El prototipado rápido en proyectos de ingeniería mecánica

¿Te interesa el universo del rapid prototyping? Actualmente es muy frecuente el uso del prototipado rápido de piezas en industrias como la automoción o la aeronáutica. ¿Con qué finalidad? Buscando generar una réplica exacta tridimensional de piezas complejas mediante aplicación CAD en 3D. En este artículo repasamos distintas técnicas para la fabricación de prototipos haciendo especial hincapié en las ventajas y límites de la impresión 3D.

La práctica del prototipado rápido es clave en la mejora de los tiempos de gestión de proyectos y, por tanto, da lugar a una mayor competitividad entre empresas industriales. Asimismo, permite estudiar mejor el mercado potencial y verificar físicamente tanto el comportamiento como la funcionalidad de cada pieza, antes de que existan tan siquiera los moldes preliminares.

Técnicas tradicionales para el prototipado rápido de componentes mecánicos y piezas

• La estereolitografía

  Procedimiento a través del cual se solidifica una resina fotocurable en estado líquido mediante la acción de un láser ultravioleta. Esta solidificación se va realizando por capas hasta completar la pieza y entre sus ventajas destaca primordialmente que es un método económico y rápido y que proporciona una visión física y funcional del diseño.

• La sinterización selectiva por láser

  Es un procedimiento muy similar al anterior; su principal diferencia radica en el tipo de material utilizado; mientras que la estereolitografía emplea un material líquido, este usa uno en polvo.

  Entre sus ventajas destacan la posibilidad de hacer ensayos de resistencia y durabilidad; y la posibilidad de manejar diferentes materiales y piezas muy resistentes.

• La fabricación por corte y laminado

  Esta técnica se basa en la creación de prototipos rápidos a través de la superposición y pegado sucesivo de láminas de papel cortadas por láser. Destaca que la materia prima es muy económica, y a mayor tamaño de pieza, mayor ahorro; tiene una precisión de 0,1 mm (altura de la capa); y no se transforma en el proceso, por lo que obtenemos una pieza estable sin necesidad de un post-proceso de curado.

• La deposición por hilo fundido

  Se opera extruyendo una pequeña cantidad de un termoplástico -poliéster- a través de una diminuta boquilla, formando cada sección y a su vez el objeto tridimensional.

  Es de gran rapidez (101 mm/seg); el tamaño de la pieza a crear no tiene límite; y se obtiene una pieza resistente que no necesita ser mecanizada.

La impresión 3D, una técnica todavía por descubrir

El prototipado rápido 3D coexiste junto a otra tecnología que está avanzando a pasos agigantados, pero aún tiene algunos puntos de mejora: la impresión 3D.

Esta técnica es fuerte si hablamos de termoplásticos, sin embargo, todavía tiene límites en el empleo de otros materiales como metales.

Si nos centramos en su uso actual, la impresión 3D es muy interesante en la fabricación de moldes de inyección, ya que permite realizar prototipos de manera rápida y con gran precisión, acelerando y perfeccionando el diseño final de la pieza.

En CLR, Compañía Levantina de Reductores, como empresa fabricante de componentes mecánicos y reductores, dominamos tanto el mecanizado como la producción de piezas por microinyección y sobreinyección o inyección multicomponentes. En este sentido, la empresa se alía con la tecnología y los últimos avances en técnicas de prototipado, aprovechando todo su potencial a la hora de crear moldes para inyección.

No obstante, pese al avance de esta nueva tecnología, todavía existen límites para la impresión 3D como el tamaño para confeccionar moldes de dimensiones muy reducidas; la compactación de las piezas y la calidad de los materiales y su durabilidad.

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A pesar de ello, empresas como Stratasys, líder en el mundo de la impresión 3D y proveedora de CLR, avanza diariamente para romper el paradigma tradicional de la fabricación en 3 ejes (tamaño de construcción limitado). De hecho, la empresa acaba de lanzar dos nuevas máquinas en fase de prueba que aspiran a revolucionar la impresión 3D industrial o fabricación aditiva: “Infinite-Build 3D Demonstrator” y “Robotic Composite 3D Demonstrator”, que reducen la problemática que había hasta el momento para abordar la impresión 3D para mayores tiradas. En concreto, estas máquinas se alinean mejor con las necesidades individuales de cada cliente y con los costes y plazos de entrega, consiguiendo ser más eficientes.

A su vez, rotando la impresión en 3D de vertical a horizontal se eliminan todas las restricciones de tamaño, y se aumenta la velocidad de impresión por diez, lo que supone un gran avance tecnológicamente hablando.

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