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Los productos que acaban de diseñarse no suelen ser perfectos, e incluso pueden resultar inutilizables. Si hay algún defecto en el proceso de producción directa, se desecharán todos, lo que supone una importante pérdida de mano de obra, recursos y tiempo.
Tanto si se trata de diseñar un producto elegante como de probar su funcionalidad, comprender las diversas técnicas de creación de prototipos puede marcar la diferencia. Sumerjámonos en el mundo del prototipado y descubramos los métodos que dan forma a la innovación.
Métodos comunes de conformado de prototipos: Guía detallada
La creación de prototipos es un paso fundamental en el desarrollo de productos, ya que salva la distancia entre el diseño conceptual y la producción final. Para crear prototipos se emplean varios métodos, cada uno adaptado a diferentes necesidades, materiales y complejidades de diseño. Entre los métodos habituales de creación de prototipos se encuentra la impresión 3D para una producción rápida y compleja, Mecanizado CNC para modelos precisos y duraderos, y moldeo por inyección para escalabilidad.
Los prototipos suelen ser necesarios cuando se desarrollan o diseñan productos desde cero. Las operaciones de fabricación de moldes suelen requerir uno o varios métodos de conformado de prototipos funcionales basados en planos de aspecto del producto o planos estructurales para comprobar su aspecto o racionalidad estructural.
La creación de prototipos se utiliza para probar la viabilidad de un producto sin abrir su molde. La creación de prototipos suele implicar la producción de pequeñas cantidades de muestras con una pérdida mínima de mano de obra y recursos durante el ciclo de producción; la rápida identificación de los defectos de diseño del producto y la introducción de mejoras, proporcionando pruebas suficientes para la finalización del diseño y la producción en serie.
Existen varios métodos para crear prototipos, cada uno de los cuales ofrece ventajas e inconvenientes diferentes.
1. Tallado en barro
La escultura manual de un producto tridimensional con arcilla se denomina escultura de arcilla. En los inicios de la fabricación industrial, cuando no existían equipos automatizados, todos los prototipos hechos a mano se esculpían con arcilla.
El material utilizado para la escultura en arcilla es la plastilina dura, que generalmente se talla a mano. El escultor utiliza plastilina para apilar y tallar basándose en el concepto de diseño del producto o en referencia a imágenes de diseño, y finalmente obtiene un modelo de plastilina del aspecto del producto.
Para obtener un modelo de apariencia de alta calidad, los requisitos de sentido estético y toque artístico del escultor son relativamente altos, por lo que el coste es relativamente más elevado.
2. Procesamiento de la máquina de tallado fino CNC
El procesamiento de la máquina de grabado CNC es un proceso de fabricación de métodos de formación de prototipos relativamente tradicional, que es bueno en el mecanizado fino con herramientas de corte pequeñas y tiene la capacidad de fresar, esmerilar, taladrar y roscar a alta velocidad. Es ampliamente utilizado en muchos campos como la industria 3C, la industria del molde, la industria médica, etc.
El prototipo producido por Mecanizado CNC de magnesio La tecnología de procesamiento de herramientas puede reflejar con precisión la información expresada en los dibujos, y la calidad de la superficie de los métodos de conformación de prototipos es alta, especialmente después de completar el revestimiento de la superficie y la serigrafía. Es incluso más radiante que el producto fabricado tras la apertura del molde.
El mecanizado CNC es adecuado para productos con elevados requisitos de dureza del material, productos de gran tamaño y alta precisión. Entre los materiales adecuados se incluyen el plexiglás, la resina, la madera y el metal (incluidos el cobre, el aluminio y el acero blando con una dureza inferior a HRC40).
Más Mecanizado de prototipos CNC utilizadas para fabricar prototipos son las máquinas de 3 ejes. Algunas piezas estructurales complejas deben procesarse por separado y luego unirse manualmente porque una máquina de 3 ejes solo puede procesar una superficie a la vez.
3. Impresión 3D
La impresión 3D se consigue normalmente utilizando impresoras de material de métodos de conformado de prototipos de tecnología digital. Se suele utilizar en la fabricación de moldes, el diseño industrial y otros campos para crear modelos, y poco a poco se va empleando para la fabricación directa de algunos productos. Ya existen piezas impresas con esta tecnología. Esta tecnología se utiliza en joyería, calzado, diseño industrial, arquitectura, ingeniería y construcción (AEC), automoción, industria aeroespacial, dental y médica, educación, sistemas de información geográfica, ingeniería civil, armas de fuego y otros campos.
Hay muchas tecnologías diferentes para Impresión 3Dque se diferencian por el modo en que utilizan los materiales disponibles y crean piezas construyéndolas en diferentes capas.
Los materiales más comunes para la impresión 3D incluyen resinas, fibra de vidrio de nylon, materiales de nylon duraderos, acero inoxidable, materiales de aluminio, aleaciones de titanio, chapado en plata, chapado en oro, materiales de yeso, materiales de caucho, etc.
La impresión 3D es un método de moldeo de prototipos de bajo coste (alto aprovechamiento del material), ciclo rápido, funcionamiento sencillo y alta precisión, y puede integrarse independientemente de la complejidad de la estructura del producto. Este método de moldeo es el más popular y constituye un complemento importante de los métodos de procesamiento tradicionales, más que un sustituto.
4.moldeo de compuestos de silicona
El proceso de moldeado de silicona se refiere al proceso de desespumado, mezclado, precalentamiento y moldeado del material de moldeo en condiciones de vacío, seguido de un proceso de curado secundario durante 2-3 horas en un termostato a 60°C-80°C.
La imitación producida por el molde de silicona puede alcanzar la resistencia y dureza del ABS y otros materiales. Con un molde de silicona se pueden fabricar más de 20 productos idénticos. Esto reduce enormemente el coste de desarrollo, el ciclo y el riesgo del producto.
El moldeo de caucho de silicona puede ser ideal para los métodos de conformado de prototipos que fabrican muestras de estructura compleja con paredes de grosor uniforme que cumplen criterios funcionales y estéticos específicos a costes más bajos y ciclos más rápidos que la fundición. moldes de hierro. Por lo tanto, el moldeo de caucho de silicona debe tenerse en cuenta a la hora de producir muestras de lotes pequeños que cumplan determinadas normas funcionales y de aspecto.
El moldeo por silicona permite a los fabricantes producir materiales como ABS, PC, PP, caucho blando, PMMA, nailon y PVC, entre muchos otros.
Desventajas del molde de silicona: Dado que los moldes de silicona no ofrecen resistencia contra ácidos o álcalis, envejecimiento o desgaste desigual, su vida útil tiende a ser corta. Además, suelen aparecer marcas, rayas o superficies irregulares en sus superficies debido a que son moldes blandos con rangos de tolerancia de entre 0,1-0,2 mm; en consecuencia, su precisión en el desarrollo de productos no alcanza niveles elevados.
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