Cómo y cuándo fabricar prototipos de plástico

En casi todos los casos de desarrollo de productos, sin importar para qué industria sea, la creación de prototipos es una etapa necesaria que, en última instancia, determinará si sus esfuerzos de producción tendrán éxito o no. El auge de la creación rápida de prototipos ha hecho que iterar rápidamente un prototipo de plástico sea fácil y asequible. Sin embargo, existe una gama de tecnologías de fabricación que son capaces de producir un prototipo de plástico, y saber cuál debe usar optimizará todo el proceso de desarrollo del producto.

Veamos cómo crear un prototipo de plástico con impresión 3D, mecanizado CNC, moldeo por inyección y fundición al vacío. Si bien cada uno brinda sus propios beneficios, conocer el funcionamiento interno de la tecnología, los materiales compatibles y las aplicaciones comunes lo ayudarán a decidir qué técnica de fabricación rápida es la más adecuada para su prototipo de plástico.

Cómo crear un prototipo de plástico con impresión 3D

La fabricación aditiva, más comúnmente conocida como impresión 3D, es en realidad un término general que abarca un puñado de diferentes tecnologías de fabricación. Las tres opciones más populares para producir prototipos de plástico son Modelado por deposición fundida (FDM), Estereolitografía (SLA) y sinterización selectiva por láser (SLS) .

La impresión 3D FDM utiliza un proceso de extrusión para depositar material plástico capa por capa hasta que se crea un objeto. Esta es la forma de impresión 3D más utilizada y empleada casi exclusivamente por la comunidad de fabricantes y los consumidores. Las impresoras 3D FDM de grado industrial se pueden utilizar para fabricar prototipos de plástico en alta resolución y resistencia, según el material utilizado.

Si desea crear un prototipo colorido que no sirva para un propósito mecánico, PLA (Ácido poliláctico) es un material excepcionalmente diverso y asequible. Incluso se puede fusionar con compuestos de madera y metal para evocar filamentos exóticos y también se puede empalmar con materiales mecánicamente superiores como la fibra de carbono para mejorar la funcionalidad.

Pero en el escenario industrial, la mayoría de los otros materiales de impresión 3D tienden a ofrecer más funcionalidad que el PLA. Por ejemplo, ABS es un material antiguo utilizado para crear prototipos de plástico, y es ideal para prototipos funcionales que sufrirán una cantidad considerable de impacto, desgaste o altas temperaturas. Este material se usa ampliamente en las industrias automotriz y aeroespacial, y también es adecuado para productos electrónicos, bienes de consumo y más.

Nail es un material que se puede utilizar con la impresión 3D FDM y SLS, y se sabe que es resistente y flexible. Es perfecto para prototipos funcionales, así como para engranajes y herramientas. Cuando necesite un prototipo de plástico que tenga una flexibilidad similar a la del caucho, TPE y TPU son excelentes materiales de impresión 3D para utilizar. Las características similares a la goma de este material son beneficiosas cuando se producen prototipos de plástico para equipos de protección, fundas para teléfonos y diversos componentes industriales.

Otros materiales FDM incluyen PETG , un termoplástico que se usa más comúnmente para crear botellas de agua; y policarbonato (PC) , que es un material de grado industrial que se utiliza para producir prototipos de plástico que se utilizarán para aplicaciones de ingeniería y entornos hostiles.

En lugar de utilizar filamentos, la impresión 3D SLA utiliza materiales de resina plástica para crear prototipos de plástico. El proceso cuenta con un láser de alta potencia que solidifica el modelo a partir de una tina de resina. Este proceso se usa ampliamente para varios propósitos de creación de prototipos, especialmente en el espacio médico, dental y de bienes de consumo.

Por su parte, con la tecnología SLS, el material más utilizado es el Nylon (PA 11 o PA 12) . Dado que esta técnica utiliza un láser de alta potencia para sinterizar el polvo en un modelo 3D, tanto el material como la calidad de impresión son superiores a FDM. Los prototipos de plástico creados a través de la impresión 3D SLS son generalmente más funcionales, tienen una resolución más alta y pueden ser más flexibles y duraderos que las impresiones FDM.

¿Cuándo debería utilizar la impresión 3D para crear un prototipo de plástico?

Bueno, el mejor momento para usar la impresión 3D para sus necesidades de creación de prototipos es cuando tiene un pequeño volumen que necesita producir lo más rápido posible. La fabricación aditiva ayuda a los diseñadores e ingenieros a reducir el tiempo de desarrollo del producto, ya que pueden iterar rápidamente su prototipo de plástico y probar o modificar el diseño. Sin embargo, si necesita producir un lote grande de prototipos de plástico o requiere propiedades mecánicas superiores a las que puede ofrecer la impresión 3D, es probable que haya una técnica de fabricación rápida preferible para usted.

Cómo crear un prototipo de plástico con mecanizado CNC

Otra opción viable y acelerada para crear prototipos de plástico funcionales es el fresado CNC. Esta tecnología utiliza una variedad de herramientas de diferentes tamaños para tallar un modelo 3D a partir de un bloque sólido de material. En comparación con la impresión 3D, el mecanizado CNC ofrece más potencial para roscas y muescas, tolerancias estrictas, limitaciones de tamaño reducidas y más acabados superficiales. Según la complejidad del modelo de prototipo de plástico y el servicio de fabricación utilizado, el fresado CNC también puede proporcionar tiempos de respuesta extremadamente rápidos. Más información sobre prototipos de mecanizado de plástico.

Si bien la producción de herramientas de moldeo por inyección para un pequeño volumen de prototipos de plástico suele ser demasiado costosa, el mecanizado CNC le permite probar la forma, el ajuste y la función de las piezas moldeadas por inyección sin tener que producir herramientas de moldeo por inyección. Hay una amplia gama de plásticos que 3ERP ofrece a través de nuestro servicio de mecanizado CNC, incluyendo ABS, PC, PP, POM, PMMA (Acrílico), HDPE, Teflón, PEEK y muchos otros. Para saber qué tipo de material es el ideal para tu prototipo de plástico, puedes contactar con nuestro equipo de expertos para más información.

¿Cuándo debería utilizar el mecanizado CNC para crear un prototipo de plástico?

Hay un puñado de ventajas que el mecanizado CNC tiene sobre la tecnología de impresión 3D, una de las cuales es la calidad mecánica y la gama disponible de materiales termoplásticos. Las piezas mecanizadas por CNC también otorgan una integridad estructural mejorada a las piezas de plástico, lo cual es esencial al crear prototipos funcionales. Normalmente, este método de producción se utiliza para crear prototipos de plástico que se probarán en las mismas condiciones que las piezas moldeadas por inyección.

Cómo crear un prototipo de plástico con moldeo por inyección

Aunque el moldeo por inyección y las herramientas rápidas a veces se usan para la producción en masa, también ofrecen una forma rápida y económica de producir prototipos de plástico. Después de crear una matriz de metal, la resina plástica se envía a un barril calentado, se mezcla y se inyecta con fuerza en una matriz de metal. Este plástico se enfría rápidamente hasta convertirse en una pieza sólida, lo que genera un prototipo de plástico que tiene un acabado superficial de alta calidad y mejores propiedades mecánicas que, por ejemplo, la impresión 3D.

Algunos de los plásticos más populares utilizados para el moldeo por inyección también se utilizan en la impresión 3D y el mecanizado CNC. Estos incluyen ABS, PC, nailon, HIPS, PP y polietileno.

Tal como describimos con la impresión 3D, ABS El material es ideal para prototipos de plástico que requieren resistencia al impacto, tenacidad y resistencia al calor. PC moldeado por inyección es completamente único de la mayoría de los otros termoplásticos, ya que es capaz de sufrir deformación sin agrietarse ni romperse, y es más adecuado para productos como lentes para gafas, dispositivos médicos y componentes automotrices.

Con moldeo por inyección, Nylon se utiliza para producir prototipos de plástico que promueven la estabilidad y la resistencia a factores ambientales como la abrasión y los productos químicos. Por otro lado, polietileno , que viene en forma de HDPE o LDPE, ofrece una amplia gama de propiedades mecánicas distintas, incluidos altos niveles de ductilidad, resistencia a la tracción y resistencia al impacto y absorción de humedad.

Para saber más sobre los materiales plásticos que ofrece 3ERP para moldeo por inyección, ¡contacta con nuestro equipo de expertos!

¿Cuándo debería utilizar el moldeo por inyección para crear un prototipo de plástico?

El moldeo por inyección sigue siendo el método más popular para la producción y creación de prototipos a gran escala, y se usa ampliamente en muchas industrias, incluidas la electrónica de consumo, los electrodomésticos, los dispositivos médicos, la automoción y la industria aeroespacial.

Cómo crear un prototipo de plástico con fundición al vacío

La fundición al vacío es otra herramienta de fabricación que se puede utilizar para producir prototipos de plástico. Esta técnica distinta se realiza en un proceso de tres pasos, comenzando con la producción de su diseño CAD en un modelo maestro, que se puede realizar con impresión 3D o mecanizado CNC. Una vez que se completa el molde maestro, se desarrollan moldes de fundición a base de silicona y se llenan con resinas de fundición en la cavidad del molde. En cuanto a los materiales, la fundición al vacío es compatible con una variedad de materiales que van desde opacos hasta transparentes, así como con muchos colores.

Cada molde puede producir alrededor de 25 prototipos y el tiempo de entrega es de dos semanas en promedio. En resumen, es una forma rápida de convertir su diseño en un prototipo de plástico, acercando el proceso de desarrollo a la producción en masa.

¿Cuándo debería utilizar la fundición al vacío para crear un prototipo de plástico?

Para la producción de prototipos de plástico, la fundición al vacío se utiliza generalmente para pequeñas series de producción, especialmente para objetos como carcasas o carcasas. Esta técnica también se utiliza para modelos visuales o prototipos que no tienen un propósito mecánico. En 3ERP ofrecemos una amplia gama de materiales plásticos para colada al vacío.

Conclusión

En definitiva, encontrar la tecnología y el material de fabricación adecuados es de vital importancia para el éxito de su prototipo de plástico. Nuestro equipo en 3ERP está más que feliz de ayudarlo a encontrar el proceso adecuado para usted, así que contáctenos hoy para obtener más información sobre nuestros servicios de fabricación rápida.