Cómo elegir la forma adecuada para la fabricación de prototipos de aluminio

Las propiedades físicas ideales y la excelente trabajabilidad del aluminio lo convierten en una de las opciones de metal más populares para los diseñadores de productos. Sin embargo, incluso si ha diseñado partes o partes de aluminio, no querrá seguir fabricando estas partes sin construir un prototipo.

El aluminio es el material más utilizado en la producción de prototipos. Las industrias que van desde la industria aeroespacial, médica y automotriz requieren maquinaria y componentes estructurales duraderos. El prototipo de aluminio es fuerte, tiene excelentes capacidades de soldadura y es resistente a la corrosión, por lo que es esencial en las operaciones de fabricación.

Los fabricantes utilizan diferentes técnicas para hacer prototipos de aluminio. Dependiendo de la pieza, la cantidad o la geometría, pueden optar por utilizar la impresión 3D, el mecanizado CNC, el servicio de fundición de aluminio.

Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas. La elección incorrecta puede generar costos elevados de herramientas y fabricación, piezas no funcionales e inutilizables.

Este artículo presenta los métodos de creación de prototipos de aluminio comúnmente utilizados, con la esperanza de ayudarlo a comprender mejor qué método es mejor para su proyecto de creación de prototipos.

¿Qué es la fabricación de prototipos de aluminio?

La fabricación de prototipos de aluminio es un proceso de fabricación rápido a partir de bloques de aluminio. Este proceso involucra diferentes tecnologías y diferentes máquinas para llegar al mejor diseño posible.

Los fabricantes y diseñadores intentan lanzar sus productos finales en el menor tiempo posible. Esto se hace para ahorrar tiempo y dinero. Por lo tanto, se hizo una muestra muy parecida al producto original.

Los productos de aluminio tienen una gran demanda y tienen muchas aplicaciones en diferentes industrias. Antes de producir productos de alto presupuesto, los fabricantes de prototipos de aluminio construyen prototipos que ayudan a refinar el diseño.

Distintas formas de prototipos de aluminio

Método #1:Mecanizado CNC

Procesamiento personalizado basado en archivos de diseño

El mecanizado CNC es uno de los métodos de mecanizado más comunes utilizados para crear prototipos de aluminio. Este proceso de mecanizado se basa en la entrada de la computadora para controlar con precisión la herramienta de mecanizado para eliminar partes de la pieza de trabajo de aluminio y dejar las partes requeridas. Además, como método de fabricación sustractivo, dará lugar a un desperdicio de material. Pero, ¿qué hace que el proceso de mecanizado CNC sea único y cuándo debe usarlo?

El mecanizado CNC proporciona buena calidad, excelente acabado superficial, repetibilidad y es compatible con una variedad de aleaciones de aluminio. ¿más importante? Dado que el proceso de mecanizado CNC comienza con la creación de un modelo CAD en 3D, puede cambiar rápidamente el diseño entre prototipos sin afectar el tiempo de entrega.

El mecanizado CNC es particularmente adecuado para probar y producir prototipos. Usando fresadoras CNC de 4 y 5 ejes, puede crear prototipos complejos que son difíciles de manejar con otros métodos de mecanizado.

Método #2:Impresión 3D

La impresión 3D es otra forma popular de crear prototipos de aluminio, utilizando técnicas de fabricación aditiva para reducir los desechos. La tecnología de sinterización directa de metal por láser (DMLS) se puede utilizar para fabricar prototipos de aluminio impresos en 3D. Aquí, se utiliza un láser de alta potencia para sinterizar las partículas de aluminio en polvo capa por capa para obtener la forma deseada.

Al igual que el proceso de mecanizado CNC, la impresión 3D se basa en modelos CAD 3D para crear con precisión prototipos de aluminio. Su tamaño mínimo de característica oscila entre 0,25 mm y 0,8 mm, lo que permite la fabricación de geometrías complejas con secciones transversales internas complejas. Sin embargo, los prototipos de aluminio impresos en 3D no son baratos y, por lo general, requieren un tratamiento superficial adicional.

La impresión 3D para crear prototipos de aluminio suele ser más cara que el mecanizado CNC. Por lo tanto, la impresión 3D es más adecuada para fabricar piezas pequeñas, especialmente versiones de prueba y prototipos de producción.

Método #3:Casting de inversión

La fundición de inversión, también conocida como fundición de precisión, es un proceso de fundición de siglos de antigüedad que se utiliza para fabricar prototipos de aluminio. Aquí, las piezas de aluminio se fabrican vertiendo aluminio fundido en moldes hechos con modelos de cera. Dado que requiere equipo especializado, el proceso de fabricación de moldes es costoso. Por lo tanto, no es económicamente factible hacer un molde para uno o dos prototipos y es más adecuado para la producción en masa.

La fundición de inversión proporciona un excelente acabado superficial, tolerancias dimensionales estrictas y es compatible con una variedad de aleaciones de aluminio. Además, el desperdicio de material de la fundición de inversión es menor que el del mecanizado CNC. La única desventaja de este proceso es su limitación de tamaño. Si está fabricando piezas de aluminio voluminosas, esta puede no ser su mejor opción.

Ventajas de los prototipos de aluminio

Dependiendo de la pieza, su función y los requisitos de resistencia, se pueden usar diferentes materiales para hacer prototipos. Sin embargo, se prefiere el aluminio por razones estéticas y funcionales. Estos son algunos de los beneficios de elegir prototipos de aluminio.

Excelente rendimiento funcional

Aunque algunos prototipos no tienen efectos mecánicos o funcionales, se deben utilizar otros prototipos. Los prototipos de preproducción, híbridos y funcionales pueden funcionar; por lo tanto, se requiere buena calidad y resistencia. El aluminio se ha convertido en el metal elegido por sus excelentes propiedades.

Mayor resistencia al calor

Si lo comparas con opciones más económicas como el plástico, el prototipo de aluminio es más resistente a temperaturas extremas. Por lo tanto, será menos propenso a la degradación durante el proceso de producción.

Mejor Estética

Ya sea que utilice la impresión 3D o la tecnología de mecanizado CNC, los prototipos de metal se ven mejor. Además, son más atractivos que las piezas de plástico incluso como prototipos no funcionales.

Económico

En comparación con las piezas de plástico, los prototipos de aluminio y las piezas de metal son mucho más baratos. Esto se debe a que las propiedades físicas del metal reducen la frecuencia de reemplazo de piezas. A la larga, esto reducirá los costos de producción.

Exactitud de la prueba

Los prototipos hechos por mecanizado CNC y otros procesos tienen una alta precisión. Además, las aleaciones de aluminio tienen una excelente calidad y pueden producir piezas para probar en el mercado.

Más adecuado para la producción en masa

Una vez que el ingeniero ha realizado el prototipo de aluminio, el cliente puede utilizarlo para la producción. Es más fácil convertir un prototipo de metal en un producto terminado. Sin embargo, si el prototipo está hecho de plástico, no se puede convertir en metal en la producción en masa.

Superfuerza

La aleación de aluminio tiene alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y buena plasticidad. Debido a estas excelentes características, son ampliamente utilizados en la mayoría de las industrias. Por ejemplo, en la industria de la aviación, las piezas de aluminio son muy utilizadas. Debido a esta ventaja, los clientes pueden estar seguros de obtener piezas y prototipos de alta calidad.

Resumen

La creación rápida de prototipos no se realiza de la forma ideal. Necesitan procesamiento y acabado para obtener el resultado final correcto. La ventanilla única en China ofrece todos estos servicios, desde el diseño hasta la tecnología de tratamiento de superficies. El prototipo generado se somete a fresado CNC, torneado CNC, pulido, anodizado, etc. para lograr un prototipo perfecto. Con estos servicios, los usuarios industriales no tienen que llevar sus prototipos a ningún otro lugar.

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