Proceso de Prototipado Rapido

 

Prototipado rápido (RP) Introducción

El prototipado rápido permite obtener piezas o un conjunto de partes en un tiempo relati rel ativa vamen mente te co corto rto a la ve vezz qu quee no noss pe perm rmit itee some somete terla rlass a co cond ndici icion ones es reales reales de funcionamiento, probar materiales, determinar posibles fallas, etc. Pero todo esto se logra a través de todo un proceso que va desde un prototipo virtual en un software CA en donde se !arán todas las simulaciones " correcciones pertinentes para seguidamente seleccionar el material, escoger una tecnolog#a de $P, la o las máquinas de $P, analizar  costos " demás aspectos que conforman todo el proceso para obtener un producto final fabricado mediante prototipado rápido que cumpla todas las especificaciones con las que fue dise%ada. ¿Qué es prototipado rápido?

El prototipado prototipado rápido rápido &$P' puede ser definido definido como un conjunto conjunto de técnicas usadas en la fabricaci(n de modelos a escalas de una parte o conjunto de partes, usando datos de dise%o asistido por computador CA) C*+A C*+A+*- Cob/ 0l 12234 5 +ambién, permiten obtener partes completamente funcionales para ser sometidas a pruebas bajo uso de condiciones reales, para estimar las caracter#sticas de forma, manufactura " acabado. )C*+A+*- 6ar7 0l 12234 5 Es decir el prototipado rápido fue concebido con la finalidad de obtener partes o  piezas completamente funcionales a un bajo costo " en un tiempo reducido con la finalidad de corregir fallas, probar materiales, formas, acabados, etc. en las mismas  previo a la manufactura de la pieza o parte definitiva. Fases del prototipado rápido 1. Requeri Requerimie miento ntos, s, parámetr parámetros os  conside consideraci raciones ones a tomar en cuenta cuenta para el prototipado rápido

8os aspectos principales a tomar en cuenta seg9n ) C*+A+*- :un/ 0l 12234 5  para evaluar un proceso de protipado rápido se mencionan a continuaci(n; continuaci(n; <

Preci Precisi si(n (n,, acaba acabado doss " velo velocid cidad ad del del pro proces ceso o

 

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urabi urabilid lidad ad de mate material riales es disp disponi onibles bles " sus sus costes costes Coste Coste total total de la pieza, pieza, el equipo equipo o costes costes asocia asociados dos &inst &instalac alaci(n i(n,, entrenam entrenamien iento, to, etc.'

8as propiedades mecánicas de los prototipos son dependientes de las propiedades del material " de la calidad del resultado de la uni(n entre las capas.) C*+A+*6ar7 0l 12234 5 =n buen acabado de la superficie de los modelo a"uda a eliminar la ine>actitud dime dimensi nsion onal al " re redu duce ce lo loss co costo stoss pr prod oduc ucid idos os po porr lo loss po pos?p s?pro roces cesad ados os re reali aliza zado dos. s. )C*+A+*- 6ar7 0l 12234 5 @i no se cumple convenient convenientemente emente con lo anteriormente anteriormente mencionado mencionado el proceso proceso es no es viable. !. "ocet "ocetos os  pro protot totip ipo o #irtu #irtual al

El dise%ador define su idea dibujando bocetos en 2 a la manera tradicional con lápiz, pincel " aer(grafos o mediantes alg9n software CA. Por prototipado virtual se entiende el disponer del modelado s(lido en el ordenador  que nos permita !acer simulaciones " cálculos " diversas pruebas seg9n materiales, condiciones de trabajo, modificaci(n de cotas " formas, elementos finitos, renderizados virtua vir tuales les con distin distintas tas te>tur te>turas as " material materiales, es, animac animacion iones, es, etc. , prueba pruebass que no noss  permitirán depurar los modelos antes de su ejecuci(n material.) C*+A C*+A+*- $od1 0l 12234 5 $. %elecci %elección ón de materi materiales ales para para protot prototipa ipado do rápido rápido

Actualmente e>iste un abanico de materiales plásticos disponibles para los procesos de $P vigentes es bastante e>tenso. 8a oferta de materiales metálicos no es menor, con las recient reci entes es introd introducci uccione oness de materia materiales les como como +itanio, itanio, aleacion aleaciones es ligera ligerass " aceros aceros in ino> o>id idabl ables es,, qu quee ampl ampl#a #an n las las po posib sibil ilid idad ades es de más más de un unaa do docen cenaa de pr proc oceso esoss disponibles comercialmente para la fabricaci(n en metal, "a sea para aplicaciones de utillajes o fabricaci(n directa. tro proceso para seleccionar un material para prototipado rápido es que se establece una apro>imaci(n a las propiedades deseadas en el producto para fines de prototipado, en este caso se busca !acer coincidir las funciones funciones esperadas del producto o pieza, con la capacidad de materiales que permitan su fabricaci(n final.

 

8ass etap 8a etapas as incl inclu" u"en en este este pr proc oces eso o de selec selecci( ci(n n son son la lass sigui siguien entes tes de acuerd acuerdo o a ) C*+A+*- :un/ 0l 12234 5; <

*denti *dentifica ficarr los requeri requerimien mientos tos del produ producto ctopi pieza; eza; condi condicio ciones nes de uso, uso, cargas, cargas,

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esfuerzos a someterlo, fle>ibilidad requerida, dureza, etc. *denti *dentifica ficarr las propie propiedad dades es clave clave del materi material; al; En base base a lo anteri anterior or,, analizar analizar las las  propiedades que mejor respondan a los requerimientos cr#ticos. Para cierta aplicaci(n puede ser de ma"or importancia el m(dulo de fle>i(n o la resistencia a la fatiga que al impacto, lo cual puede cambiar radicalmente la cantidad de

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materiales disponibles que cumplen con la funci(n. ete eterm rmin inar ar si se cu cum mplen plen las las pr prop opie ieda dade dess re rest stan ante tess del pro rodu duct cto; o; @i la lass  propiedades no s(lo mecánicas, sino qu#micas o estéticas más importantes son factibl fact ibles es de cumpli cumplirse rse con el material material de $P selecciona seleccionado, do, es conven convenien iente te

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determinar en qué medida se cumple el conjunto de requerimientos del dise%o @eleccionar @elecci onar el material de $P o fabricaci(n fabricaci(n rápida; =na vez que se !an filtrado filtrado los materiales seg9n sus propiedades " requerimientos es posible compararlos gráficamente " elegir el más apto para la funci(n deseada.

&. %elecci %elección ón de las las tecnolo' tecnolo'as as de protot prototipa ipado do rápido rápido

8as tecnolog#as más difundidas en la actualidad son; %* &Estereolitograf#a'

8a estereolitograf#a es una tecnolog#a de fabricaci(n aditiva &impresi(n B' para la creaci(n crea ci(n de prototi prototipos pos,, modelo modeloss o piezas piezas finales finales,, uniend uniendo o capas capas de resina resina epo>i epo>i  polimerizada por un láser ultravioleta de baja potencia.)C*+A potencia.)C*+A+*- s"s1 0l 12234 5 %+. Dotopolimerizaci(n por luz =6

Al igual que en la estereolitograf#a, esta tecnolog#a se basa en la solidificaci(n de un fotopol#mero o resina fotosensible. En la fotopolimerizaci(n, sin embargo, se irradia con una lámpara de =6 de gran potencia todos los puntos de la secci(n simultáneamente. ) C*+A+*- Cob/ 0l 12234 5 F-. eposici(n de !ilo fundido

=na boquilla que se mueve en el plano F !orizontal deposita un !ilo de material a 1GC por debajo de su punto de fusi(n. Este !ilo se solidifica inmediatamente sobre la capaa prece cap precede dent nte. e. 8a tecn tecnol olog og#a #a D: D: crea crea pieza piezass en el mism mismo o pl plást ástic ico o estab estable le "

 

resistente que se usa en los moldes de in"ecci(n, en el mecanizado C-C " en otros  procesos de fabricaci(n tradicionales.) C*+A C*+A+*- @tr1 0l 12234 5 %%. @interizaci(n selectiva láser 

@e deposita una capa de polvo, de unas décimas de mil#metro, en una cuba que se !a calen cal enta tado do a un unaa tempe temperat ratur uraa lige ligeram ramen ente te infer inferio iorr al pu punt nto o de fu fusi( si(n n de dell po polv lvo. o. @eguidamente un láser C2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados. ic!a ic !a fusi(n fusi(n se produc producee al fundir fundir peque% peque%as as part#cu part#culas las,, de un materia materiall lla llamad mado o sustrato, mediante un láser de alta potencia, dentro de un ambiente controlado. 8os sustratos pueden ser plásticos o metálicos. 8as part#culas son calentadas mediante el láser " éstas se funden a las part#culas que las rodean, tanto a su alrededor, como también a la capa inferior.) C*+A+*- BA1H 0l 12234 5 Es as# como el producto B queda enterrado dentro del sustrato " luego es retirado del mismo. /. Dabricaci(n por corte " laminado

=na !oja de papel encolado se posiciona automáticamente sobre una plataforma " se  prensa con un rodillo caliente que la ad!iere a la !oja precedente.) prece dente.) C*+A C*+A+*- BA1H 0l 12234 5 -%P. Pro"ecci(n aglutinante

Esta tecnolog#a trabaja mediante la deposici(n de material en polvo en capas " la ligaz(n selectiva del mismo mediante la impresi(n de Ic!orro de tintaI de un material aglutinante. 0. %e %ele lecci cción ón de maqu maquin inas as

=na vez seleccionado el material " la tecnolog#a de protipado rápido a utilizar. 8os aspectos a considerar en la selecci(n de una máquina para alg9n proceso de prototipado rápido son los siguientes; < < < <

Costo de la maq aqu uina Cap Capacid acidad ad de la maqu maquin inaa imensiones Cost Costo o de de man mante teni nimi mien ento to

actitud del cálculo de costes " poder compararlo as# con los de otros  procesos alternativos.

Re4erencias BArgentin BAr gentina. a. &21H'. &21H'.  Impresora 3D SLS (Sinterizado Láser Selectivo). Selectivo) . $ecuperado el 17 de H de 21 21,, de !t !ttp tp; ;i imp mpre reso sora raBd Bdpr prin inte terr.c .com omi imp mpre reso sora ras? s?Bd Bd?? argentinaimpresora?Bd?sls?sinterizado?laser?selectivo

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Coba, :. L. &2/'. ecnolog#as de fabricaci(n rápida; ptimizaci(n " mejora de la tecnolog#a de mecanizado rápido Coproinmold. Revista Coproinmold.  Revista Facultad de Ingeniería

 

Universida Univer sidad d de ntio! ntio!uia uia,, 1H? H?2 2. $ecu ecupe pera rad do el 17 de H de 21 1, , de !ttp;www.scielo.org.copdfrfiuanB/nB/a1.pdf  :ungui :un guia, a, D. &2/' &2/'.. Caracter Caracterizac izaci(n i(n de los proceso procesoss de Protot Prototipad ipado o $ápido $ápido como como !erramienta de dise%o para la fabricaci(n rápida. " rápida.  " #ongreso Internacional de  Ingenieria de Pro$ectos, Pro$ectos, 1B?1H. $ecuperado el 17 de H de 21 $odr#guez, $odr# guez, M., L Antonio, Antonio, M. &21'. &21'. @istemas @istemas de prototipado prototipado rápido. Unive Universidad rsidad de %igo.. %igo $ecuperado el 17 de H de 21, de !ttp;sB.amazonaws.comacademia.edu.documentsB13H317protorapid.pdfN AO@Accesse"*dQA*A*OOFFJR2FHB=8BALE>piresQ17373/H37 O@Accesse"*dQA*A*OOFFJR2FHB=8BALE>piresQ17373/H37L@i L@i gnatureQminvDoodv31O@HF7O=gf:SMlTUBLresponse?content? dispositionQinlineUBSU2filename UB@*@+E:A@VEVP$++*PAV$AP*V????? @t @tra ratas tas"s "s.. &21 &21' '.. &ermoplástico ermoplásticoss FD' . $ecu cup perado el 17 de H de 21, de !ttp;www.stratas"s.comesmaterialesfdm 6argas, 8., L C(rdoba, E. &27'. Calidad superficial en el prototipado rápido, proceso D:.  Ingeniería e investigacin. investigacin. $ecu $ecup per erad ado o el 17 de H de 21 1, , de !ttp;www.redal"c.org!tml/7B/7B27BH