Continuamos nuestra serie sobre la aplicación de la impresión 3D en diferentes campos. En este artículo, analizamos el ámbito de aplicación más popular en la actualidad: la creación de prototipos o de modelos de futuros productos industriales.
La creación de prototipos es un “borrador” rápido de la funcionalidad básica de una idea de producto para analizar su funcionamiento en su conjunto.
El prototipo es la etapa más importante en la creación de un nuevo producto. En esta etapa, con poco esfuerzo, se crea un producto que funciona en la vida real. Aunque el producto puede tener errores y no ser muy eficaz, los diseñadores obtienen una imagen más detallada de lo que es posible.
Todas las cosas que nos rodean fueron creadas por alguien y en un momento dado. Y durante su creación, surgieron diferentes decisiones de diseño para estos productos. Antes de la llegada de la impresión 3D, se utilizaban muchos métodos diferentes para la creación de prototipos. Entre ellos, el fresado, la fundición y los moldes de yeso, entre otros.
Prototipos de impresión 3D
En la impresión 3D, hay que empezar por crear un modelo 3D. Con la creación de prototipos no hay problemas, ya que los diseñadores e ingenieros crean los modelos en la primera fase del desarrollo de un nuevo producto.
Si el producto se basa en un modelo existente, se puede utilizar un escáner 3D. El modelo 3D obtenido del escáner se convierte en la base para crear un nuevo diseño.
Es poco probable que los sitios gratuitos o comerciales que ofrecen archivos 3D STL sean útiles. Esto se debe a que los sitios están en su mayoría llenos de modelos decorativos o de ingeniería inversa.
¿Por qué necesita un prototipo?
Cuando ya tienes un modelo 3D, necesitas saber qué quieres que consiga el prototipo que quieres imprimir.
Hay tres razones principales por las que puede querer construir un prototipo. Se trata de crear modelos decorativos, parcialmente funcionales o totalmente funcionales.
Imprimir prototipos decorativos es bastante fácil. Sin embargo, algunos modelos también pueden ser bastante complejos de fabricar.
Lo bueno es que existe una amplia gama de filamentos y resinas de impresión 3D. Normalmente, para la creación de prototipos, se utilizan los materiales más sencillos para imprimir. Tras la impresión, tendrás el objeto que necesitas y podrás confirmar las medidas necesarias, comprobaciones, demostraciones y otras acciones para las que está destinado el artículo.
Veamos un ejemplo de la carcasa de un dispositivo electrónico. Se supone que este artículo está hecho de plástico o metal resistente. Se necesita un prototipo para entender cómo disponer todos los componentes dentro del dispositivo. Por regla general, en el proceso de desarrollo de este tipo de productos, se pueden crear entre 10 y 20 prototipos de diseños similares.
El segundo caso es un prototipo parcialmente funcional.
Veamos otro ejemplo de prototipo de contenedor.
Hoy en día, la impresión 3D se utiliza ampliamente para desarrollar nuevos envases, como las botellas. Pero no basta con imprimir un modelo de botella con cualquier tipo de plástico y utilizarlo como prototipo. El modelo debe tener propiedades específicas, como la transparencia, al igual que el vidrio o el plástico, con el que se fabricarán los productos finales utilizables.
Por lo tanto, es importante que el material de impresión que se utilice sea lo más parecido posible al deseado en términos de transparencia. Por ejemplo, si se trata de un prototipo de tarro de yogur, el material de impresión debe ser lo suficientemente flexible como para poder doblar una pieza.
En los casos en los que un modelo debe tener una funcionalidad parcial, es importante elegir los materiales adecuados que solucionen este problema y la tecnología de impresión 3D que haga frente a estos materiales.
Y por último, elige una impresora que pueda resolver el problema, en función del tamaño, la complejidad y el material de impresión. Lee nuestra guía sobre cómo elegir una impresora 3D.
La parte más difícil es crear un prototipo totalmente funcional. Esto se debe a que el prototipo debe corresponder totalmente al producto final que se pondrá en producción en masa.
La impresión 3D puede hacer frente a esta tarea. Sin embargo, el coste de fabricación de un modelo dependerá de la funcionalidad deseada del producto final.
En la mayoría de los casos, hablamos de calor, resistencia a la abrasión, a los impactos, a los ácidos u otros líquidos corrosivos.
Lo ideal es hacer un prototipo con el material exacto que se utilizará para el producto final. Sin embargo, a menudo esto no puede hacerse mediante la impresión 3D, ya que no todos los materiales pueden utilizarse en las impresoras 3D. En este caso, puede utilizar un material similar que se acerque en propiedades físicas y mecánicas al deseado. De este modo, el modelo se acercará a la funcionalidad requerida, aunque no podrá ser tan duradero como una pieza de serie.
Por lo tanto, podemos afirmar sin temor a equivocarnos que la impresión 3D es una herramienta excelente para la creación de prototipos, principalmente debido a la alta velocidad de producción de modelos y al coste relativamente bajo.
Elegir una impresora 3D para la creación de prototipos
Antes de elegir una impresión 3D, es importante decidir el material de impresión, la tecnología y el presupuesto. Elija la tecnología de impresión 3D que mejor se adapte a sus necesidades. Todas las tecnologías son adecuadas en un grado u otro.
A continuación se ofrece una visión general de las tecnologías de impresión 3D más comunes.
Tecnologías de impresión 3D SLS, FDM y SLA
Las tecnologías de impresión 3D más comunes son SLS (sinterización selectiva por láser), FDM (modelado por deposición fundida) y SLA (estereolitografía láser). Ya hemos cubierto estas tecnologías de impresión 3D en detalle. Lea esta guía: Tipos de tecnologías de impresión 3D para refrescar la memoria.
Lo más importante a tener en cuenta es que la impresora 3D que elijas debe ser capaz de imprimir los materiales con las características que necesitas que tengan tus prototipos. También hay que tener en cuenta la posible complejidad y el tamaño de tus prototipos.
Como en todos los demás casos, es aconsejable hacer una impresión de prueba antes de comprar. Esto le ayudará a decidir el modelo de impresora 3D por el que decantarse, así como a comprender si la impresión 3D cumple con sus expectativas.
Hablando de modelos específicos, recomendamos la impresora Raise3D Pro2 Plus para la creación de prototipos FDM. El sitio web oficial de la empresa contiene un montón de casos interesantes sobre el uso de estas impresoras en el prototipado de piezas de diversa complejidad.
Además, me gustaría llamar su atención sobre el modelo Phrozen Transform, que funciona con tecnología SLA. Su gran cámara y su pantalla 4K la convierten en una impresora de prototipado de sobremesa única.
Por último, pasando a las impresoras 3D industriales, cabe mencionar la línea de impresoras HP JetFusion 500/300. Estos modelos presentan una serie de ventajas, como una alta productividad, un bajo coste de impresión y la posibilidad de crear modelos a todo color.
Estaremos encantados de ayudarle a elegir el equipo 3D necesario para sus tareas. Póngase en contacto con nosotros para recibir el asesoramiento de nuestros ingenieros.
