Prototipos rápidos:de tecnología oscura a un servicio convencional

Prototipos rápidos:de tecnología oscura a un servicio convencional

No eso hace mucho tiempo, ambos creación rápida de prototipos y fabricación rápida parecían términos de ciencia ficción. Hoy en día, ambos son muy utilizados y presentan una forma estándar de producir piezas de manera rápida y rentable.

Desde impresoras 3D hasta máquinas de microfabricación láser, la creación rápida de prototipos ha adoptado muchas formas convencionales. Los conceptos matemáticos que condujeron a esta tecnología fueron ideados por el profesor Herb Voelker, quien realizó investigaciones en ciencias de la computación y modelado sólido en la década de 1970 y estudió máquinas herramienta y programación informática numérica en la década de 1980. Los principios fueron aplicados a una técnica de fabricación, sinterización selectiva por láser, en la década de 1990 por Carl Deckard. Así, comenzó el camino evolutivo tecnológico que condujo a la impresión 3D, la microfabricación láser y la creación rápida de prototipos de productos.

Hasta hace poco, estos conceptos no eran familiares para el público. Hoy en día, las impresoras 3D simples están disponibles en las tiendas de consumo. El presidente Barack Obama anunció las capacidades, el potencial revolucionario y la disponibilidad de las máquinas de creación rápida de prototipos en su discurso sobre el Estado de la Unión de 2013. La tecnología ya no es oscura. Ahora existen varias técnicas que incluyen estereolitografía, mecanizado CNC, moldeo por inyección, formación de láminas de metal y extrusión de aluminio y plástico, y muchas más.

Muchos de los procesos actuales implican un modelo de diseño asistido por computadora (CAD) en 3D. Esto a menudo se convierte en un modelo de estereolitografía y se corta digitalmente en secciones transversales. Se utiliza geometría detallada para analizar estas capas y traducir los datos en acciones mecánicas que forman un objeto físico.

La creación rápida de prototipos permite a las empresas desarrollar y probar rápidamente las iteraciones iniciales de los productos. El concepto, sin embargo, no se limita a los prototipos. Muchos productos de uso final también se fabrican de esta manera gracias a técnicas como la sinterización selectiva por láser, que es muy precisa. Las herramientas de micromecanizado y microfabricación se están mejorando con láseres de femtosegundos de alta velocidad. Estos pueden calentar un área muy pequeña (tan pequeña como 1 micrómetro) y no cambiar las áreas que lo rodean. La precisión ultraalta se ve reforzada por sistemas de control de movimiento y ópticos sincronizados complejos y software especializado.

Técnicas como el micromecanizado láser ablativo han madurado tanto que son adecuadas para la producción industrial convencional. La fabricación rápida se está utilizando para fabricar boquillas de inyectores de combustible y otras piezas de automóviles, y OLED para productos electrónicos de consumo. La microfabricación también está ocurriendo en tres dimensiones. La microfabricación aditiva permite a los diseñadores construir microestructuras, capa por capa, sin quitar material de un objeto sólido. Por lo tanto, es posible un uso más eficiente de los materiales, y los fabricantes de estructuras electrónicas, biomédicas y decorativas se están beneficiando. Los sistemas microelectromecánicos también se están produciendo más rápidamente.

La creación rápida de prototipos y la fabricación son, por lo tanto, la corriente principal en el mundo tecnológico y acelerado de hoy. Las herramientas para ser productivos, eficientes y competitivos están fácilmente disponibles para los fabricantes. Hace solo unas décadas, comenzó el trabajo de expertos que condujo a procesos de creación de prototipos de productos simplificados que se utilizan en muchas industrias en la actualidad.