TECNOLOGIA DE GRUPOS

MATERIA: SISTEMAS DE MANOFACTURA II
TEMA:PROTOTIPOS RÁPIDOS
PRESENTA: CESAR MARTINEZ MARTINEZ
CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL
GRUPO: "8-B"


CELAYA, GTO.







INTRODUCCIÓN
En este presente proyecto se observara la función que se tienen en los prototipos rapidos. Desde el principio existió la voluntad de reproducir, de crear a imagen y semejanza la forma ideada. Desde el concepto a la forma existió un proceso laborioso en mayor o menor medida. Para eso se hizo de sus manos el medio que daría forma a los objetos que determinarían su evolución, el objeto ideado, el objeto diseñado: herramientas, utensilios, arte, belleza, se hizo uso de la ciencia para crear los elementos que diesen materia y armonía a sus creaciones. El prototipado rápido es un procedimiento mediante el cual se introducen coordenadas matemáticas, creadas mediante técnicas CAD/CAM, que son procesadas para realizar modelos a escala de forma rápida.
















CONTENIDO

El prototipado rápido es un proceso utilizado para fabricar artículos de plástico, metal o cerámica.ya que su proceso de fabricación es ir añadiendo material capa a capa. En algunos casos con propiedades físicas que son similares a lo que se producirían por métodos convencionales, como moldeo por inyección y extrusión, o moldeo por soplado, de esta manera se evita el fabricar los costosos moldes para realizar un prototipo que podría cambiar su forma. Inicialmente el prototipado rápido solo se usaba para la fabricación de prototipos. Hoy en día se utiliza como un proceso de fabricación más. Un ejemplo se encuentra en el sector dental, en el cual se utiliza para fabricar las estructuras metálicas que luego irán recubiertas de cerámica creando coronas y puentes dentales.

HISTORIA

Los sistemas de prototipado rápido surgieron en 1987 con la introducción de la tecnología de estereolitografía, un proceso que solidifica las capas de polímero líquido sensible a la luz ultravioleta con tecnología láser. En los años subsiguientes, se introdujeron otras tecnologías de prototipado rápido, tales como: Modelado de fusión por deposición (FDM), Sinterización por láser selectiva y Fabricación de objetos laminados. El primer sistema de prototipado rápido 3D de la industria basado en Tecnología FDM lo introdujo Stratasys en abril de 1992. Los primeros sistemas de prototipado rápido 3D basados en tecnología de PolyJet los introdujo Objet en abril de 2000.

• Prototipos de diseño:

Sirven para evaluar aspectos estéticos y ergonómicos.

• Prototipos geométricos:

Se usan para probar concordancia geométrica, la forma y los ensambles.

• Prototipos funcionales:

Muestran las características y patrones de comportamiento en una prueba del producto final.

• Prototipos técnicos:

Se usan para evaluar todas las funciones de la pieza final.

GEOMETRÍAS CON ESTOS PROTOTIPOS

En general se pueden crear casi todo tipo de geometrías. Incluso muchas veces se pueden fabricar geometrías que otros procesos tradicionales no pueden fabricar. El hecho es que el resultado de los prototipos rápidos es lo que uno pueda crear en un archivo CAD o de 3ª dimensión. Se debe de tomar en cuenta que el prototipo que se crea en estos programas no siempre se podrá producir a gran escala, ya que en el caso del prototipo rápido solo es una muestra del concepto que se creará y el siguiente paso que podemos tener sobre la base de ese prototipo es la ingeniería de dicho objeto.

BENEFICIOS:

• Comunicación rápida y eficaz de ideas de diseño
• Validación eficaz de ajuste, forma y funcionalidad del diseño
• Mayor flexibilidad de diseño, con la capacidad de pasar rápidamente por varias iteraciones de diseño
• Menos defectos de diseño de producción y mejores productos finales

TECNOLOGÍAS MAS DIFUNDIDAS

Principales tecnologías Las principales tecnologías y técnicas utilizadas en la realización de prototipado rápido pueden agruparse en cuatro grandes grupos.

Estereolitografía La estereolitografía (Estereolithography, SLA) es un procedimiento en el cual se solidifica una resina fotocurable (resinas Epoxi y resinas acrílicas) en estado líquido mediane la acción de un láser ultravioleta. Esta solidificación se va realizando por capas hasta completar la pieza. La máquina utilizada para su realización está compuesta, fundamentalmente, por: 
 • Un láser ultravioleta 
• Un recipiente con resina fotocurable en estado líquido 
• Un elevador dentro del recipiente 

El procedimiento que se sigue es el siguiente: • Al introducir el archivo del modelo en el ordenador, la máquina lo divide en secciones transversales de 0,003”. • Una vez procesados los datos, el elevador se situa a 0,003” por debajo de la superficie de la resina líquida. • El laser ultravioleta dibuja una sección transversal sobre la superficie del tanque de resina fotocurable, solidificando así la primera capa. • Una vez que el láser termina de solidificar la primera capa, el elevador baja el espesor indicado por la sección transversal y se solidifica otra nueva capa. • Este proceso se repite capa por capa hasta que el prototipo esté terminado.

2- Sinterización selectiva por láser La sinterización selectiva por láser (Selective laser sintering, SLS) es un procedimiento prácticamente similar al anterior, pero con diferencias en cuanto al tipo de material utilizado. En este caso se utiliza un material en polvo, en lugar de utilizar líquido. La maquina utilizada en este caso consta de: • Un láser de CO2 • Un rodillo • Un elevador • Dos tanques de polvo  

Respecto al procedimiento que se sigue es el siguiente: 
• Se parte del archivo STL de los datos 3D obtenidos en el modelado CAD. 
• Se introduce en el ordenador y este lo procesa. 
• Se esparce una capa de material SLS en polvo por la superficie de construcción.
• Se sinteriza una sección del archivo CAD. 
 • Usando la información del archivo, un láser de O2 dibuja selectivamente una sección transversal del objeto sobre la capa de polvo. A medida que el láser dibuja la sección, el material se sinteriza (calienta y funde) creando una masa sólida que representa una sección transversal del objeto. 
• Se repite el proceso, es decir, se vuelve a esparcir otra capa de polvo y el láser la vuelve a sinterizar, hasta terminar la pieza. 

Fabricación por corte y laminado 

La técnica de fabricación por corte y laminado (Laminater object manufacturing, LOM) está basada en la creación de prototipos rápidos a traves de la superposición y pegado sucesivo de láminas de papel cortadas por láser. La máquina utilizada para su realización está compuesta, fundamentalmente, por: 

• Un láser 

• Dos rodillos mediante los cuales el papel se va renovando 

• Un rodillo que presiona cada capa de papel antes de ser cortado por el ´láser 

• Una plataforma móvil 

En cuanto al procedimiento que se sigue, es el siguiente: • El láser corta los contornos de la pieza sobre un papel de 0,1 mm de espesor que se corresponde a la la altura de la capa en el eje XY. • Los sectores de papel sobrante, son cortados en cuadrículas para facilitar su remoción. Siempre se recorta el mismo contorno cuadrado • Posteriormente, los rodillos depositan una nueva capa de papel y se repite el proceso hasta terminar todas las capas

Deposición por hilo fundido

 En el método de deposición por hilo fundido (Fused deposition modeling, FDM) se opera extruyendo una pequeña cantidad de un termoplástico (poliéster), a través de una diminuta boquilla, formando cada sección y a su vez el objeto tridimensional. La máquina utilizada para su realización está compuesta, fundamentalmente, por: 

• Un cabezal móvil, el cual vierte el filamento de poliéster 

• Una plataforma fija 

• Rollo de poliéster  

El procedimiento que se sigue consta de los siguientes pasos: 

• El material sale del cabezal extructor en un estado semilíquido. El movimiento del cabezal en X e Y defina cada sección o capa 

• Posteriormente, la plataforma desciende en eje Z dando lugar a una nueva capa sobre la anterior

Tecnologia Zcorp

Las maquinas de la firma Zcorp trabajan con un material composite. Parecido al funcionamiento de la tecnología SLS, el material consumible principal  para fabricar los prototipos viene en forma de polvo. La máquina deposita capas de polvo de grosor de 0,1mm. Una vez depositada la capa mediante un rodillo, un cabezal aporta un liquido (binder) donde debe ir la pieza, aglutinando el polvo y dejando sin tocar el resto del polvo de la cuba. Paralelamente a este binder, el cabezal va aportando también tintas de colores (similares a una impresora de papel) de forma que puede fabricar piezas multicolores.
Una vez la máquina ha terminado de poner capas, la pieza está fabricada pero aún sumergida en la cuba con el resto del material consumible. Estas impresoras 3D llevan un sistema incorporado para aspiración de este polvo sobrante, el cual se devuelve a la máquina para ser reutilizado. De esta forma, obtenemos las piezas limpias y no debemos limpiar ninguna otra estructura de soporte ya que el propio polvo sostenía la pieza durante su fabricación.

CONCLUSIONES
En conclusión los prototipos rapidos es un procesos para fabricar artículos de plástico metal etc.
los prototipos tiene propiedades similares que se pueden producir con las mismas herramientas, En lo general es para trabajos rápidos como la creación de un formado y se le va añadiendo capaz para poder real izarlos, las tecnologías son muy utilizadas pra su complemento ya que sin ellas no podrían ser eficaces y con una buena calidad

REFERENCIAS
http://www.stratasys.com/mx/resources/rapid-prototyping
http://www.undoprototipos.com/es/tecnologias/tecnolog%C3%ADa-zcorp

SQA

¿QUE SE?
Los prototipos  rápidos, se puede definir como la manera más rápida de obtener una réplica
exacta tridimensional de un diseño generado mediante aplicación CAD en 3D.
Estos modelos físicos pueden ser únicamente estéticos y útiles para el estudio del mercado
potencial al que van dirigidos, o pueden cumplir con algunas o buena parte de los
requerimientos mecánicos que tendría la pieza definitiva, ofreciendo en este caso la posibilidad
de realizar pruebas funcionales y de homologación antes de que existan ni siquiera los moldes
preliminares.
¿QUE APRENDÍ?
Las tecnologías actuales para la creación de prototipos rápidos

¿QUE QUIERO APRENDER?
El diseño se cada tecnologia aplicada y sus procesos para llevarse acabo ademas todos lo benefecios al usar prototipos rapidos.

• Mayor flexibilidad de diseño, con la capacidad de pasar rápidamente por varias interaciones de diseño

MAPA DE PALABRAS