En Boyan, ocasionalmente incursionamos en la creación rápida de prototipos, aunque no es nuestro negocio principal. Contamos con socios habituales que se encargan de este aspecto, lo que ahorra tiempo a nuestros clientes al buscar proveedores adecuados de impresión 3D y garantiza un servicio más rápido y fiable.
Los principales objetivos de la impresión 3D en nuestro contexto son:
1. Verificación del diseño y confirmación de la funcionalidad:
Antes de iniciar la producción del molde, utilizamos la impresión 3D para confirmar que el diseño no tiene errores y cumple los requisitos funcionales previstos. Esto constituye la mayor parte de nuestro trabajo de impresión 3D, sirviendo principalmente como comprobación final antes de comenzar la fabricación del molde.
Ejemplo 1
Se trata de un conector de plástico que hemos diseñado para unir dos perfiles de aluminio. Incorpora un mecanismo de encaje a presión, lo que significa que sufrirá una importante fuerza de compresión durante el montaje. Por lo tanto, optamos por imprimir esta muestra utilizando material de nailon debido a su mayor resistencia en comparación con otros plásticos.
Sin embargo, la resiliencia del encaje a presión es algo menor que la del nailon genuino. No obstante, sigue cumpliendo nuestras expectativas y requisitos.
Ejemplo 2
En este ejemplo, podemos ensamblar los distintos componentes y comprobar si están apretados o flojos, así como asegurarnos de que el encaje a presión funciona según lo previsto.
2. Prototipos de presentación:
Utilizamos prototipos impresos en 3D para demostraciones internas y externas con el fin de seguir explorando posibles mejoras o evaluar si continuar o poner fin a un proyecto. Tras la impresión, la continuación del proyecto sigue siendo incierta.
3. Producción de pequeños lotes:
Este enfoque, que suele oscilar entre 50 y 150 piezas, pone a prueba la receptividad del mercado al tiempo que ahorra en costes de molde. Es crucial evaluar si la inversión es rentable, ya que puede rivalizar con el coste de producción del molde. La diferencia clave radica en que el ciclo de producción es mucho más corto. Además, la elección del material -teniendo en cuenta las propiedades mecánicas y la vida útil- es vital. Aunque la resina de fotopolímero estándar no siempre es adecuada, materiales como el nailon son más comunes, aunque su variedad es limitada y su coste más elevado.
4. Utilización como herramientas de inspección:
Los productos impresos con resina de fotopolímero pueden alcanzar una precisión de +/- 0,1~0,2 mm, lo que los hace idóneos para su uso como plantillas de inspección. Este enfoque permite verificar superficies tridimensionales complejas con respecto a los diseños iniciales. Además, el coste de la impresión 3D de estas herramientas es significativamente inferior al del mecanizado CNC. Esto significa que pueden utilizarse eficazmente como herramientas de inspección con una precisión ligeramente inferior y una vida útil más corta, pero a un coste mucho menor.
Ejemplo 3
En este ejemplo, utilizamos una muestra impresa en 3D para verificar si el contorno tridimensional de las piezas moldeadas por inyección coincide con la curvatura de diseño prevista. Primero necesitamos diseñar la forma de este dispositivo de inspección, que se desarrolla mediante ingeniería inversa a partir de la superficie curva 3D del producto.
Una vez fabricado el producto de plástico, lo encajamos en la plantilla, utilizando las manos para calibrar el ajuste e inspeccionando visualmente para asegurarnos de que el contorno se alinea perfectamente.
En resumen, la impresión 3D desempeña un papel versátil en la creación rápida de prototipos, desde la verificación del diseño hasta las pruebas de mercado. Gracias a la colaboración con nuestros socios profesionales, ofrecemos soluciones de impresión 3D completas y eficientes a nuestros clientes.
5. Estructuras de soporte para corregir deformaciones：.
En ocasiones, los productos de plástico pueden deformarse o alabearse. Una solución habitual es utilizar estructuras de soporte en el interior del producto inmediatamente después del moldeo por inyección para contrarrestar la deformación. Una vez retirados los soportes, el producto puede alcanzar un estado liso.
Estas estructuras de soporte deben diseñarse con una forma curva tridimensional para ajustarse bien a las paredes laterales del producto, evitando contactos puntuales localizados que podrían dejar marcas. Los métodos convencionales de mecanizado CNC para tales diseños serían costosos, pero utilizar impresión 3D reduce significativamente el costo.
Ejemplo 4
Por ejemplo, en el producto plástico que se muestra a continuación, la pared lateral de un lado se hunde después del moldeo por inyección, mientras que el otro lado permanece plano. Considerando esto, hemos diseñado una estructura de soporte para dar forma efectiva al producto.
Los materiales que utilizamos para la impresión 3D
En realidad, aunque hay numerosos materiales disponibles para la creación rápida de prototipos y la impresión 3D, muchos de ellos no están muy extendidos o son bastante caros. Por lo tanto, teniendo en cuenta el coste y la disponibilidad, actualmente solo utilizamos los cuatro tipos de materiales siguientes:
1. Resina fotopolímera: Este es un material de impresión 3D ampliamente utilizado, preferido por su rendimiento general equilibrado. Las piezas impresas con resina fotopolimérica tienen una superficie lisa, una resistencia decente y una resistencia térmica moderada, todo a un costo relativamente bajo. Sin embargo, tiene sus desventajas: puede no ser lo suficientemente resistente bajo carga sostenida, puede deformarse bajo estrés prolongado y podría decolorarse con el tiempo.
2. NailonConocido por su mayor resistencia, que según se informa alcanza el 60-80 % de la del nailon moldeado por inyección. Sin embargo, la resistencia real puede variar según las condiciones de cada fábrica, como el equipo utilizado, los materiales de producción y los procesos de fabricación. El nailon tiene una superficie notablemente texturizada con granos y líneas visibles, y también es algo más costoso.
3. PMMA (Acrílico): Se utiliza principalmente para piezas que requieren transparencia. Sin embargo, su transparencia no es tan alta como la de las piezas transparentes moldeadas por inyección, con cierta irregularidad superficial y un aspecto mate.
4. Silicona, TPU y otros materiales de goma blanda: Estos materiales son muy prácticos y ofrecen soluciones de creación rápida de prototipos para productos de goma blanda. Emulan las propiedades de los materiales de goma blanda tradicionales en cierta medida y son adecuados para aplicaciones que requieren suavidad y elasticidad.
En general, nuestra selección de materiales de impresión 3D tiene como objetivo equilibrar el rendimiento, el costo y la versatilidad en la aplicación. Al elegir cuidadosamente materiales adecuados para necesidades específicas, podemos satisfacer eficazmente las demandas de nuestros clientes en la creación rápida de prototipos y la producción de lotes pequeños.
Tabla exhaustiva de tecnologías y materiales de prototipado rápido
Con el rápido avance de las tecnologías de creación de prototipos (incluida la impresión 3D y otras) y la variedad cada vez mayor de materiales disponibles, a menudo no es necesario tener un conocimiento profundo de cada uno. Un conocimiento general suele ser suficiente.
Para ofrecer una referencia más concisa y clara, hemos elaborado una tabla en la que se enumeran los procesos de prototipado rápido más comunes disponibles actualmente en el mercado, junto con sus materiales correspondientes y las formas de estos materiales. De este modo, nuestros clientes y socios pueden acceder rápidamente a la información esencial y tomar decisiones más eficaces adaptadas a sus necesidades específicas.
| Tecnología de prototipado rápido | Materiales correspondientes (sólo plásticos) | Forma del material |
|---|---|---|
| Modelado por deposición fundida (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filamento |
| Estereolitografía (SLA) | Resina fotopolímera | Resina líquida |
| Sinterización selectiva por láser (SLS) | Nylon, poliestireno | Polvo |
| Procesamiento digital de la luz (DLP) | Resina fotopolímera | Resina líquida |
| Modelado por deposición fundida (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filamento |
| Impresión PolyJet | Resinas fotopolímeras diversas (flexibles, rígidas) | Resina líquida |
| Impresión 3D con lecho de polvo y cabezal de inyección de tinta | Polvo de metal, polvo de plástico (incluido PMMA), polvo de cerámica | Polvo |
| Binder Jetting (para plásticos) | Acrílico, nailon | Polvo |
| Mecanizado CNC (para prototipos) | ABS, Policarbonato, Acrílico, Nylon | Bloque macizo |
| Fundición en vacío | Resina de poliuretano (imitación de varios plásticos) | Resina líquida |
Resumen
En resumen, aunque la creación rápida de prototipos no es nuestro negocio principal, somos capaces de proporcionar estos servicios a través de nuestros proveedores de confianza. Este artículo describió los materiales clave disponibles y ofreció ejemplos para una comprensión rápida. Si requiere estos servicios, no dude en contactarnos.
Preguntas frecuentes
Puede utilizar los formatos de archivo STL, STEP o X_T. También se pueden utilizar algunos otros formatos, pero convertirlos a estos suele ser más seguro.
Generalmente, oscila entre $0,1-0,15 por gramo. Cuanto más pequeño es el producto, mayor es el precio unitario.
Hay muchos tipos de nailon para impresión 3D, incluidos los que tienen y no tienen fibra de vidrio. El primero es más caro. Por lo general, sus precios oscilan entre $0,25-0,35 por gramo.
Como se desprende de los precios unitarios mencionados anteriormente, el precio unitario de la impresión 3D es más elevado, pero no hay costes iniciales de inversión en moldes. Por lo general, el coste de 50-100 impresiones 3D puede alcanzar el coste de un molde. Además, los materiales de impresión 3D suelen ser inferiores a los plásticos utilizados en el moldeo por inyección.
Las muestras de resina fotosensible requieren 1 día, mientras que las de nailon y otros materiales suelen requerir de 1 a 3 días.
