Compartir Tecnologías de Prototipado Rápido en la Fabricación CNC.
Quizás, como fabricante, estés intentando determinar qué técnica de prototipado rápido funcionaría mejor para tu empresa y tu producto. Aquí, listaremos las técnicas más populares y el proceso que cada una utiliza. También incluiremos las ventajas y desventajas de cada técnica.
Los 4 tipos principales de prototipado rápido son estereolitografía (SLA), sinterizado selectivo por láser (SLS) o fusión selectiva por láser (SLM), y modelado por deposición fundida (FDM). Cada tipo tiene su propio proceso y beneficios.
El proceso básico
El proceso básico de las técnicas de prototipado rápido es el uso de un modelo de archivo CAD que es dividido por el software en una pila de láminas delgadas. Con estos datos, una impresora 3D añade el material elegido para recrear el producto original. Este proceso es un proceso aditivo, a diferencia de los procesos tradicionales sustitutivos de mecanizado. Cada tipo de tecnología de prototipado rápido utiliza una versión de este proceso básico. Este tipo de prototipado produce piezas de manera más rentable, sin necesidad de herramientas especiales y con una mayor variedad de diseños que los métodos tradicionales de prototipado.
El proceso básico de las técnicas de prototipado rápido
Estereolitografía SLA
Sinterizado selectivo por láser
El sinterizado selectivo por láser, o SLS, fue desarrollado a partir de un programa gubernamental a mediados de los años 80. El sinterizado es un proceso en el que plástico o metal en polvo/granulado se une mediante presión y/o calor. Este proceso crea un objeto sólido y resistente que es manufacturable. El SLS no requiere soportes como la SLA. Esta es una gran ventaja del SLS, ya que el diseñador no está limitado a ciertos requisitos de diseño. Otra ventaja es que no es necesario fabricar herramientas o matrices especiales para fabricar las piezas, lo que ayuda a equilibrar el coste de producción de la pieza con SLS. Con un archivo CAD y SLS, una pieza puede ser producida en un día, haciendo que esta técnica de prototipado rápido sea perfecta para producir prototipos viables, piezas con diseños complejos y unidades únicas.
Sinterizado selectivo por láser
Modelado por deposición fundida
Al igual que con los métodos anteriores de prototipado, el modelado por deposición fundida, o FDM, fue desarrollado en los años 80. Este método es el que más familiaridad tiene la mayoría de las personas. Esta técnica utiliza un carrete de plástico o metal que se distribuye a través de una boquilla en un patrón de capas para producir un objeto. Este tipo de impresión 3D está haciendo que el proceso sea más fácil y económico, con máquinas más pequeñas y diferentes tipos de materiales de impresión. Aunque la boquilla puede limitar los detalles del diseño, la capacidad de usar más de un tipo de material de impresión añade versatilidad a las capacidades de diseño. Aunque actualmente no es aplicable para producir grandes cantidades, esta técnica de prototipado rápido es buena para producir rápidamente pequeñas cantidades de piezas a un coste efectivo.
Modelado por deposición fundida
Fusión selectiva por láser
La fusión selectiva por láser, o SLM, utiliza un dibujo CAD para crear un objeto con capas 2D impresas de metal, usando tanto sinterizado como soldadura para crear una pieza completamente densa. Esta es una técnica de prototipado rápido popular porque los diseños complejos y los aspectos internos que reducen peso y aumentan la resistencia se logran de manera rápida y eficiente. Esta técnica de prototipado rápido es popular en las industrias automotriz, médica y aeroespacial.
Estereolitografía
La mayoría de las técnicas de prototipado 3D comenzaron en los años 80 cuando Hideo Koyama creó el proceso de combinar una luz UV con un polímero fotoreactivo para crear un objeto sólido. Koyama no patentó el proceso, por lo que un hombre llamado Charles Hull creó un formato de archivo para la estereolitografía y patentó el proceso. El señor Hull también acuñó los términos prototipado rápido e impresión 3D.
La estereolitografía, o SLA, es una forma bien conocida de impresión 3D. La SLA requiere software CAD 3D para crear la geometría del objeto y soportes necesarios para añadir estructura al objeto (Star). La SLA puede producir detalles extremos y una superficie acabada (Protosys). Otra gran ventaja de la impresión SLA es que las piezas pueden crearse rápidamente, a veces en menos de un día. Las desventajas de la impresión SLA son que el tamaño del objeto suele ser limitado y el proceso puede ser costoso. La impresión SLA es principalmente popular para probar aspectos de un nuevo diseño antes de fabricar grandes cantidades.
Fusión selectiva por láser
¿Qué técnica es la adecuada para ti?
Elegir la técnica de prototipado rápido más adecuada depende del tipo de componente u objeto que hayas diseñado. ¿Qué técnica se adaptará mejor al material, tamaño, complejidad, plazo y diseño de tu producto? Es importante entender las ventajas y desventajas de cada técnica para determinar cuál elegir.
Por ejemplo, SLA tiene precisión, detalle y presencia en la industria. Sin embargo, está limitado en materiales disponibles, necesita soportes y debe curarse después de la producción. SLS, por otro lado, no requiere curado posterior, tiene una necesidad limitada de estructuras de soporte y una gama más amplia de opciones de materiales. Requiere cierto acabado y cambiar de diferentes materiales puede ser difícil en comparación con otras técnicas de prototipado rápido. FDM no necesita curado, tiene una variedad de materiales y un cambio más fácil, pero pierde cierta ventaja en su falta de velocidad en piezas grandes, pérdida de pequeños detalles y algunos requisitos de soporte en ciertos materiales.
Elegir XTJ, una de las técnicas de prototipado rápido más populares, es fácil cuando aprendes el proceso, las ventajas y desventajas de cada técnica y las comparas con los requisitos del diseño de tu prototipo. El presupuesto, el diseño, los materiales, el tamaño y las restricciones de tiempo de tu producto son los planos para determinar cuál de las técnicas de prototipado rápido más populares es la mejor para ti.
