¿Qué es un prototipo rápido 3D?
Esculpir el David de Miguel Ángel del tamaño de una pieza de ajedrez es una cuestión simple para una computadora que usa tecnología de prototipo rápido (RP) tridimensional o 3D. De la misma manera que una impresora de inyección de tinta produce una imagen bidimensional a partir de un archivo digitalizado, la tecnología de prototipo rápido 3D puede hacer lo mismo con los objetos reales para su manejo en el espacio real. Basándose en numerosas técnicas, equipos y materiales, los procesos de prototipos rápidos en 3D generalmente funcionan a partir de objetos de dibujo asistidos por computadora (CAD) para su diseño o fabricación; los construyen generando una capa de material a la vez hasta que se forme una réplica perfecta. Esta construcción ayuda a la creación de un número casi ilimitado de formas y objetos complejos, revolucionando la eficiencia del diseño y la producción.
La creación de prototipos generalmente consta de tres aspectos: la construcción de modelos para la fabricación, la revisión del producto y el refinamiento. Los usuarios transforman los esquemas informáticos directamente en prototipos. Los diseños se evalúan antes de que comiencen los costosos procesos de producción, y se pueden probar las superficies y acabados del producto.
Los fabricantes pueden personalizar casi innumerables formas de productos para la producción en masa o la personalización del cliente. Las iteraciones o variaciones de los prototipos se pueden refinar para adaptarse después de la revisión de los equipos de producción o los clientes. Esto permite una mayor flexibilidad y un menor costo en el desarrollo de productos, en comparación con los prototipos tradicionales que requieren mucho tiempo por máquina o por mano.
Esencialmente, el proceso de RP se refiere a la construcción automatizada y aditiva de un objeto; es decir, los objetos se crean agregando una capa de hoja, polvo o líquido a la vez hasta que se forma un objeto. La fabricación de un prototipo rápido 3D se refiere a la fabricación de alta gama de productos de precisión diseñados según especificaciones de ingeniería. Numerosas técnicas permiten la construcción de piezas, modelos y herramientas; Estos pueden incluir estereolitografía, modelado por deposición fundida, consolidación ultrasónica y sinterización selectiva por láser, entre otros. Estos métodos de construcción aditiva cubren secciones transversales con técnicas como fusión por láser, curado de líquidos, rebordeado o soldadura para acomodar materiales específicos como resinas o láminas. El uso de RP puede reducir drásticamente los costos en materiales y mano de obra, así como el tiempo; Los modelos se pueden construir en horas o días.
En una escala más pequeña, la impresión 3D es una técnica común que a veces se denomina construcción rápida de prototipos 3D. Sin embargo, esta operación utiliza una máquina de escritorio más pequeña para el diseño, pero carece de la precisión dimensional esquemática o la versatilidad del material de los métodos de prototipos rápidos 3D utilizados en la fabricación. El proceso de la impresora 3D se usa generalmente para crear modelos desechables para demostraciones prácticas, mientras que las máquinas RP más complejas poseen patrones de herramientas para ayudar al proceso de producción en sí. Además, las impresoras 3D pueden ofrecer solo unas pocas opciones de materiales, mientras que RP puede dar servicio a docenas de materiales, como resinas y fotopolímeros, para duplicar materiales de producción como termoplásticos.
La creación rápida de prototipos podría tener implicaciones a largo plazo para la industria de la misma manera que la línea de ensamblaje revolucionó la fabricación. Tradicionalmente, los costos de fabricación disminuyen con el tiempo a lo largo de la vida útil de la línea de productos. Con la creación rápida de prototipos, el costo de producir solo unas pocas unidades no es diferente del costo de producir miles. Si bien esto puede ayudar a facilitar recuentos de productos más pequeños para pedidos personalizados, se desconocen los posibles efectos de esta condición sobre cómo se entienden las economías de escala. La fabricación con tecnología de prototipo rápido 3D puede continuar fusionando las etapas de diseño y producción en procesos más eficientes.