¿Qué es un modelo de prototipo rápido?
Un modelo de prototipo rápido suele ser una pieza de plástico o metal creada a partir de un dibujo por computadora, que permite al cliente revisar un producto en desarrollo. A finales del siglo XX, se desarrolló un software que permitió a los diseñadores crear dibujos tridimensionales (3D). El desarrollo paralelo de equipos que podrían crear estructuras físicas a partir de estos dibujos condujeron al negocio del modelado rápido.
El diseño de una parte utilizando software 3D comienza con un dibujo conceptual de una parte deseada. Un diseñador puede tomar este dibujo y crear un modelo 3D basado en software, que permite ver una parte desde diferentes ángulos u orientaciones. Este software también puede desmontar virtualmente la pieza para mostrarle al cliente cómo puede ocurrir el ensamblaje en una planta industrial. El diseño de software a menudo incluye la capacidad de "probar" la pieza bajo diferentes condiciones de tensión o impacto para estimar fallas de la pieza o fallas de diseño.
El rápido desarrollo del modelo prototipo se hizo realidad con la introducción de impresoras 3D. Varias tecnologías diferentes evolucionaron a fines del siglo XX, pero todas estaban relacionadas con los programas de diseño asistido por computadora (CAD) que crearon modelos de software. Todas las impresoras 3D utilizan una técnica de construcción sucesiva de capas de plásticos o metales en secuencia para crear una muestra física de la pieza.
Un tipo de impresora utilizaba un polvo fino dentro de un gabinete de impresora. El software de la computadora convirtió el dibujo en miles de capas extremadamente finas, como cortar la imagen extremadamente delgada. La impresora roció un aglutinante químico sobre el polvo en la forma de la capa más baja. Luego se mezcló el polvo sobre esta capa, y la bandeja plana bajó una pequeña cantidad. Se añadió la siguiente capa de aglutinante y polvo, y así sucesivamente, hasta que se hizo una parte 3D. Dependiendo de la complejidad de la pieza, la impresora puede necesitar funcionar durante días para completar una muestra.
Otro tipo de impresora de modelo prototipo rápido utilizaba un plástico fundible. Una boquilla colocó pequeños puntos del material derretido en la bandeja de la impresora en capas sucesivas para formar una pieza. Estas partes a menudo se podían usar directamente desde la máquina, porque las capas de plástico formaban un prototipo de plástico sólido. Esta fue una mejora con respecto a algunas impresoras en polvo, que crearon piezas que podrían manipularse, pero que podrían no ser lo suficientemente fuertes como para probarlas o usarlas realmente.
Un proceso llamado sinterización de metales también podría crear un modelo prototipo rápido. Un metal como el aluminio o el cobre con un punto de fusión relativamente bajo podría usarse en una impresora 3D de forma similar a un plástico fundido. La parte de metal terminada a menudo no requería más procesamiento, y podía usarse directamente desde la máquina para pruebas o desarrollo adicional.
Muchos productos en el siglo XXI se diseñaron totalmente en software CAD, lo que hace que la imagen virtual sea un modelo prototipo rápido, sin la necesidad de hacer una muestra física. Esto se hizo común para maquinaria industrial grande, aviones y vehículos grandes como barcos. Muchas partes eran demasiado grandes para crear prototipos separados, o hubieran retrasado el desarrollo del producto final.
Los ingenieros desarrollaron pruebas de software que podían simular condiciones de prueba reales, lo que eliminó la necesidad de pruebas de prototipo. El primer avión comercial fue diseñado de esta manera a fines del siglo XX. Un avión comercial se construyó completamente en una computadora, pasando de un diseño directamente a un avión con capacidad de vuelo sin prototipos intermedios.