cobre y aluminio. Consulte nuestras fichas de materiales para encontrar la mejor opción para su proyecto. Y si no está, puede ponerse en contacto con nosotros para encontrar una solución.

Así, pueden insertarse prototipos funcionales en conjuntos para validar la resistencia mecánica del material. Las pruebas de desgaste ayudarán a verificar las elecciones de los ingenieros, e incluso a decidir si hay que cambiar el material o modificar la pieza.

La otra ventaja de desarrollar un prototipo funcional es que se pueden crear varios simultáneamente. En lugar de tener que crear un molde para cada versión utilizando la tecnología de fabricación tradicional, puede simplemente modificar su archivo 3D para obtener una variante de su prototipo.

Piece FDM mini série avec Dépose de fil
Este enfoque es ideal para los diseñadores, que pueden ofrecer a sus clientes una amplia gama de opciones introduciendo ligeras modificaciones. Y en términos de velocidad de producción, esto no tendrá ningún impacto, ya que las piezas pueden imprimirse al mismo tiempo en lugar de una tras otra.

Las 3 principales ventajas del prototipado rápido

Reducción de costes

El prototipado rápido permite fabricar prototipos sin necesidad de costosas herramientas, garantizando al mismo tiempo las prestaciones del producto final. Así podemos explorar distintas variantes del producto en desarrollo para seleccionar la solución más adecuada. Esto es sumamente importante porque la finalidad del prototipo es precisamente validar, o no, el concepto desarrollado, y la ausencia de molde permite un número infinito de cambios.

Ahorro de tiempo

Sin molde que modificar o reproducir, todo lo que tiene que hacer es modificar el archivo 3D para corregir el problema detectado en la versión anterior. A continuación, se establece una comunicación rápida entre la oficina de diseño y el proveedor de servicios que fabrica el prototipo.

Como ya se ha mencionado, la optimización topológica, que consiste en modificar el diseño de la pieza para optimizar su masa, resistencia mecánica y/o coste, también acelera el proceso de prototipado rápido. Por lo general, la pieza optimizada será más ligera y ofrecerá la misma resistencia. Menos material significa una producción más rápida y barata, lo que es fundamental en determinadas industrias como la aeroespacial y la automovilística.

Mejora de la comunicación

Ya sea para facilitar la comunicación entre los equipos internos de una empresa (técnicos/marketing/ventas/gestión) o con los clientes o inversores, un prototipo facilita claramente la comunicación. La creación rápida de prototipos permite a los ingenieros probar a fondo prototipos similares en aspecto y prestaciones a los productos finales, lo que reduce el riesgo de problemas de uso y fabricación antes de pasar a la producción.

Desventajas de la impresión 3D para la creación rápida de prototipos

En realidad, no hay desventajas directamente relacionadas con las tecnologías de impresión 3D para la creación rápida de prototipos. Cada uno tiene sus propias ventajas y problemas, que los limitan a determinadas aplicaciones. El inconveniente es que hay que poseer varias de estas tecnologías y dominarlas a la perfección para optimizar su uso. Muchas empresas tienen sus propias máquinas, pero le recomendamos encarecidamente que trabaje con un profesional que pueda asesorarle sobre la tecnología y los materiales adecuados para su proyecto. Un especialista en fabricación aditiva le permitirá ir directamente al grano y evitar numerosos contratiempos mientras aprende a imprimir en 3D. Hoy en día se pueden encontrar máquinas FDM básicas por unos 200 euros, pero difícilmente pueden competir con máquinas de 300.000 euros. Además, acabados como la metalización y el cromado no son fáciles de conseguir si no se dispone del equipo adecuado.

Tecnologías de impresión 3D para la creación rápida de prototipos

Existen muchas tecnologías diferentes de fabricación aditiva o impresión 3D. Aunque tiene una imagen moderna y es una tecnología reciente, la impresión 3D existe desde los años ochenta. Por supuesto, con el tiempo, la sencilla tecnología original ha evolucionado mucho, dando lugar a distintos enfoques y utilizando materiales cada vez más diferentes.

En Axis, utilizamos los principales :

  • Impresión 3D por deposición por hilo fundido (FDM), que utiliza una amplia gama de plásticos de bajo coste. Trabajamos con e-motion Tech una empresa francesa, así como con Stratasys uno de los líderes del mercado.
  • La estereolitografía (SLA) nos permite crear prototipos prácticamente idénticos al producto final, gracias a su calidad de impresión, equivalente a la del moldeo por inyección. También puede utilizarse para fabricar piezas translúcidas y transparentes. Recientemente hemos invertido en máquinas muy grandes de la empresa Raplas.
  • La Multijet Fusion (MJF) de HP se utiliza para fabricar prototipos funcionales y de validación dimensional.
  • El sinterizado láser de polvo (SLS), similar a la MJF, ofrece una gran flexibilidad en cuanto a materiales.
  • El fundición en vacío ideal para la creación rápida de prototipos de pequeñas series de producción de hasta 20 piezas de alta calidad
  • Moldeo por inyección de reacción RIM El moldeo por inyección de reacción, similar al moldeo por vacío, nos permite fabricar un mayor número de piezas.
  • El sinterización de metales (DMLS/SLM), se utiliza para crear prototipos metálicos, en bruto o que pueden mecanizarse si se requiere la máxima precisión.

Estas tecnologías, algunas de ellas complementarias, nos permiten ofrecer una capacidad de respuesta y una calidad sin precedentes. Muchos de nuestros clientes han confiado en nosotros para sus proyectos (véase el apartado noticias), por lo que invertimos constantemente en las últimas tecnologías disponibles en el mercado.

Si usted también desea obtener más información sobre la creación rápida de prototipos, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo para hablar del mejor enfoque para su proyecto.