Las mejores guías para hacer un prototipo de plástico

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No podemos imaginar la industria moderna sin plásticos. Los polímeros modernos de grado industrial son fáciles de fabricar y procesar. Tienen una fuerza considerable, gran resistencia a la corrosión y, sobre todo, un peso muy reducido en comparación con cualquier tipo de metal. Eso es lo que los hace tan populares entre los diseñadores industriales. Debido a esa popularidad, las técnicas de creación de prototipos de plástico han estado en racha en estas dos décadas. A ver qué nos pueden ofrecer ahora.

Prototipos de plástico hoy

Durante mucho tiempo, la fabricación de plástico ha sido el dominio de la producción en masa. Había que tener un molde de inyección y la máquina herramienta que inyectaba plástico en el molde. Todo el sistema era muy costoso y cualquier tipo de cambio en el diseño de dicho sistema es muy costoso. Esta es la razón por la cual el metal ha sido el material de creación de prototipos número uno durante mucho tiempo, especialmente desde el rápido desarrollo de los sistemas digitales y, en consecuencia, las máquinas de control numérico por computadora. Sin embargo, eso cambió con la llegada de los procesos de creación rápida de prototipos.

El desarrollo de prototipos plásticos rápidos

El primero de ellos fueron las técnicas de colado de silicona al vacío, que sustituyeron el herramental duro por el blando. Los moldes de silicona son mucho más baratos y fáciles de fabricar.

Los siguientes cambios los trajeron los innovadores procesos de fabricación aditiva que no requerían espacios en blanco ni herramientas. Aparte de eso, ofrecen libertades de diseño inigualables.

Por último, los procesos de mecanizado CNC permitieron la posibilidad de un rápido moldeo por inyección de plástico. Los moldes intercambiables de aluminio que tienen una mejor capacidad de fabricación en comparación con el acero instrumental pueden reducir el tiempo de entrega de las herramientas hasta en un 60 %. Además de eso, cambiar la cavidad de un molde de aluminio es mucho más fácil que el de acero tratado térmicamente.

Los beneficios de implementar prototipos rápidos de plástico

• Coste del prototipo de plástico. Los materiales plásticos suelen tener una baja temperatura de fusión, buena capacidad de mantenimiento y, en general, son fáciles de procesar. Esto hace que la producción de prototipos de plástico sea bastante barata. Si no tiene un gran presupuesto, básicamente puede comprar un poco de silicona, verterla sobre un modelo maestro (hecho manualmente si lo desea), esperar y moldear las piezas en casa.
• Durabilidad . Los materiales plásticos tienen una gran durabilidad. Tienen buenas propiedades de estabilidad, resistencia a la fatiga y fricción. Sin embargo, debe tratar de mantenerlos alejados de las luces ultravioleta y las bajas temperaturas, ya que algunos polímeros se vuelven quebradizos en tales condiciones.
• Fiabilidad . Los procesos de creación de prototipos de plástico están bien desarrollados. Hay muchos servicios profesionales de moldeo por inyección que emplean este tipo de técnicas todos los días. Si tiene dudas sobre la elección del mejor método y la forma de ejecutarlo, siempre puede consultar con los profesionales.
• Reciclabilidad . La era en la que la contaminación plástica ha sido el mayor problema ecológico se ha ido. Los plásticos industriales modernos están diseñados para ser reciclables, su producción sin mayores residuos nocivos.
• Tiempo de entrega . Los procesos modernos de creación rápida de prototipos son perfectos para la fabricación de lotes de piezas de plástico de bajo volumen. En algunos casos, puede obtener su prototipo en una sola semana haciendo un pedido a los servicios de moldeo por inyección. Todo eso se debe al hecho de que la creación de prototipos de plástico requiere muy poco procesamiento posterior.

Dónde pueden ayudar los prototipos de plástico

Las piezas prototipo de plástico no solo se utilizan para crear utensilios de cocina y electrodomésticos. Tienen muchos más usos. Por ejemplo, muchos productos de grado médico están hechos de plástico, ya que algunos polímeros se combinan bien con el tejido humano y son muy livianos. Las piezas de plástico transparente se utilizan mucho en la iluminación de automóviles. Son menos frágiles que el vidrio. Una gran cantidad de plásticos brindan un buen aislamiento o piezas de aislamiento térmico, por lo que si el producto tiene algunas superficies que se calientan o están bajo alto voltaje, las manijas y las cubiertas de plástico garantizan la seguridad del usuario. Debido a sus buenas cualidades de fricción, algunos polímeros se utilizan para fabricar rodamientos económicos y eficientes.

Los 4 tipos principales de opciones de creación rápida de prototipos de plástico

Con los rápidos avances en la industria manufacturera, fundición, impresión 3D, moldeo por inyección y mecanizado CNC. Estas tecnologías que se basan en herramientas de creación de prototipos basadas en CAD 3D de giro rápido se han utilizado ampliamente en piezas de plástico.

1.Técnicas de fundición para la fabricación de prototipos de plástico

La fundición de silicona es un gran proceso para la fabricación de prototipos de plástico en lotes pequeños, ya que requiere un modelo maestro (una muestra) para crear los moldes. Por lo general, suspende el modelo maestro sobre un tanque vacío. Luego, agrega algunos elementos tecnológicos (generalmente también plástico) al modelo, como el canal para verter plástico, ventilación, etc. Después de eso, vierte silicona líquida en el tanque, espera hasta que esté sólida y, a veces, la cura en el horno. Divide el molde por la mitad y está listo para producir hasta 25 piezas de plástico. No son necesarias inversiones de capital

2. Cómo utilizar la impresión 3D para la creación de prototipos de plástico

La fabricación aditiva o, como suele llamarse, la impresión 3D es un proceso comparativamente innovador de fabricación de diferentes piezas. Lo que define a la impresión 3D es el cambio de masa. El espacio en blanco suele ser más grande que la parte final. Sin embargo, es completamente diferente para el AM. La parte en blanco es polvo o un hilo delgado. Se administra a la placa base de la impresora capa por capa y se sinteriza o cura para copiar la sección transversal actual de la pieza. Desde su invención en la década de 1980, AM ha dado un gran paso. La precisión, el acabado superficial, la elección del material y el tiempo de entrega de la fabricación aditiva.

Sinterización selectiva por láser (SLS)

La sinterización selectiva por láser es el primer proceso entre las muchas técnicas de fabricación aditiva utilizadas para la creación rápida de prototipos de plástico. Es el tipo de proceso Aditivo más universal que se puede utilizar para prácticamente cualquier tipo de material. Entre ellos están, por supuesto, los plásticos. No requieren mucha potencia láser para ser sinterizados y la principal ventaja de esparcir polvo sobre la placa base es que sirve como estructura de soporte para los elementos que sobresalen hasta cierto punto.

Modelado por deposición fundida (FDM)

FDM es el proceso aditivo más barato y fácil disponible para fabricar prototipos de plástico. Muchos aficionados crean impresoras 3D FDM en casa. FDM utiliza materia prima en forma de hilo de plástico que se licua y se deposita sobre la placa en la forma de la sección transversal actual de la pieza. Las estructuras sobresalientes se sostienen con otro material, un tipo de plástico más frágil que se quita fácilmente. En general, FDM es el proceso más económico que produce el peor acabado superficial y calidad y requiere más procesamiento posterior si la estética es importante.

Estereolitografía (SLA)

SLA es considerado el padre de todos los procesos de impresión 3D. También es el proceso con la mejor calidad de las piezas. El acabado de la superficie es casi perfecto y la precisión solo está limitada por el diámetro de la luz UV/láser. El proceso se usa ampliamente para fabricar modelos maestros para futuras fundiciones y prototipos en lo que respecta a la estética. SLA, sin embargo, es el proceso más caro ya que el polímero líquido es muy caro y hay que verter una cantidad considerable en el tanque. Otro problema con SLA son las estructuras de soporte. Solo pueden fabricarse con el material del modelo y deben retirarse mecánicamente. Eso puede dejar manchas en la superficie que deben ser procesadas posteriormente.

Impresión Multijet (MJP)

La impresión Multijet es una de las opciones populares para prototipos hechos de plástico, ya que tiene muchas de las ventajas que ofrece FDM y carece de algunas desventajas del proceso SLA. El punto de MJP es derretir el plástico crudo en gotas y emitirlas desde la boquilla de la impresora en el contorno requerido. La ventaja de MJP es que la calidad de las piezas es similar a SLA, pero no es necesario llenar un tanque completo de polímero líquido y pensar qué se va a hacer con el resto. MJP es el único proceso multicolor entre los mencionados también.

Postprocesamiento de prototipos impresos en 3D

A pesar de los logros en el área de Fabricación Aditiva, en muchos casos, las piezas plásticas requieren algún tipo de posprocesamiento. Los métodos más extendidos incluyen el mecanizado, el pulido y los procesos químicos. La primera técnica es bastante simple. Instala la pieza fabricada en una máquina herramienta y la procesa con un molino. El pulido es un proceso familiar. Utiliza una pasta especial y un instrumento de pulido para conseguir un acabado superficial perfecto. Los procesos químicos incluyen procesamiento y recubrimiento con acetona. El primero de ellos utiliza acetona gaseosa para derretir la superficie de la pieza y hacerla más suave. El proceso es muy eficiente pero es adecuado para un número limitado de polímeros. El revestimiento es más universal. Básicamente, cubre la pieza con pintura o algún otro elemento para aumentar la calidad de la superficie.

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3. Cómo crear un prototipo de plástico con moldeo por inyección rápida

El moldeo por inyección de plástico rápido es una variación de la tecnología convencional de fabricación de moldes por inyección. La principal diferencia está en los detalles. Por ejemplo, los moldes rápidos tienen más juntas. La cavidad del molde está conectada a la base. Entonces, si necesita modificar el diseño, puede quitar la cavidad y cambiarla sin cambiar ningún otro elemento. Esto reduce la precisión pero aumenta la flexibilidad. Además de eso, en lugar de acero endurecido, que es apto para millones de iteraciones, se utilizan aleaciones de aluminio. Son menos duraderos, claro, pero su capacidad de fabricación es hasta 5 veces mejor. Todas las modificaciones permiten utilizar el moldeo por inyección de plástico incluso para prototipos. Sin embargo, es recomendable utilizarlo para trabajos de la más alta calidad, ya que el proceso sigue siendo bastante costoso.

4. Cuando se utiliza el mecanizado CNC para crear piezas de plástico

Cuando se trata de componentes de plástico y metal mecanizados, muchos fabricantes de prototipos de plástico utilizan el mecanizado CNC para pruebas de forma, ajuste y funcionamiento de piezas de plástico, debido a sus ventajas en el ámbito de la creación de prototipos. Con la mejora de la selección de materiales de grado de producción que trae el mecanizado, en Wayken, usamos prototipos CNC para crear prototipos de plástico y piezas de metal, lo que le permite a su equipo de diseño simular de cerca la apariencia y función del producto final mientras refleja la validez del trabajo de ensamblaje. y dar el tiempo y el espacio válidos para modificar y optimizar el diseño.

El futuro de la tecnología de creación rápida de prototipos de plástico

En el futuro, la mayoría de los profesionales predicen que la fabricación aditiva ocupará una parte aún mayor del mercado de creación de prototipos. Es, después de todo, perfecto para el caso. Si se realizan algunos desarrollos más para aumentar la velocidad de impresión y la calidad de la pieza. La porosidad también es un tema actual. Se está investigando mucho para superar las imperfecciones de la impresión 3D y es probable que AM sea la opción perfecta para la creación de prototipos de plástico en la próxima década si no se inventa algún otro proceso innovador. Si desea obtener más información, puede encontrar nuestras capacidades de mecanizado de plástico.