Cómo Construir un Prototipo de Filtro de Agua: Prueba de Concepto Paso a Paso

Un cliente nos contactó sobre hacer un filtro de agua, que podría contener unos 10 galones de agua. La mayoría de los componentes deberían ser policarbonato transparente en producción, pero el material del prototipo podría ser cualquier plástico transparente. El cliente espera hacer el prototipo lo más barato posible. Además, el objetivo principal de hacer el prototipo es probar si el filtro de agua funciona o no, la estética no es tan importante.

Sobre materiales

Los materiales disponibles para prototipos transparentes son policarbonato incoloro, acrílicos incoloros usados para mecanizado CNC, poliuretano incoloro usado para vaciado al vacío, y resina fotosensible incolora usada para Estereolitografía (impresión 3D).

Consideración

PC/PMMA incoloros se usan usualmente cuando los requisitos estéticos son altos, o una pieza necesita ser probada ópticamente, como lentes automotrices, especialmente piezas PMMA, podrían tener una rugosidad superficial de Ra 0.025-0.05μm. Sin embargo, a veces, cuando una pieza es demasiado grande para máquinas CNC, esta pieza necesitará dividirse y pegarse. Aunque piezas de PC/PMMA transparentes unidas con pegamento UV apenas afectan la estética de la pieza, cuando se trata de piezas que necesitan contener agua, el área pegada podría no ser lo suficientemente fuerte. Para asegurar que la pieza que contiene agua resista bien, es mejor hacer la pieza monolítica.

Para prototipo de filtro de agua: Vaciado al vacío o impresión 3D

El poliuretano incoloro usado para vaciado al vacío también es una forma ideal de hacer la pieza transparente. Las piezas transparentes de vaciado al vacío pueden hacerse casi ópticamente claras. Usamos mucho este material y proceso para hacer lentes automotrices también. El vaciado al vacío también se llama moldeo de silicona. Un molde de silicona en un proceso de vaciado al vacío puede reutilizarse unas 15 veces, lo que significa que desde la segunda pieza hasta la decimoquinta, no habrá costo por el molde. Por lo tanto, el vaciado al vacío es a menudo el método más rentable cuando la cantidad es superior a 2 y menos de 100 piezas. Dado que el cliente solo necesita 1 prototipo y lo quiere lo más barato posible, el vaciado al vacío no es el mejor método aquí.

La otra forma de hacer un prototipo transparente es por Estereolitografía (impresión 3D). El único material disponible es resina fotosensible. Generalmente, la impresión 3D podría hacer piezas bastante grandes. En este caso, si se usa impresión 3D, los componentes no necesitarán dividirse en varias piezas y pegarse. Los componentes pueden imprimirse como monolíticos, a diferencia del método de mecanizado CNC, en el que la mayoría de los componentes tendrán que dividirse y pegarse, y hay algunas áreas que las fresas de extremo CNC no podrían alcanzar. Las piezas transparentes hechas por impresión 3D serán mucho menos claras que las piezas de poliuretano y PC/PMMA, a veces burbujas claras podrían ocurrir dentro de las piezas transparentes durante el proceso. Después del cálculo, encontramos que el método de impresión 3D es el más barato. El cliente eventualmente eligió este método.

Después de que los componentes del filtro de agua se hacen por impresión 3D, el cliente los ensambló, y funcionó como se esperaba. El cliente está considerando proceder con la producción en masa del filtro de agua.