La creación rápida de prototipos se refiere a tecnologías que permiten una creación más rápida de prototipos y productos de ingeniería en comparación con los métodos convencionales como el mecanizado CNC. Con prototipos rápidos, las iteraciones de diseño y las pruebas se pueden realizar rápidamente. Esto acelera significativamente los ciclos de desarrollo de productos. Exploremos más sobre la creación rápida de prototipos y sus aplicaciones en ingeniería.
¿Qué es la creación rápida de prototipos?
La creación rápida de prototipos es un grupo de técnicas que se utilizan para crear rápidamente un modelo a escala de una pieza o ensamblaje físico utilizando datos tridimensionales de diseño asistido por computadora (CAD). En la creación rápida de prototipos, el modelo se construye mediante métodos de fabricación aditiva en los que se colocan capas de material sucesivamente hasta que el modelo está completo. Este es un proceso de fabricación automatizado a diferencia de las técnicas de creación de prototipos manuales.
La entrada de datos para la creación rápida de prototipos es un modelo CAD creado en software como AutoCAD, SolidWorks, CATIA, etc. La máquina de creación rápida de prototipos convierte el modelo CAD en secciones transversales horizontales delgadas. Luego, las capas se construyen una por una para crear el prototipo final. La impresión 3D es una de las tecnologías de creación rápida de prototipos más utilizada.
Beneficios de la creación rápida de prototipos
Estas son algunas de las principales ventajas de utilizar la creación rápida de prototipos:
- Entrega rápida: Los prototipos se pueden construir en horas o días en lugar de semanas. Esto acelera el proceso de diseño del producto.
- Diseños mejorados: se pueden probar rápidamente múltiples iteraciones de un diseño. Esto conduce a una mejor calidad del producto.
- Costos más bajos: no se necesitan herramientas costosas como moldes o matrices. El costo por pieza es menor.
- Personalización: Se pueden construir fácilmente formas y características complejas. Se pueden crear productos totalmente personalizados.
- Reducción de residuos: Sólo se utiliza la cantidad necesaria de material para construir el prototipo. Sin fresado ni corte de bloques de materia prima.
Tipos de creación rápida de prototipos
Hay dos tipos principales de creación rápida de prototipos:
Fabricación aditiva
Se trata de crear el prototipo añadiendo material capa tras capa. La impresión 3D, el modelado por deposición fundida (FDM), la estereolitografía (SLA), la sinterización selectiva por láser (SLS), la fabricación de objetos laminados (LOM) y la fusión por haz de electrones (EBM) son algunos ejemplos de creación rápida de prototipos basada en la fabricación aditiva.
Fabricación sustractiva
Aquí el prototipo se fabrica cortando material de un bloque sólido. El mecanizado CNC es la forma más común de creación rápida de prototipos sustractivos. El bloque de material se fresa utilizando una cortadora controlada por computadora para obtener la forma deseada.
Aplicaciones de la creación rápida de prototipos
La creación rápida de prototipos proporciona importantes beneficios en varias industrias, especialmente:
Industria automotriz
Los prototipos rápidos permiten a los fabricantes de automóviles probar rápidamente conceptos de estilo y nuevos diseños para evaluar la estética, la ergonomía y la capacidad de fabricación antes de la producción total. Las pruebas de formas aerodinámicas en el túnel de viento también se pueden realizar antes.
Industria aeroespacial
Las empresas aeroespaciales utilizan la creación rápida de prototipos para probar ideas de diseño de piezas de aviones y naves espaciales en condiciones operativas simuladas. Esto ayuda a encontrar defectos y perfeccionar los diseños más rápidamente.
Industria médica
Se pueden fabricar rápidamente prótesis, implantes y modelos de anatomía humana personalizados utilizando datos de escaneo de pacientes. Esto respalda un mejor diagnóstico, planificación prequirúrgica y pruebas de dispositivos médicos.
El futuro de la creación rápida de prototipos
Los avances en la fabricación aditiva están permitiendo la creación rápida de prototipos con más materiales como aleaciones, cerámicas y compuestos avanzados. También crecerá la fabricación híbrida que combina métodos aditivos y sustractivos. Otra tendencia es utilizar prototipos rápidos directamente como productos terminados y no sólo como modelos de diseño. Con las tecnologías mejorando continuamente, la creación rápida de prototipos será aún más beneficiosa y ampliamente adoptada en todas las disciplinas de ingeniería.
En resumen, la creación rápida de prototipos aprovecha el CAD y la fabricación aditiva para facilitar un desarrollo de productos más rápido en comparación con las técnicas de creación de prototipos tradicionales. La capacidad de crear y probar rápidamente iteraciones de diseño da como resultado productos mejorados en plazos más cortos. La creación rápida de prototipos seguirá transformando el diseño de ingeniería y la producción en muchas industrias.