Andersson ChagnaTALLER EXPERIMENTAL PROTOTIPOS CONSULTA

DISEÑO DE PROTOTIPOSFABRICACIÓN RÁPIDA DE PROTOTIPOS

El diseño de un nuevo producto comienza con la definición del mismo. Una vez explicitadas las especificaciones técnicas del producto, el equipo de diseño y desarrollo procede a dar forma al conjunto de características determinadas en la definición del concepto. Para ello resulta de gran utilidad la tecnología CAD, es decir, el diseño asistido por ordenador, la cual nos permite modificar fácilmente el diseño con sólo modificar una serie de parámetros numéricos.La siguiente fase consiste en dar forma física al diseño, es decir, dotar de cuerpo al diseño realizado vía CAD. Esta fase concluirá con la construcción de un prototipo del nuevo producto, que permitirá constatar los puntos fuertes y débiles del diseño, mediante la realización de diversos test sobre la funcionalidad y resistencia del producto.

Tradicionalmente para la fabricación de prototipos existía un equipo especializado en traducir los datos suministrados por los diseñadores en un modelo físico. Con la aparición de la Fabricación Rápida de Prototipos (Rapid Prototyping) el panorama cambió por completo.

1.- STEREOLITOGRAFÍA (SLA).La Estereolitografia (SLA) parte de una cuba llena de material consumible, sobre el que incide un rayo láser para polimerizarlo e ir construyendo las piezas por capas. Cuando el láser ha solidificado todo el contorno de la capa, la cuba desciende y una nueva capa de resina líquida virgen cubre el área de trabajo. Cuando la pieza está terminada, la cuba asciende para escurrir la resina sobrante y se procede al secado, limpieza y curado final de la pieza.

     

En esta tecnología los consumibles son resinas líquidas por lo que los acabados superficiales son muy buenos. El láser tiene una gran precisión que permite trabajar con alturas de capa muy finas y realizar todo tipo de detalles de precisión. El software del sistema calcula unas estructuras de soporte para las zonas en voladizo de la pieza. Estas estructuras a diferencia de otros sistemas, son realmente pequeñas ya que el propio liquido ayuda a sostener la pieza en construcción.

Esta tecnología permite la obtención de piezas mediante la solidificación de resina epoxy líquida. El objeto se construye capa a capa mediante un láser ultravioleta que polimeriza la materia prima.

Los prototipos obtenidos mediante esta tecnología, son de alta precisión por lo que permite crear modelos funcionales, siempre que los ensayos mecánicos y térmicos no sean muy exigentes. Permite acabados, pintados, transparentes, metalizados y pieza master para fabricar moldes de silicona.

2.- SINTETIZACIÓN SELECTIVA POR MEDIO DE LÁSER (SLS).

La sinterización selectiva por láser es una técnica de prototipado rápido que fabrica las piezas por capas. El material de base es un polvo cuyas partículas miden casi 50 μm. En el caso del sinterizado se utilizan polvos de diferentes materiales. Un láser sinteriza las áreas seleccionadas causando que las partículas se fusionen y solidifiquen. El modo de generación de las piezas es similar a la Estereolitografía, en el que los elementos son generados de capa en capa, iniciando el proceso por las cotas más bajas y terminados por las superiores.

FUNCIONAMIENTO.

En la tecnología de sinterización selectiva por láser se deposita una capa de polvo, de unas décimas de mm., en una cuba que se ha calentado a una temperatura ligeramente inferior al punto de fusión del polvo, aproximadamente un grado. Seguidamente un láser CO2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados. Al emplear polvo en lugar de líquido no es necesario crear estructuras de soporte, con lo que se pueden apilar las piezas, realizando varias a la vez. Las dimensiones de la máquina permiten realizar piezas de 300x350mm en tan solo 24 horas.

VENTAJAS:

Resistencias a temperaturas más elevadas que en el caso de la Estereolitografía. Posibilidad de añadir cargas de vidrio, hasta un 30%.En el caso de usar poliamida sus características mecánicas serán, en muchas ocasiones, próximas a las que corresponderían al material definitivo. Posibilidad de montaje y desmontaje de piezas en la fase de prueba.El láser que se utiliza es poco potente (de 25 a 50W).No precisa de procesos de post-curado ni de eliminación del material sobrante.

LIMITACIONES:

El proceso térmico al que está sometido hace que los cambios, la posición de las piezas y cualquier variación mínima durante el mismo sean muy críticas. Superficie porosa y necesidad de tamizar los polvos sobrantes para eliminar glóbulos gruesos. Tolerancia dimensional difícil de controlar, depende mucho de los espesores de pieza y el proceso de transformación. Se requiere una inerte rica en nitrógeno. Es un proceso más lento.

3.- FABRICACIÓN DE OBJETOS LAMINADOS (LOM).

La tecnología LOM tiene una gran ventaja ante otro tipo de de prototipado, es mucho más barato y rápido. Usa diferentes materiales que se vendan por lámina, de hecho, su proceso es parecido al contrachapado en la madera por lo que rollos de metales, PVC, poliéster, etc. pueden ser utilizados, la precisión es alta ya que usa un láser para cortar. Por otro lado, su proceso genera mucho desperdicio y no tiene buena acabado pues su textura dependerá del grosor de la lámina, aunque quede en buenas condiciones para lijar y dar una mejor textura.

Debido a sus características creo que es muy útil en etapas tempranas en el diseño de producto, ayuda hacer análisis de volumen en un acercamiento a la forma final que tendrá el producto, su rapidez y costo lo hacen una opción viable ya que permite correcciones tempranas en el producto en cuestión de dimensiones.

Definitivamente lo usaría para pruebas volumétricas únicamente ya que si se quiere dar una impresión de acabado lo mas cercano al final, pensaría en otro tipo de tecnología de prototipado.

4.- MODELIZACIÓN POR DEPOSICIÓN EN ESTADO LÍQUIDO.

Consta de una mesa con movimiento vertical y un cabezal automatizado en dos movimientos planos ortogonales. El cabezal funciona como extrusor, alimentado por un filamento de material termoplástico de aproximadamente 1mm y calentándolo hasta derretirlo. Cada sección o capa de la pieza se construye depositando este material sobre una base. Una vez completada la capa, la mesa baja para continuar con la siguiente.

5.- SOLID GROUND CURING (SGC).La tecnología Solid Ground Curing (SGC), curado en tierra sólida, nacida de la empresa israelí Cubital en 1991 se basa, al igual que la estereolitografía, en la solidificación de un fotopolímero o resina fotosensible. En la fotopolimerización, sin embargo, se irradia con una lámpara de UV de gran potencia todos los puntos de la sección simultáneamente.

La tecnología SGC realiza un curado de un fotopolímero capa a capa. En lugar de usar un láser explorador para realizar el curado de una capa dada, la capa completa se expone a una fuente de luz UV a través de una máscara que se coloca encima de la superficie de un polímero líquido.

6.- SISTEMAS DE IMPRESIÓN 3D.

Consiste en distribuir un polvo sobre una superficie y luego aplicar selectivamente un adhesivo para endurecer la sección deseada. Esto se realiza secuencialmente moviendo los pistones, hasta que la pieza se completa.Al terminar la pieza, el polvo sin endurecer se quita fácilmente y se puede utilizar en una impresión posterior.Otras ventajas pueden ser

• Económico• Rápido• logra geometrías complejas• adecuado para uso de escritorio• adecuado para modelos para fundir

El nombre de este proceso, en el mercado, es impresión 3D, o 3DP y actualmente es desarrollado por varias compañías como Z Corp., Soligen, ProMetal y Therics.

Bien, ya sabemos que podemos imprimir objetos a través de la impresión tridimensional, ¿pero qué supone eso realmente y para qué nos sirve? En primer lugar podríamos pensar que sólo se trata de una forma más cómoda o barata de desarrollar objetos personalizados. Pero nada más lejos de la realidad.

A nivel de usuario directo de las impresoras 3D, nos permite crear nuestros propios objetos de forma sencilla y sin necesidad de utilizar herramientas complejas, con la ventaja de poder copiar y modificar dichos objetos fácilmente y sin esfuerzo. Destaca aquí no sólo el poder crear nuestras propias piezas, sino que también podemos sustituir, bien sea para reparar o mejorar, las piezas de productos comerciales, cuyos repuestos en muchas ocasiones o son tremendamente caros o ni siquiera están a la venta. La impresión tridimensional combate por tanto la obsolescencia programada.

ESTRATEGIAS

ESTRATEGIAS PARA EL DESARROLLO DE PROTOTIPOS

Se puede desarrollar un prototipo para cada uno de los diferentes componentes de una aplicación. Es común el uso de tres estrategias para el desarrollo de prototipos de aplicaciones. Prototipo para pantalla: los prototipos de pantalla de visualización permiten a los usuarios y analistas evaluar la posición de la información sobre la pantalla, la conveniencia de los encabezados y la utilidad de mensajes e instrucciones también proporcionan una manera para obtener las reacciones de los usuarios hacia la cantidad de información presentada sobre la pantalla de visualización.

LINK-OGRAFIA

http://www.ub.edu.ar/catedras/ingenieria/ing_software/ubftecwwwdfd/mids_web/prototy/estrdes.htmhttp://definicion.mx/prototipo/http://etimologias.dechile.net/?prototipo

http://www.undoprototipos.com/about/

http://dindustrialeric.blogspot.com/2011/01/manufactura-de-objetos-laminados.html

Lea más en http://www.siliconweek.es/workspace/impresion-tridimensional-llega-el-futuro-de-los-sistemas-de-produccion-49043#1iYAl461UOCrvxgW.99