¿Qué es el prototipado rápido y cuáles son las tecnologías más usadas?
Una de las herramientas más usadas para ahorrar problemas en el desarrollo de productos es el prototipado rápido. Gracias a él, las empresas evitan fallos de diseño y ahorran recursos.
Diseñar productos desde cero es ahora más rápido y eficaz que nunca, gracias a herramientas como el prototipado rápido. Además del ahorro de recursos que supone, permite identificar posibles problemas o fallos en las primeras fases, por lo que se facilita su solución.
En este artículo, veremos en qué consiste y qué tipos hay, pero si quieres aprender más sobre el desarrollo de proyectos de este tipo, puedes hacer con nuestro Máster en Diseño de Producto y Modelado Digital.
¿Qué es el prototipado rápido?
Empezamos con ver qué es el prototipado rápido; se trata de una metodología de fabricación que se utiliza para crear en poco tiempo modelos físicos a partir de diseños digitales. Las tecnologías que emplea para ello son la impresión 3D, el fresado CNC y el corte por láser. Con ellas, se crean prototipos en cuestión de horas o días, en lugar de las semanas o meses que se necesitarían con los métodos tradicionales. Por su rapidez, esta técnica es muy útil en el desarrollo de productos.
Además, con el prototipado se pueden identificar y corregir los problemas de diseño, funcionalidad y ergonomía en las primeras fases del desarrollo. Por tanto, se pueden reducir con creces los costes y los tiempos de producción.
Por otra parte, las ventajas del prototipo rápido hacen que diseñadores y desarrolladores puedan experimentar con diferentes materiales y formas, y obtener retroalimentación inmediata de sus clientes o partes interesadas.
Usos y aplicaciones del prototipado rápido
El prototipado rápido se utiliza en diversas industrias para acelerar el proceso de diseño y desarrollo de productos. En la industria automotriz, es interesante para crear y probar componentes de vehículos, como piezas de motor y carrocería. En la medicina, se usa para desarrollar y personalizar prótesis, implantes y equipos médicos con una mayor precisión. Y en la industria aeroespacial, se utiliza para producir y hacer una evaluación de las partes más complejas de las aeronaves.
Otras aplicaciones son la electrónica de consumo, donde el prototipado rápido facilita la creación de dispositivos como teléfonos móviles, tabletas y electrodomésticos. O la moda y la joyería, en las que se pueden crear piezas personalizadas en poco tiempo.
¿Qué técnicas de prototipado rápido se pueden usar?
Aunque el prototipado rápido sea una técnica general, se pueden usar diferentes tipos, que son los que te dejamos a continuación:
Impresión 3D
La forma de crear prototipos rápidos más común es la impresión tridimensional o impresión 3D. Dentro de esta, hay, a su vez, cuatro procesos diferentes:
Estereolitografía y luz selectiva
Esta técnica utiliza un láser ultravioleta para solidificar una resina líquida fotopolimerizable, capa por capa. Es conocida por su alta precisión y acabado superficial liso. Esta resina fotosensible se trabaja con luz UV, pero si esta no fuera un haz, sino una lámpara, la técnica sería la de luz selectiva. Ambas se basan en el mismo principio y consiguen resultados muy similares.
La base irá introducida en resina especial, y conforme se va cubriendo, el haz de luz endurece la resina en capas pequeñas hasta que la pieza esté finalizada. Una vez terminada, se elimina el sobrante de resina y se cura en un horno UV.
Sinterización por Láser Selectiva (SLS)
Se utiliza un láser para fusionar partículas de polvo (plástico, metal, cerámica) y formar un objeto sólido. Es una técnica económica y adecuada cuando se trata de producir piezas duraderas y de gran complejidad, que no necesitan soportes. También cuando son series cortas y piezas cien por cien funcionales
No obstante, la creación de la pieza también es por capas, pero fusionando el polvo. El material más usado en esta técnica es el polvo de nylon o poliamida.
Modelado por Deposición Fundida (FDM)
En esta técnica de prototipado rápido, filamentos muy finos de plástico, como ABS o PLA, se calientan y se enrollan en una bobina, donde se funden y salen por una boquilla. Es una técnica accesible y muy utilizada para prototipos funcionales. Su inconveniente es que no ofrece buenos acabados y son poco resistentes.
Polyjet (inyección triple)
Otra de las técnicas de prototipado rápido en Impresión 3D es el Polyjet. Aquí se proyectan gotas de fotopolímero líquido que se solidifican mediante luz ultravioleta, para crear objetos capa por capa. Ofrece alta resolución y la capacidad de mezclar materiales para obtener diferentes propiedades y colores en una sola impresión. Las piezas que se obtienen son funcionales, pero su parte negativa es que son frágiles y sensibles a la temperatura.
Con Corte Láser
Otro de los métodos de prototipado rápido es el Corte Láser. Esta técnica se basa en un láser para cortar y grabar materiales con alta precisión. Este proceso es ideal para crear piezas planas y detalladas a partir de materiales como madera, acrílico, metal y cartón. Los diseños son versátiles, ya que el láser puede seguir patrones complejos. El tiempo de producción es bajo, por ser un método rápido y eficiente.
Se suele utilizar en varias industrias para fabricar prototipos o crear productos finales personalizados. Sin embargo, se debe considerar el grosor y el tipo de material, dado que algunos pueden no ser adecuados para este método.
Fresado CNC
El fresado CNC es un proceso de prototipado rápido que utiliza herramientas de corte controladas por ordenador. Se usa para esculpir materiales sólidos como metales, plásticos y madera. Las piezas son de alta precisión y con acabados de calidad. Pero antes de llegar al fresado, se usan prototipados digitales.
Además, es capaz de producir geometrías complejas y con detalles, por lo que se usa en la industria automotriz o en la fabricación de maquinaria. Sin embargo, esta técnica es más lenta y con mayores costes que otras alternativas.
Tipos de prototipado rápido
Podemos distinguir tres tipos de prototipado rápido, que son:
De diseño
Estos prototipados sirven para ver físicamente cuál va a ser el aspecto final del producto. Se necesitan varias pruebas de usuarios para ver si la usabilidad del producto es la deseada. También se requiere postproducción para conseguir el aspecto final idóneo.
De geometría
Se usan para ver los volúmenes y los espacios, y se utiliza cuando hay que verificar si un producto cabe dentro de otro.
Funcional
El funcional trata de analizar y ver la ergonomía, ya que de ella depende si se le va a poder dar un buen uso. Es apto para crear mecanismos y saber con seguridad si encajarán unas piezas con otras o si responden correctamente a los movimientos de ambas.
El prototipo rápido técnico
El prototipo técnico verifica las funciones que tendrá un producto. Con él se realizan los test definitivos para aquel.
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