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La innovación es el combustible que impulsa un negocio, pero hacer realidad nuevas ideas puede costar mucho dinero. En la industria manufacturera, el desarrollo de prototipos de nuevos productos es un paso necesario para la presentación a los inversores, para una exhibición a clientes potenciales o para pruebas de confiabilidad. La creación de prototipos solía ser lenta y costosa, pero las técnicas de creación rápida de prototipos ahora brindan soluciones rápidas y económicas.
¿Tiene una idea que le gustaría convertir en una prueba de concepto? Tal vez podamos ayudarle a elegir entre una lista de métodos de creación rápida de prototipos probados y comprobados. Incluso lo conectaremos con una empresa que pueda brindarle estos servicios.
¿Qué es la creación rápida de prototipos?
La creación rápida de prototipos se refiere a un conjunto de técnicas, métodos y tecnologías que permiten la fabricación de objetos tridimensionales basados en diseños altamente personalizables. La base del proyecto de creación de prototipos más rápido es un modelo de diseño asistido por ordenador (CAD) en 3D. Como su nombre indica, el objetivo del fast prototyping es el rápido montaje de estos prototipos sin necesidad de equipos hechos a medida ni de una gran cantidad de materias primas.
Las tecnologías de fabricación aditiva, como la impresión 3D, se han utilizado con mayor frecuencia en la creación rápida de prototipos en los últimos años. Sin embargo, la evolución del campo ha dado lugar a métodos mucho más versátiles. La elección de qué técnica de creación rápida de prototipos utilizar para su proyecto tiene que ver con el tipo de material en el que desea que esté su modelo y si prioriza el atractivo visual, la durabilidad o la longevidad.
Beneficios de la creación rápida de prototipos
1. Volumen bajo
Dado que los prototipos son sólo modelos de un producto propuesto, probablemente no necesitarás muchos de ellos. Antes de los albores de la creación rápida de prototipos, la idea de una producción de bajo volumen habría sido una pesadilla para las empresas manufactureras. Después de todo, la mayoría de los equipos de fabricación deben fabricarse a medida para producir una pieza o producto en particular. Con una inversión de capital tan elevada, es mucho más práctico y económico empezar a fabricar sólo si se puede hacerlo de forma continua y en un volumen elevado.
Las tecnologías de creación rápida de prototipos están diseñadas para no verse afectadas por las economías de escala. En la mayoría de los casos, el precio de un solo modelo sigue siendo más o menos el mismo, independientemente de si estás fabricando solo un prototipo o diez. Esto es muy beneficioso para el proceso de desarrollo de productos, donde las nuevas ideas deben volver a la mesa de dibujo para corregir defectos o revisar diseños.
2. Personalizable
Con tantas tecnologías de creación rápida de prototipos disponibles hoy en día, los innovadores y creadores pueden crear prácticamente cualquier tipo de producto a partir de una amplia gama de materiales. Además de la libertad de diseño que ofrece la creación rápida de prototipos, también facilita la implementación de diseños repetidos y mejoras menores. Las técnicas actuales de creación de prototipos son más precisas que nunca, por lo que los desarrolladores de productos pueden estar seguros de que sus diseños se reproducirán fielmente como objetos 3D totalmente realizados.
3. Rápido
Sin necesidad de utilizar equipos personalizados para cada producto, la creación rápida de prototipos permite una fabricación rápida de modelos. Dado que estos métodos están totalmente automatizados, los modelos a escala se pueden terminar en un par de horas en lugar de los varios días que llevarían alternativas más anticuadas.
La eficiencia de la creación rápida de prototipos, en términos de tiempo y costo, ha ayudado enormemente al proceso de desarrollo de productos. Como sabrá cualquier producto diseñado, el proceso de desarrollo de un producto suele ser iterativo: a partir de una idea, se produce un prototipo y se realizan críticas para generar una idea mejor, que nuevamente debe convertirse en un prototipo. Con la creación rápida de prototipos, los conceptos se pueden realizar más rápidamente como objetos tridimensionales. Los prototipos que son precisos tanto en términos de diseño como de material también brindan oportunidades para realizar pruebas exhaustivas del producto.
¿Qué método de creación rápida de prototipos debería utilizar?
Si tiene un proyecto en mente, probablemente exista un método rápido de creación de prototipos que sea perfecto para darle vida a su idea. Si bien todos estos métodos son igualmente confiables, la elección de cuál usar depende de su caso de uso.
¿Tu pieza necesita ser funcional o es suficiente con que luzca genial? ¿Qué material quieres para tu prototipo? ¿Qué tan complicado es tu diseño? Estas son sólo algunas de las cosas que debe considerar al elegir un método de creación rápida de prototipos.
Impresión 3d
La impresión 3D, la técnica de fabricación aditiva más común, abarca varias tecnologías, como el modelado por deposición fundida (FDM), la estereolitografía (SLA), la sinterización selectiva por láser (SLS) y la fusión selectiva por láser (SLM). Si bien el método de implementación de cada técnica es diferente, todas se basan en el concepto de que un diseño se construye creando capas o «rebanadas» una encima de la otra.
La impresión 3D es una técnica muy versátil que se puede utilizar para crear objetos 3D incluso a partir de los diseños más complicados. La precisión de la reproducción de diseños mediante la impresión 3D es bastante impecable, pudiendo el diseñador controlar el nivel de resolución que desea para el modelo terminado.
Las materias primas para la impresión 3D suelen ser filamentos de plástico o resina en forma de polvo o líquido, con los que se obtienen prototipos de plástico. SLM es bastante singular a este respecto, ya que puede producir prototipos metálicos a partir de polvo metálico.
Dado que los prototipos creados con impresión 3D se construyen capa por capa, completar un modelo puede llevar mucho tiempo. Si tienes un diseño grande, probablemente terminarás imprimiendo componentes separados a la vez y pegándolos. El esquema de construcción capa por capa también crea anisotropía en términos de durabilidad, ya que los límites entre las capas crean puntos naturales de debilidad.
Fundición al vacío
La fundición al vacío comienza con un molde de silicona que normalmente debe fabricarse a medida para cada diseño. Para crear un molde de silicona, se debe fabricar un molde maestro de acero o aluminio, generalmente mediante mecanizado CNC.
A continuación, el material elastómero se introduce en el molde de silicona mediante vacío, reproduciendo fielmente el diseño tras el endurecimiento. Se trata de un método de creación de prototipos muy rápido, especialmente una vez preparado el molde de silicona. También es posible la fundición al vacío de piezas grandes, ya que los moldes de silicona se pueden hacer tan grandes como se desee.
Los moldes de silicona son más asequibles en comparación con los moldes de acero o aluminio que se utilizan en el moldeo por inyección. Sin embargo, carecen de longevidad y normalmente deben reemplazarse después de 20 a 30 usos. Esto hace que la fundición al vacío sea práctica para la fabricación de piezas de bajo volumen.
Mecanizado CNC
En términos de calidad de acabado y durabilidad, pocos métodos de fabricación pueden rivalizar con el mecanizado CNC. Este es un método de fabricación sustractivo que utiliza fresadoras y tornos controlados por computadora para crear agujeros, curvas y canales en bloques de metal y plástico. Dado que la materia prima no se funde ni se descompone, su integridad permanece intacta. Esto hace que el prototipo final sea mucho más duradero.
El mecanizado CNC puede trabajar con una gama impresionantemente amplia de materiales, desde plásticos (ABS, PP, PS PC, HDPE, PEEK) y metales (aluminio, acero inoxidable, bronce, latón, cobre).
Aunque el mecanizado es un método de fabricación antiguo, las fresadoras multieje modernas son más versátiles y precisas que nunca. Dado que el proceso es completamente automático y los parámetros de fresado se pueden guardar, el proceso de mecanizado es repetible y completamente confiable. También es bastante rápido y puede terminar piezas pequeñas en cuestión de varios minutos a unas pocas horas.
Moldeo por inyección
El moldeo por inyección se parece mucho a la fundición al vacío, excepto por algunas diferencias importantes. Primero, el material fundido se inyecta en el molde mediante un tornillo alternativo. En segundo lugar, el moldeo por inyección suele utilizar un molde hecho de acero o aluminio.
Para comenzar a crear piezas mediante moldeo por inyección, primero se debe crear el molde mediante herramientas prototipo. Hay varias formas de crear este molde: herramientas manuales, herramientas rápidas o impresión 3D. El molde utilizado para el moldeo por inyección requiere mucho más trabajo y es mucho más caro. Esto significa que el moldeo por inyección sólo se convierte en una opción práctica cuando se fabrican un gran volumen de piezas.
El moldeo por inyección ofrece un poco más de libertad en cuanto a la complejidad del diseño. El proceso también es un poco más fluido en comparación con la fundición al vacío. Sin embargo, el mecanismo de inyección de tornillo es demasiado lento para reproducir de forma fiable diseños grandes.
Fundición a presión
Cuando se trata de creación de prototipos de piezas metálicas, la fundición a presión proporciona una alternativa más rápida y económica al mecanizado. La fundición a presión es muy parecida al moldeo por inyección, excepto que utiliza metal fundido en lugar de elastómeros. Es un proceso increíblemente flexible que puede funcionar con metales comunes como aluminio, acero, magnesio y zinc.
La tecnología es efectiva ya sea que esté creando piezas de tamaño mediano o grande y se considera económica incluso con un rendimiento de volumen bajo. El proceso da como resultado un excelente acabado superficial y una buena precisión dimensional. Si hay ligeras imperfecciones en el producto final, las piezas terminadas aún pueden posprocesarse mediante mecanizado CNC.
Prototipos de chapa metálica
Para piezas hechas de chapa metálica, los equipos especialmente diseñados para doblar, cortar y perforar chapa metálica ofrecen un método de creación de prototipos más confiable. Simplemente alterando la forma de la chapa, se conserva su integridad estructural, lo que hace que las piezas terminadas sean más duraderas. El proceso no se ve afectado por la escalabilidad, funciona con diferentes tipos de metales y puede crear piezas a partir de una variedad de calibres.
Los prototipos de chapa se han utilizado para crear piezas para electrodomésticos, automoción y equipos de oficina y cocina. Es un proceso personalizable, altamente confiable y muy rápido.
Extrusión de Aluminio y Plástico
La extrusión es un proceso en el que se le da forma al material ablandado obligándolo a fluir a través de una abertura conformada en una matriz. En estas aplicaciones se utiliza comúnmente una matriz de metal, que es costosa y requiere mecanizado CNC. Esto hace que la extrusión sea más práctica para grandes volúmenes en la mayoría de los casos, aunque algunas empresas todavía se adaptan a la producción de bajo volumen.
Los termoplásticos como PP, PS y nailon se pueden extruir fácilmente con cierta aplicación de calor. Las aleaciones de aluminio, debido a su naturaleza maleable, también se prestan muy bien a la fabricación por extrusión.
Acabado de superficies
Aunque no es un proceso de fabricación en sí mismo, el acabado de superficies es un servicio que ofrecen la mayoría de las empresas de creación rápida de prototipos para dar a los productos una apariencia o sensación distintivas. Existen diferentes técnicas de acabado disponibles para una variedad de materiales.
Desde pintura simple hasta opciones más complejas como recubrimiento en polvo y anodizado, un buen método de acabado puede mejorar enormemente la calidad general de un prototipo. La selección adecuada de un método de acabado influirá no sólo en la apariencia del producto, sino también en su conductividad, dureza, resistencia a la corrosión y otras propiedades industriales.
Servicios de creación rápida de prototipos de 3ERP
3ERP, considerada una de las mejores empresas de creación rápida de prototipos en China, se fundó con la filosofía de las 3 E: excelente, eficiente y económica. Con un equipo de expertos, equipos de última generación y unas instalaciones de fabricación bien engrasadas, 3ERP se compromete a producir prototipos de alta calidad que puedan terminarse en cuestión de horas.
Lo mejor de 3ERP es que ofrecen TODOS los servicios que hemos enumerado anteriormente. No importa cuán complejo sea su diseño o de qué material desee que esté hecho su prototipo, 3ERP tiene la experiencia técnica y la tecnología para convertir su idea en realidad. La empresa cuenta con la certificación ISO9001-2015, lo que garantiza que la calidad de sus procesos y resultados se mide según un estándar estricto.
Si tienes un proyecto próximo y crees que cualquiera de las tecnologías que hemos mencionado anteriormente es la elección perfecta para crear tu primer prototipo, entonces puedes solicitar fácilmente un presupuesto a 3ERP.
Para ir finalizando
Hoy en día, el desarrollo de productos se ha convertido en una carrera en la que quien primero lanza su nuevo producto al mercado obtiene una gran ventaja. Para tener éxito en esta carrera, usted o su empresa deben tener un proceso sistemático de desarrollo de productos.
La tecnología de creación rápida de prototipos es una tecnología extremadamente útil que puede convertir sus nuevas ideas en productos completamente funcionales en cuestión de horas. También permite fabricar productos en un volumen reducido sin tener que gastar una fortuna en herramientas de mecanizado. Existen varios métodos para la creación rápida de prototipos, el más apropiado de los cuales depende de la complejidad del diseño, el material del producto y el volumen de producción objetivo.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.