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Aspectos Generales
 

  Descripción de la tecnología y consideraciones generales
 

  Necesidades en relación con la tecnología detectadas en empresas
 

  Tendencias de futuro generales que se aprecian en los proveedores
 

  Nuevos materiales
 

  Otras referencias de interés
 

  Centros o empresas especializadas
 

  Características generales concretas de los distintos modelos

 

 

 

       
 

Observación:

Esta página sobre Prototipado Rápido se editó en 1998 -
probablemente algunos datos ya no están al día


Descripción de la tecnología y consideraciones generales El Prototipado Rápido es un conjunto de tecnologías, comercializadas por primera vez en 1988, que permiten la obtención de prototipos, machos, moldes de inyección para plásticos, electrodos de erosión, etc, en menos de 24 horas a partir de un fichero CAD. Consecuencia de esta rapidez de respuesta, es que el tiempo de desarrollo de un producto puede reducirse a la mitad, la quinta e incluso la décima parte.

El prototipado rápido (RP) da la posibilidad de efectuar, en un tiempo relativamente corto, diversas pruebas de geometrías distintas para una pieza, validar la geometría definitiva, y acometer la producción en serie rápidamente, con unos costes de desarrollo lo más ajustados posibles. La complejidad de las piezas o la confidencialidad de los prototipos son también argumentos frecuentes a la hora de optar por el RP.



PROTOTIPOS

1 modelo volumétrico
2 modelo manual
3 modelo fresado CNC
4 modelo laser siterizado
5 modelo estereolitografiado



Dentro de la denominación de "prototipado rápido" no se suele incluir al Mecanizado de Alta Velocidad (MAV) que, sin embargo, es una tecnología sustractiva para mecanizar piezas o moldes a altas velocidades de arranque de viruta. El MAV se empieza a aplicar a piezas de acero tratado, lo que evita el paso por la electroerosión. Mecanizando directamente del bloque hasta la pieza terminada, la reducción de los tiempos de acabado y pulido puede llegar a un 90%.

                                                                                 
copia aluminio

copia
en aluminio de un modelo
master de estereolitografía

   

copia aluminio

copia
en aluminio de un modelo
master de estereolitografía

  

copia
en aluminio de un modelo
master de estereolitografía
desde ALIA
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Bajo el nombre de prototipado rápido se denomina a una serie de tecnologías distintas de construcción de sólidos. Todas ellas parten del corte en secciones horizontales paralelas de piezas representadas en CAD. Estas secciones caracterizan a todas las tecnologías de prototipado rápido, que construyen las formas sólidas a partir de la superposición de capas horizontales. Las tecnologías más difundidas son: 


STL (Estereolitografía)
. Emplea un láser UV que se proyecta sobre un baño de resina fotosensible líquida para polimerizarla.

 SGC. Fotopolimerización por luz UV.- Al igual que en la estereolitografía, esta tecnología se basa en la solidificación de un fotopolímero o resina fotosensible. En la fotopolimerización, sin embargo, se irradia con una lampara de UV de gran potencia todos los puntos de la sección simultáneamente.

FDM. Deposición de hilo fundido.- Una boquilla que se mueve en el plano XY horizontal deposita un hilo de material a 1ºC por debajo de su punto de fusión. Esta hilo solidifica inmediatamente sobre la capa precedente.

SLS. Sinterización selectiva láser.- Se deposita una capa de polvo, de unas décimas de mm., en una cuba que se ha calentado a una temperatura ligeramente inferior al punto de fusión del polvo. Seguidamente un láser CO2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados.

LOM. Fabricación por corte y laminado.- Una hoja de papel encolado se posiciona automáticamente sobre una plataforma y se prensa con un rodillo caliente que la adhiere a la hoja precedente.

DSPC. Proyección aglutinante.- Esta tecnología trabaja mediante la deposición de material en polvo en capas y la ligazón selectiva del mismo mediante la impresión de "chorro de tinta" de un material aglutinante. En general se reserva la fabricación de precisión a la estereolitografía y cuando valora más las prestaciones mecánicas del modelo (prototipos funcionales), se prefiere el sinterizado, que ofrece más variedad de materiales.
  • Resinas fotosensibles.
  • Materiales termofusibles
  • Metales
  • Cerámica
  • Papel Plastificado


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Necesidades en relación con la tecnología detectadas en empresas La posibilidad de obtener prototipos sin que para ello sea necesario diseñar y fabricar los útiles supondría, además de un evidente ahorro de tiempo, un ahorro de costes importante. Optimizar por medio de una mejora iterativa del producto en la fase de desarrollo los aspectos estéticos, ergonómicos, de fabricabilidad y compatibilidad con otras piezas del mismo módulo antes del lanzamiento de la preserie. Compatibilizar la obtención de prototipos con otras técnicas (fundición en series cortas) para no emplear técnicas de arranque de viruta y así conseguir una mayor rentabilidad en piezas de gran precisión.


MOLDE


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Tendencias de futuro generales que se aprecian en los proveedores De conformación de capas por microfresado. Los materiales empleados son láminas de plástico, de madera o metales no férricos. Los modelos obtenidos son modelos visuales. De construcción de piezas mediante el disparo de gotas de metal líquido que solidifican y quedan soldadas sobre una forma preexistente. De polimerización de resinas mediante una lámpara UV a la que se enmascara según sea la sección en curso de polimerización. De empleo de rayos laser que se intersectan, para endurecer o reblandecer selectivamente un bloque de gel plástico, mediante aglutinado o degradado, respectivamente, del polímero. De conformación de piezas de acero sirviendose de las tecnologías de robótica y de soldadura por arco eléctrico.

      

 
Nuevos materiales

Se esta valorando más la precisión que la rapidez de polimerización, por lo que las resinas epoxi estan marcando la evolución de la oferta de resinas para el Prototipado Rápido. Una línea interesante es el desarrollo de sistemas híbridos, que tratan de combinar facilidad de polimerización con precisión, así como aplicaciones cada vez más específicas, como pueden ser las resinas biocompatibles para prótesis.


prototipo en ABS

 

 

copia en ABS de un modelo master de estereolitografía

copia en aluminio de un modelo master de estereolitografía desde ALIAS



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Otras referencias de interés:

   

etapas


las etapas de un producto desde la geometría CAD 3D hasta la inyección


Libros


Marshall Burns:
Automated Fabrication: Improving Productivity in Manufacturing
Prentice Hall, 1993, ISBN 0-13119462-3. Jerome L.

Jhonson:
Principles of Computer Automated Fabrication
Palatino Press, Inc., 1994, ISBN 0-9618005-3-4.

Lamont Wood:
Rapid Automated Prototyping: An Introduction
Industrial Press, 1993, ISBN 0-8311-3047-4. Larry

Binstock:
Rapid Prototyping System: Fast Track to Product Realization
Society of Manufacturing Engineers, 1994, ISBN 0-87263-454-X.

Paul Jacobs:
Rapid Prototyping & Manufacturing
Society of Manufacturing Engineers, MI 48121-0930.


Publicaciones



Rapid Prototyping
SME, Editorial and Business Oficce, Dearborn, USA.

Rapid Prototyping Journal.
MCB University Press Limited, Bradford, England.
 
Rapid Prototyping Report.
CAD/CAM Publishing, Inc., San Diego, USA. Virtual

Prototyping Journal.
ISSN: 1359-8554.

International Conference on Rapid Development
(1995)
Stuttgarter Messe- und Kongressgesellschaft MBH, Stuttgart, Alemania.

Modéles et Outils: Fabrication par Prototipage Rapide
Agence pour la diffusion de l'information Technologique, Strasbourg, Francia.

Proceedings of the 3rd. European Conference on Rapid Prototyping and Manufacturing (1994),
The University of Nothingham, Inglaterra.



Conferencias


1. The 7th Solid Freeform Fabrication Symposium.
The University of Texas at Austin, TX, USA, Agosto 12-14, 1996. 2. Rapid Prototiping and Manufacturing `96.
Society of Manufacturing Engineers and the Rapid Prototyping Association, Dearborn, USA. 3. Rapid Tooling from Rapid Prototyping and Manufacturing.
Society of Manufacturing Engineers and the Rapid Prototyping Association, Los Angeles, USA.



Direcciones Internet


The Rapid Prototyping Home Page.
http://stress.mech.utah.edu/home/novac/rapid.html

The Rapid Prototyping Resource Center.
http://cadserv.cadlab.vt.edu/bohn/RP.html



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Centros o empresas especializadas PROTOTIPS TECNICS
Josep Tapioles,183 DTM S.L.S.
• 08226 Terrasa

ILARAK
Pol.Industrialdea 35
Stratasys
F.D.M. Distribuidor  
• 20160 Lasarte

HSC VALENCIA
ParqueTecnológico Heckert-Klink
M.A.V. Distribuidor S.L.
• 46980 PATERNA

TEKNIKER - IDELT
Avda. Otaola,20
3D Systems Estereolitografía.
Instituto Tecnológico
• 20600 EIBAR

A.BALLESTERO
Nuñez Balboa,17
3D Systems Estereolitografía
Distribuidor Y CIA.
• 28001 MADRID

INESCOP
PoI. Campo Alto
3D Systems Estereolitografía
Instituto Tecnológico
• 03600 ELDA


(Lista pendiente de actualización)




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  Características generales concretas de los distintos modelos:



 

SLA

SGC

SLS

LCM

FDM

laser

SI NO SI SI NO

tamaño de las piezas máximo en cm

19 x 19 x 25
25,5x25,5x25,5
51x51x60
35,5x51x51 diametro 30x38 25,4x33x38 30,5x30,5x30,5

precio
US$

95.000
185.000
385.000
490.000 350.000 a 400.000 75.000 180.000

materiales

fotopolímeros fotopolímeros PVC, policarbonatos,
nylon y ceras
papel,poliester y nylon-celulosa ceras,ABS y plástico tipo nylon

ventajas

tecnología más madura;
rápido;
precisión del 2%
mayor precisión;
mejores propiedades mecánicas;
no hacen falta soportes
material más barato;
más variedad de materiales;
no hacen falta soportes
precisión hasta 0.1%;
de 5 a 10 veces más rápido que otros métodos;
material más barato
material más barato. No huele.
no hacen falta soportes.
más rápido que el SLA

desventajas

los modelos son traslucidos. los modelos son quebradizos; algunas partes requieren soportes es el equipo más caro. complejidad; tamaño del equipo tolerancias del 5%; el proceso es más nuevo; Salvo el PVC, todas las piezas tienen un aspecto laminado deformación en las láminas apariencia granulada

  Fuente: CIMENET


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