Elegir el mejor proceso de creación rápida de prototipos

La “creación rápida de prototipos” (RP) se refiere a la fabricación rápida de productos físicos utilizando el diseño asistido por computadora (CAD) durante la fase de diseño del ciclo de vida del producto. Se puede utilizar durante todo el proceso de diseño, desde la creación del concepto hasta la prueba final. La creación rápida y eficaz de prototipos ayuda a los ingenieros a evitar posibles errores desde el principio, mejora la calidad general de un producto y acelera la velocidad de comercialización. La creación rápida de prototipos también puede reproducir rápidamente geometría compleja directamente desde un archivo CAD sin necesidad de herramientas.

Hay dos tipos de prototipos:baja fidelidad y alta fidelidad. Los prototipos de baja fidelidad son maquetas aproximadas que se utilizan en las primeras etapas del ciclo de diseño para ayudar a los diseñadores e ingenieros a comprender la forma y la función de un concepto, lo que les permite mejorar rápidamente los diseños. Los prototipos de alta fidelidad son representaciones casi exactas de un diseño final, que se utilizan para validar el rendimiento, la apariencia y la ergonomía del producto.

La creación rápida de prototipos es uno de los principales beneficios de los aditivos, pero es difícil saber qué tipo de impresión 3D usar. Para aliviar la presión de seleccionar un proceso de creación rápida de prototipos para un producto determinado, hemos desglosado seis de los métodos más comunes.

Modelado por Deposición Fundida (FDM)

Durante el modelado por deposición fundida (FDM), una boquilla de impresión calentada funde material termoplástico como policarbonato o ABS dentro de su cilindro y luego extruye el material licuado, capa por capa, a lo largo de una trayectoria establecida. FDM ha existido durante muchos años y es una de las tecnologías de creación de prototipos más comunes porque es fácil, seguro de usar y puede producir piezas relativamente resistentes a un precio de moderado a bajo.

Desafortunadamente, FDM no es conocido por su integridad estructural. El proceso a menudo produce piezas que son porosas, tienen una resistencia no uniforme y tienen una capacidad de prueba funcional limitada. FDM también es más lento que la estereolitografía o la sinterización selectiva por láser. Aún así, los ingenieros deberían considerar FDM como una opción viable durante la etapa de desarrollo del producto, ya que proporciona un medio rentable para la creación rápida de prototipos.

Estereolitografía (SLA)

La estereolitografía (SLA) es la opción probada y verdadera de creación rápida de prototipos para muchos equipos de diseño e ingeniería. Durante este proceso, un láser de luz ultravioleta controlado por computadora rastrea cada corte 2D de una pieza en la plataforma de construcción, curando una resina de fotopolímero líquido. Cada capa completa se adhiere a la siguiente y el proceso se repite hasta que se forma una pieza completa. Es rápido, asequible y ampliamente disponible. Los prototipos SLA se utilizan comúnmente para modelos y dispositivos médicos.

Dado que SLA no requiere resinas de grado de ingeniería, los prototipos fabricados mediante este proceso tienden a ser más débiles y no aptos para pruebas extenuantes. Además, los rayos UV pueden degradarse con el tiempo y cuando se exponen a la humedad. Sin embargo, las piezas SLA tienen un acabado superficial mucho mejor que las FDM debido a la mayor resolución del láser y la apariencia reducida de las líneas de capa. Los ingenieros deben considerar la creación de prototipos con SLA para piezas de uso limitado con diseños intrincados o requisitos de superficie más altos.

Síntesis de luz digital (DLS)

La síntesis de luz digital (DLS) de Carbon utiliza un proceso fotoquímico para construir piezas. La luz se proyecta a través de una ventana permeable al oxígeno y hacia abajo en una tina de resina curable con UV. Luego, un dispositivo digital proyecta una secuencia de imágenes UV en la resina, la pieza se solidifica capa por capa y se forma la pieza completa. La pieza impresa se cuece en un horno de convección forzada y la aplicación de calor le da a las piezas impresas DLS sus excepcionales propiedades mecánicas.

Este proceso es ideal para desarrollar prototipos de alta fidelidad y piezas isotrópicas pequeñas porque el proceso de impresión es continuo. Las piezas impresas con DLS son similares en resistencia y propiedades mecánicas a las piezas producidas mediante moldeo por inyección. DLS también es compatible con una amplia variedad de materiales de grado industrial, lo que lo hace ideal para múltiples iteraciones de piezas.

Sin embargo, DLS no es el mejor proceso de creación de prototipos para imprimir piezas más grandes que la palma de la mano y es posible que los ingenieros tengan que repensar sus diseños para tener en cuenta los soportes de este proceso. Además, suele ser más caro que otros procesos de creación de prototipos disponibles y no tiene un gran volumen de construcción.

Sinterización selectiva por láser (SLS)

La sinterización selectiva por láser (SLS) utiliza un potente láser controlado por computadora para sinterizar múltiples capas de material en polvo, generalmente a base de nailon, en un sólido. Además del nailon, SLS es compatible con polvos elastoméricos de TPU que son mecánicamente similares a los termoplásticos. Este rápido proceso de creación de prototipos es particularmente adecuado para crear piezas de hardware para automóviles.

Los prototipos construidos con SLS son más resistentes, más duraderos y más adecuados para las pruebas funcionales que los construidos con SLA. Este proceso también es más versátil que el SLA, ya que se puede realizar utilizando una amplia variedad de materiales manteniendo una resistencia uniforme. Sin embargo, los productos impresos con SLS son porosos, menos detallados, más caros y tardan más en producirse.

Fusión multichorro (HP MJF)

Multi Jet Fusion (HP MJF) es una tecnología de lecho de polvo que crea secciones transversales 2D utilizando cabezales de inyección de tinta para depositar un agente de fusión en una capa de polvo que luego se fusiona con una lámpara infrarroja. Luego, las piezas se extraen de la caja de construcción y se chorrean para eliminar el exceso de polvo.

HP MJF es rápido, unos tres días más rápido en promedio que SLS. Este proceso puede producir prototipos funcionales, químicamente resistentes y altamente densos en tan solo un día. Esto lo hace ideal para aplicaciones herméticas, recintos y otros prototipos que tienen ensamblajes complejos. Los prototipos también se pueden hacer a todo color, lo que permite a los diseñadores probar también la estética de un producto. Sin embargo, HP MJF solo se puede usar con nailon PA12 y no promete una alta precisión cuando se trata de crear funciones pequeñas.

PolyJet

Durante el proceso de impresión PolyJet, un cabezal de impresión rocía una capa de resina de fotopolímero sobre una matriz de gel y procede a curar la resina bajo luz ultravioleta. Esto produce capas de material ultrafinas e increíblemente suaves que pueden dar a su prototipo un acabado superficial superior. Además, el cabezal de impresión puede expulsar gotas de diferentes materiales, lo que le permite crear prototipos de varios materiales en una sola impresión.

Sin embargo, PolyJet comparte muchas de las vulnerabilidades de SLA. Los prototipos construidos con este proceso no son muy fuertes y pueden degradarse debido a la sensibilidad a los rayos UV. Aún así, si los ingenieros buscan un proceso de creación de prototipos rápido que sea compatible con muchos materiales y produzca una impresión elegante de alta resolución, PolyJet puede ser una opción adecuada.

Construya mejores prototipos con el asesoramiento de expertos

Elegir el mejor proceso de creación rápida de prototipos puede resultar abrumador. Al equilibrar las restricciones presupuestarias, el cronograma, los requisitos físicos y otros factores críticos, los ingenieros pueden comenzar a concentrarse en el proceso rápido de creación de prototipos que sea mejor para su proyecto. Asociarse con un socio de fabricación experto puede ayudarlo a asegurarse de que está tomando la decisión correcta.

Si está buscando el socio adecuado para optimizar no solo su proceso de creación rápida de prototipos, sino también cada fase de su proyecto de fabricación, recurra a Fast Radius. Nuestro equipo de expertos aporta años de experiencia y puede elevar sus operaciones desde el concepto hasta la entrega, garantizando que termine con un producto de calidad inigualable. Contáctenos hoy para obtener una cotización.

Para obtener más información sobre los procesos de fabricación aditiva que ofrecemos y lo que puede crear con cada uno, consulte los artículos relacionados en nuestro centro de recursos.

¿Listo para fabricar tus piezas con Fast Radius?

Inicia tu cotización