RAPID PROTOTYPING…SIMPLICIDAD Y RAPIDEZ.

¿Qué es Rapid Prototyping?

El término Rapid Prototyping, hace referencia al proceso de creación de prototipos de forma simple y rápida. Su fin es poder evaluar conceptos esenciales como la parte estética, la ergonómica o testar dimensionalmente el producto que se está desarrollando de forma tangible.

La creación rápida de prototipos es la fabricación rápida de una pieza física, modelo o ensamblaje utilizando un diseño 3D asistido por computadora (CAD). La creación de la pieza, modelo o ensamblaje generalmente se completa mediante la fabricación aditiva, o más comúnmente conocida como impresión 3D. En su forma más simple, el proceso de creación de prototipos rápidamente para evaluar visual y funcionalmente el diseño de un producto de ingeniería.

Consideración cuidadosa de los 5 factores clave, a saber. El propósito, la calidad, la cantidad, la complejidad y el costo tendrían un gran impacto en el éxito de la creación de prototipos.

En un contexto de diseño de productos de ingeniería, un prototipo es una versión preliminar del producto final y se utiliza para evaluar el diseño, probar la tecnología o analizar el principio de funcionamiento que a su vez proporciona la especificación del producto para un sistema de trabajo real.

Este es un proceso que conlleva la realización de prototipos con materiales y elementos básicos con el fin de tener una forma conceptual materializada en el mínimo tiempo posible. De este modo, conceptos como ergonomía, líneas de diseño, evaluación de volumen, etc. son examinados para evaluar y facilitar la toma de decisiones en función de las bases de diseño aplicadas posteriormente.

¿Cómo funciona?

La creación rápida de prototipos (RP) incluye una variedad de tecnologías de fabricación, aunque la mayoría utiliza la fabricación aditiva en capas. Sin embargo, otras tecnologías utilizadas para RP incluyen mecanizado de alta velocidad, fundición, moldeo y extrusión.

Si bien la fabricación aditiva es el proceso de creación rápida de prototipos más común, también se pueden utilizar otros procesos más convencionales para crear prototipos.

Estos procesos incluyen:

Sustractivo : mediante el cual se talla un bloque de material para producir la forma deseada mediante fresado, rectificado o torneado.

Compresivo : por el cual un material semisólido o líquido es forzado a la forma deseada antes de solidificarse, como con fundición, sinterización por compresión o moldeo.

Tipos de Rapid Prototyping

Estereolitografía (SLA) o fotopolimerización de tina

Esta técnica rápida y asequible fue el primer método exitoso de impresión 3D comercial. Utiliza un baño de líquido fotosensible que se solidifica capa por capa utilizando una luz ultravioleta (UV) controlada por computadora.

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

Utilizado tanto para la creación de prototipos de metal como de plástico, SLS utiliza un lecho de polvo para construir un prototipo de una capa a la vez utilizando un láser para calentar y sinterizar el material en polvo. Sin embargo, la resistencia de las piezas no es tan buena como con SLA, mientras que la superficie del producto terminado es generalmente rugosa y puede requerir un trabajo secundario para terminarlo.

Modelado de deposición fundida (FDM) o inyección de material

Este proceso económico y fácil de usar se puede encontrar en la mayoría de las impresoras 3D de escritorio no industriales. Utiliza un carrete de filamento termoplástico que se funde dentro de un cilindro de boquilla de impresión antes de que el plástico líquido resultante se deposite capa por capa según un programa de deposición por computadora. Si bien los primeros resultados generalmente tenían una resolución pobre y eran débiles, este proceso está mejorando rápidamente y es rápido y barato, lo que lo hace ideal para el desarrollo de productos.

Fusión selectiva por láser (SLM) o fusión en lecho de polvo

Conocido a menudo como fusión de lecho de polvo, este proceso es favorecido para hacer piezas complejas de alta resistencia. La fusión selectiva con láser se usa con frecuencia en las industrias aeroespacial, automotriz, de defensa y médica. Este proceso de fusión basado en lecho de polvo utiliza un polvo de metal fino que se funde capa por capa para construir prototipos o piezas de producción utilizando un láser de alta potencia o un haz de electrones . Los materiales SLM comunes utilizados en RP incluyen titanio, aluminio, acero inoxidable y aleaciones de cromo cobalto.

Fabricación de objetos laminados (LOM) o laminación de láminas

Este proceso económico es menos sofisticado que SLM o SLS, pero no requiere condiciones especialmente controladas. LOM crea una serie de laminados delgados que se han cortado con precisión con rayos láser u otro dispositivo de corte para crear el diseño del patrón CAD. Cada capa se entrega y se une encima de la anterior hasta que se completa la parte.

Procesamiento digital de luz (DLP)

Similar al SLA, esta técnica también utiliza la polimerización de resinas que se curan usando una fuente de luz más convencional que con SLA. Si bien es más rápido y más barato que el SLA, DLP a menudo requiere el uso de estructuras de soporte y el curado posterior a la construcción.

Una versión alternativa de esto es la producción continua de interfaz líquida (CLIP), mediante la cual la pieza se extrae continuamente de un tanque, sin el uso de capas. Cuando la pieza se extrae del tanque, cruza una barrera de luz que altera su configuración para crear el patrón de sección transversal deseado en el plástico.

Binder Jetting

Esta técnica permite imprimir una o varias partes al mismo tiempo, aunque las partes producidas no son tan fuertes como las creadas con SLS. Binder Jetting utiliza un lecho de polvo sobre el cual las boquillas rocían gotas micro-finas de un líquido para unir las partículas de polvo para formar una capa de la pieza.

Cada capa puede ser compactada por un rodillo antes de colocar la siguiente capa de polvo y comenzar el proceso nuevamente. Cuando se completa, la parte puede curarse en un horno para quemar el agente aglutinante y fusionar el polvo en una parte coherente.

Fuentes:

https://3dalia.com/rapid-prototyping-que-es-y-por-que-es-tan-utilizado/

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-manufacturing-what-is-rapid-prototyping

https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/rapid-prototyping-techniques/