Prototipado Rápido: De Innovación de Nicho a Solución Estándar de la Industria

Prototipado Rápido: De Tecnología Oscura a Servicio Principal

No tanto tiempo atrás, tanto el prototipado rápido como la fabricación rápida parecían términos de ciencia ficción. Hoy, ambos son altamente utilizados y presentan una forma estándar de producir piezas de manera rápida y rentable.

Desde impresoras 3D a máquinas de microfabricación láser, el prototipado rápido ha adoptado muchas formas principales. Los conceptos matemáticos que llevaron a esta tecnología fueron ideados por el Profesor Herb Voelker, quien investigó ciencia computacional y modelado sólido en los 70s y estudió herramientas de máquina y programación numérica en los 80s. Los principios se aplicaron a una técnica de fabricación, sinterizado selectivo por láser, en los 90s por Carl Deckard. Así comenzó la senda evolutiva tecnológica que llevó a impresión 3D, microfabricación láser y prototipado rápido de productos.

Hasta recientemente, estos conceptos eran desconocidos para el público. Hoy, impresoras 3D simples están en tiendas de consumo. El Presidente Barack Obama elogió las capacidades, potencial revolucionario y disponibilidad de máquinas de prototipado rápido en su discurso del Estado de la Unión 2013. La tecnología ya no es oscura. Varias técnicas existen ahora: estereolitografía, mecanizado CNC, inyección, conformado de chapa, extrusión de aluminio y plástico, y muchas más.

Muchos procesos actuales involucran modelo CAD 3D. A menudo se convierte en modelo de estereolitografía y se corta digitalmente en secciones transversales. Geometría detallada analiza estas capas y traduce datos en acciones mecánicas que forman objeto físico.

El prototipado rápido permite a empresas desarrollar y testear iteraciones iniciales de productos rápido. El concepto no se limita a prototipos. Muchos productos de uso final se fabrican así gracias a técnicas como sinterizado selectivo por láser, altamente preciso. Herramientas de micromecanizado y microfabricación se mejoran con láseres de femtosegundo de alta velocidad. Pueden calentar área muy pequeña (1 micrómetro) sin cambiar áreas circundantes. La ultra-alta precisión se ve ayudada por sistemas complejos de control óptico y de movimiento sincronizados y software especializado.

Técnicas como micromecanizado láser ablativo han madurado tanto que son aptas para producción industrial principal. La fabricación rápida se usa para hacer boquillas de inyectores de combustible y otras piezas automotrices, y OLEDs para electrónica de consumo. La micromanufactura también ocurre en 3 dimensiones. La micromanufactura aditiva permite construir microestructuras capa por capa sin remover material de objeto sólido. Uso de material más eficiente posible, beneficiando fabricantes de electrónica, biomédicos y estructuras decorativas. Los sistemas microelectromecánicos también se producen más rápido.

El prototipado rápido y fabricación son, por tanto, principales en el mundo tecnológico acelerado de hoy. Las herramientas para ser productivo, eficiente y competitivo están disponibles para fabricantes. Hace apenas décadas, el trabajo de expertos comenzó que llevó a procesos de prototipado de productos optimizados usados en muchas industrias hoy.