Dentro de las diferentes técnicas más utilizadas en la industria para llevar a cabo la fabricación por prototipado rápido, estas pueden clasificarse según el método de desarrollo tecnológico. Para fines de la página, se presentan los siguientes.
Prototipado rápido con impresión 3D
Para fines prácticos, el método actual más avanzado y rápido es la impresión en tres dimensiones. Gracias al avance tecnológico en cuanto a impresoras y materiales de impresión se tiene diferentes posibilidades de actuación.
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Estereolitografía (SLA)
El proceso de fabricación de piezas por SLA se alcanza con la adición de capas finas que son curadas mediante la exposición del rayo láser ultravioleta, así dicha capa figura en una sección transversal del objeto, resultando en una capa adherida y solidificada a la capa anterior. Es la técnica más antigua y una de las tecnologías más utilizadas para modelos de plástico en el prototipado rápido.
En la Figura 1, se puede apreciar el acabado de un modelo fabricado por SLA en Pintura transparente cosmética fabricado por la empresa Materialise.
Figura 1. Estereolitografía – Pintura transparente cosmética (TuskXC2700T). Imagen recuperada de https://www.materialise.com/es/academy-manufacturing/resources/tipos-de-acabados/estereolitografia
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Sinterización láser selectiva (SLS)
Este proceso de fabricación tiene como base la tecnología de fusión de polvo, donde se utiliza un láser para sinterizar las pequeñas partículas de polímero en polvo y convertirlo en una estructura sólida basada en un modelo 3D. La característica de este tipo de tecnología de prototipado rápido es tener piezas impresas con un acabado en superficie de tipo granuloso, haciendo a un lado los acabados con líneas de capa visibles. Si se desea tener una superficie más lisa, se sugiere someter las piezas a una etapa de pulido.
Figura 2. Férula para la mano diseñada con un complejo patrón para reducir el peso, utilizando impresión 3D SLS. Imagen recuperada de https://formlabs.com/latam/blog/que-es-sinterizado-selectivo-laser/
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Deposición de material fundido (FDM)
La fabricación de piezas por esta técnica consiste en agregar capas de material fundido hasta conformar la pieza. Este tipo de técnica de prototipado rápido es considerada de bajo costo, lo que la hace entre las favoritas para la fabricación de piezas en producciones a pequeña escala. Entre los materiales de impresión más populares se encuentran el PLA (Ácido poliacético) y el ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno). Como inconveniente comparativo, este proceso presenta resistencias y acabados de las piezas resultantes en menor calidad respecto al resto de las técnicas mencionadas.
Figura 3. Impresión del logo de Pumas UNAM en material PLA en la FES Cuautitlán.
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Polyjet
Para este tipo de prototipado rápido en 3D se tiene un proceso similar a la inyección de tinta en papel, con la diferencia de sustituir a la tinta por la inyección de capas de fotopolímero líquido el cual es curado por laser en una bandeja de construcción. Esta técnica es muy utilizada para piezas donde se desea mostrar la estética del producto.
Prototipado rápido con corte láser
El proceso de prototipado rápido utilizando tecnología de corte por láser se basa en el corte sin contacto de materiales metálicos y no metálicos en distintos grosores. La técnica consiste en cortar piezas con un rayo láser, el cual incide en un punto del material elevando la temperatura de este a tal grado que se funda o se evapore, esto es, el rayo láser atraviesa el material y así comienza el proceso de corte. De sus ventajas, se pueden mencionar la gran calidad de corte en las piezas, una anchura de corte mínima y un ahorro considerable en los costos de producción.
Prototipado rápido con CNC
Por último, el proceso de fabricación por CNC es una técnica de prototipado rápido bastante utilizada en la industria para el mecanizado de piezas. En este proceso de fabricación, las piezas se obtienen por el corte o desbaste en el material. Está técnica permite el mecanizado en alta precisión que máquinas convencionales no logran realizar, como lo es el torno, la fresa o la cepilladora.
Figura 4. Centro de mecanizado vertical Chevalier 1418VMC-40 en la FES Cuautitlán.
Hay que tener en cuenta que la elección del prototipado rápido en sus diferentes técnicas, nos asegura la optimización de la pieza final, así como la reducción de costos de fabricación durante el prototipado de la misma o en la producción en serie de cierto lote. Por nuestra parte, el interés de nuestra página se centra en el prototipado rápido CNC e impresión 3D.