Prototipos rápidos:sustractivo frente a aditivo

Dado que la fabricación aditiva y las impresoras 3D son un tema tan candente en estos días, es importante recordar por qué los procesos sustractivos como el fresado siguen siendo increíblemente importantes para la creación rápida de prototipos. Pero primero, examinemos algunos de los beneficios y limitaciones de la creación rápida de prototipos aditivos (o fabricación digital directa).

Beneficios de la creación rápida de prototipos aditivos

El proceso de creación rápida de prototipos aditivos une y fusiona materiales como resinas líquidas, capa sobre capa para producir un objeto 3D a partir de datos del modelo. La creación rápida de prototipos aditivos es generalmente simple, relativamente económica y rápida. La creación rápida de prototipos aditivos también permite una cantidad sustancial de complejidad dentro de las cavidades o áreas internas de una pieza que requeriría muescas e incluso puede ser imposible con procesos sustractivos como el fresado.

Limitaciones de la creación rápida de prototipos aditivos

El principal inconveniente de la creación rápida de prototipos aditivos es que la pieza resultante generalmente no está hecha de un material de uso final como el metal... e incluso si lo está, carece de integridad estructural. Esto se debe a que el punto donde se une una capa con otra carece de la fuerza física que exhibe un bloque sólido del mismo material (sin capas ni juntas).

Prototipado sustractivo rápido con materiales de uso final

La creación rápida de prototipos sustractivos proporciona la capacidad de crear prototipos en materiales de uso final. Dado que el fresado o el mecanizado eliminan material de una pieza de material más grande, la pieza terminada tiene una composición sólida en lugar de una composición en capas como se ve en la creación rápida de prototipos aditivos con impresoras 3D. Esto produce una mayor integridad estructural que es fundamental si la pieza del prototipo se va a utilizar en las pruebas de productos. Las pruebas de productos con una pieza fabricada mediante prototipos sustractivos permiten un análisis preciso de la viabilidad e incluso la durabilidad de la pieza, ya que está hecha del mismo material que se utilizará para fabricar las piezas de producción.

Una gama más amplia de acabados y texturas de superficies con prototipos sustractivos

Los procesos de creación rápida de prototipos sustractivos también ofrecen una gama más amplia de acabados superficiales para el prototipo completo en comparación con el "acabado escalonado" estándar que a menudo se logra en la creación rápida de prototipos aditivos con una impresora 3D. Esto puede variar desde una superficie completamente lisa con un acabado tipo espejo hasta una con texturas fresadas o grabadas. De esta forma, la creación rápida de prototipos sustractivos con una fresadora CNC de alta velocidad es capaz de producir piezas prototipo con una repetibilidad adecuada para la producción de uso final. El acabado superficial liso que se puede lograr con el mecanizado de alta velocidad puede ser funcionalmente beneficioso si la pieza dada necesita deslizarse y estéticamente beneficioso si el prototipo se va a utilizar en pruebas de mercado.

Prototipos rápidos aditivos frente a Prototipos rápidos sustractivos

Para ilustrar los puntos mencionados anteriormente, les pedimos a nuestros ingenieros de aplicaciones que rápidamente crearan un prototipo de una pieza utilizando procesos tanto aditivos como sustractivos. Dado que nuestro pasatiempo favorito después de horas (guiño, guiño) es el futbolín, decidieron hacer un jugador de futbolín de "reemplazo" para probar. Esta decisión se basó en una necesidad real de la vida real, ya que recientemente habíamos roto a uno de los hombres que venían con nuestra mesa de futbolín vintage de 1985. Utilizando prototipos rápidos aditivos (impresión 3D), pudieron diseñar un futbolín muy rudimentario en aproximadamente 90 minutos. A partir de ahí, comenzaron a imprimir y en poco más de una hora se completó la parte que se ve a continuación.

Utilizando la programación de prototipos rápidos sustractivos (fresado de alta velocidad), la pieza tomó mucho más tiempo y se registró en 3 horas. 45 minutos. Sin embargo, fresar la pieza de abajo fue considerablemente más rápido que la impresión 3D y tomó 28 minutos.

Producto probando un prototipo rápido aditivo frente a un prototipo rápido sustractivo

Bueno, sabías que teníamos que "probar" la pieza, ¿verdad? Entonces, en una serie de 4 juegos bastante acalorados usando cada prototipo, esto es lo que encontramos. En términos de funcionalidad y durabilidad, el prototipo sustractivo fue el claro ganador. No solo duró los 4 juegos, sino que la sólida composición de la parte hizo que los tiros fueran más fuertes con alta velocidad. Además, claramente aguantaría cientos de juegos más. En comparación, la pieza impresa en 3D comenzó a mostrar signos de deslaminación en su lado derecho a la mitad del juego 3, y para el juego 4 tuvimos que repararlo con un poco de cinta adhesiva para pasar el resto de nuestras "pruebas del producto". . El daño a la pieza reveló la composición interna de la pieza impresa en 3D como se ve a continuación.

La naturaleza bastante hueca de esta parte arrojó un poco de luz sobre por qué no pudimos lograr tiros fuertes con este futbolín. Al analizar el acabado superficial resultante en ambas partes, sentimos que el prototipo sustractivo era... bueno, simplemente más atractivo. Además, el proceso de fresado proporcionó más flexibilidad para lograr diferentes acabados superficiales. Por ejemplo, pudimos hacer que la mayor parte del prototipo sustractivo fuera muy suave mientras le dábamos a la sección del pie un acabado más texturizado para mayor "agarre" o control del balón. Por el contrario, el acabado superficial "escalonado" inherente en el prototipo aditivo sirvió bien en términos de control de la pelota... pero no fue muy atractivo en toda la pieza.

La última máquina CNC de creación rápida de prototipos sustractivos:

La introducción el año pasado de la fresadora compacta de alta velocidad DATRON neo hace que la creación rápida de prototipos sustractivos sea más asequible y viable que nunca. Además, su tamaño compacto y la operación de pantalla táctil lo hacen fácil de usar y fácil de instalar en el entorno de "tipo de laboratorio" más reducido.