Si está involucrado en el desarrollo de productos electrónicos de consumo, equipos industriales o dispositivos médicos, esta guía le presentará cómo la impresión 3D puede acortar este proceso, qué procesos son adecuados en las diferentes etapas y cómo utilizarlos para pasar a la producción de bajo volumen.
Los prototipos no son sólo una forma. En el mismo proyecto, es posible que necesite pedir varios tipos diferentes de piezas.
Si todas estas piezas están hechas del mismo material, se desperdiciará el presupuesto inicial y también se distorsionarán los datos de la prueba.
Elegiremos el proceso adecuado en función de las necesidades específicas:
Desde el punto de vista de las compras, mirando hacia atrás en el último proyecto, gran parte del tiempo del cronograma no se dedicó al corte de metal. Se gastó en estos pasos:
Mecanizar un soporte puede llevar sólo unas pocas horas. Pero poner ese soporte en manos del ingeniero suele llevar semanas. Lo que realmente frena el desarrollo es toda esta espera y reelaboración. Cada cambio de diseño añade otra capa de costo.
El moldeo por inyección requiere que usted invierta mucho dinero antes de finalizar el diseño. Un molde de acero para una vivienda de tamaño mediano cuesta desde unos pocos miles hasta decenas de miles de dólares. El ciclo de mecanizado suele tardar de tres a seis semanas. Si el equipo de diseño industrial mueve un saliente de montaje dos milímetros, la cavidad del molde debe soldarse y mecanizarse nuevamente.
La impresión 3D puede producir directamente desde su archivo STEP. No hay necesidad de cavidades de molde, núcleos, diseños de mecanismos eyectores ni depósitos de molde.
Cuando el diseño aún esté cambiando, use el dinero para iteraciones de diseño. Una vez finalizada la geometría, comience a hacer moldes.
El primer prototipo impreso rara vez sale bien en el primer intento. A menudo revela problemas que no se pueden ver en la pantalla, como interferencias en el ensamblaje entre dos carcasas, espacios libres demasiado pequeños, flujo de aire deficiente alrededor de fuentes de calor, puntos de montaje que se deforman bajo carga o rutas de enrutamiento de cables irrazonables.
Estos problemas son muy comunes. El propósito de un prototipo es exponerlos antes de la producción en masa. Lo que realmente importa es la rapidez con la que puedes responder después de encontrar un problema. Con la impresión 3D, puedes modificar el archivo CAD e imprimir la siguiente versión en la misma semana.
En un proceso tradicional, el diseño, la fabricación, el envío, las pruebas y la revisión requieren un traspaso. Antes de cada traspaso, a menudo hay colas de espera.
La impresión 3D comprime estos pasos juntos. Un proveedor puede completar la impresión. Las piezas se envían directamente una vez terminadas. Las pruebas y modificaciones también pueden realizar un seguimiento más rápido.
Etapa de desarrollo | Método Tradicional | Impresión 3D |
Validación del diseño | Días a semanas, herramientas pendientes o programa de mecanizado | El mismo día o unos pocos días desde el archivo CAD |
Cambios de diseño | Nuevas herramientas o costo de configuración para cada revisión. | Actualice el archivo y vuelva a imprimirlo, sin herramientas nuevas. |
Pequeñas cantidades | A menudo bloqueado por requisitos mínimos de pedido. | Sin pedido mínimo, imprime exactamente lo que necesitas |
Iteraciones | Limitado por la programación y el envío del proveedor | Limitado principalmente por la velocidad de revisión de su propio diseño. |
La velocidad es importante durante todo el proceso de desarrollo, pero algunas etapas se benefician más de la impresión 3D.
En la primera etapa del proyecto, el objetivo principal es confirmar si el producto se siente bien al tacto, si los componentes principales se pueden ensamblar según lo planeado y si el tamaño general se acerca a las expectativas. En cuanto a si las piezas pueden soportar años de uso, eso se podrá verificar más adelante.
Esta etapa es adecuada para la impresión 3D. Antes de finalizar el material, puede verificar rápidamente las dimensiones externas, la apariencia general, la ergonomía, las relaciones de ensamblaje y las posiciones de las piezas. Especificar materiales aptos para producción demasiado pronto sólo añade costos y no ayuda mucho con la validación temprana, porque los riesgos en esta etapa provienen principalmente de la forma y el ajuste, no de la resistencia.
Los materiales de alto rendimiento deben dejarse para las etapas posteriores, que se seleccionarán cuando se confirme que la forma y el ensamblaje son correctos y comiencen las pruebas de carga.
Una vez confirmada la forma básica, el foco de las pruebas pasa al rendimiento real. Los objetivos de prueba comunes incluyen:
El material debe coincidir con el objetivo de la prueba. La resina estándar es suficiente para realizar comprobaciones dimensionales. Las pruebas de caída o soportes de carga necesitan PA12 de MJF o SLS, nailon reforzado con fibra de vidrio o piezas metálicas SLM. Cuando la selección del material coincide con el objetivo de la prueba, el presupuesto del prototipo se puede concentrar en las pruebas que realmente necesitan ese rendimiento.
Antes de fabricar moldes, muchos equipos volverán a utilizar piezas impresas en 3D para una ronda más de validación. Esto incluye validación de ensamblaje, pruebas de instalación, inspección de embalaje, pruebas de usuario y producción de prueba de bajo volumen.
Los problemas estructurales encontrados en esta etapa se pueden resolver modificando el modelo CAD. Si los mismos problemas aparecen sólo después de que salen las primeras muestras moldeadas por inyección, deberá modificar el molde. Eso cuesta un mes extra o incluso más.
SLA mantiene bien las características finas y su acabado superficial es el mejor de todos los procesos. El espesor de la capa es de aproximadamente 0,05 mm. El texto en relieve es claro y los bordes son nítidos. La superficie necesita muy poco tratamiento previo antes de la imprimación y la capa final.
Escenarios adecuados:
La resina estándar es quebradiza y se desplaza con la exposición prolongada a los rayos UV. Por lo tanto, las piezas SLA se utilizan principalmente para la inspección de apariencia y dimensiones. No son aptos para soportar cargas.
Tanto MJF como SLS utilizan polvo de nailon para formar piezas. Las piezas tienen resistencia isotrópica y pueden usarse para carcasas, soportes, ajustes a presión, conductos de aire, colectores y accesorios de taller.
PA12 puede satisfacer la mayoría de las necesidades funcionales. Cuando necesite mayor rigidez y resistencia al calor, elija material reforzado con fibra de vidrio. Cuando tenga requisitos de retardante de llama, elija un grado de retardante de llama.
La ventaja de FDM radica en su gran tamaño y bajo costo. Cuando necesita una carcasa de 600 mm, paneles de gabinete de suelo o un juego completo de accesorios de ensamblaje, imprimir con ABS, PC o ASA cuesta mucho menos que los procesos en polvo.
Escenarios de uso comunes:
SLM puede imprimir aleaciones de aluminio, acero inoxidable, acero para herramientas y aleaciones de titanio. Cuando necesita prototipos para alcanzar el rendimiento de las piezas metálicas de producción, SLM es adecuado. Por ejemplo:
La impresión en metal tiene un mayor coste por pieza. Si los resultados de las pruebas dependen del rendimiento real del metal, la inversión vale la pena.
La impresión 3D es valiosa en algunas etapas de desarrollo, pero no es adecuada para todas las etapas.
Cuando el volumen anual supera varios miles de piezas, el moldeo por inyección gana en coste unitario. El costo amortizado del molde más un ciclo de moldeo de 30 segundos supera la construcción de piezas capa por capa. Cuando los clientes cruzan este umbral, se lo decimos honestamente.
Una vez que el diseño está finalizado y entra en producción en masa a largo plazo, el costo unitario del moldeo por inyección suele ser mucho menor que el de la impresión 3D. La inversión en moldes que parecía arriesgada durante la etapa de desarrollo puede extenderse a un rango razonable cuando el volumen alcanza varios miles o decenas de miles de piezas.
Algunos productos requieren materiales certificados específicos o procesos de producción específicos. La impresión 3D no puede replicar completamente estos, como los plásticos de grado médico o los materiales certificados para automóviles.
En este caso, los prototipos impresos en 3D aún se pueden utilizar para verificar el diseño estructural y el ensamblaje, pero no pueden representar completamente el rendimiento real de los materiales de producción certificados. Antes de la aprobación final, debe agregar un paso más para verificar con el material de producción real.
La transparencia óptica, el acabado de espejo, la apariencia Clase A y los estrictos requisitos de rugosidad a menudo necesitan un posprocesamiento más allá de lo que la impresión 3D por sí sola puede lograr. Combinar la impresión 3D con el posprocesamiento u otros métodos de fabricación es la única forma de acercarse a la apariencia final.
Factor | Impresión 3D | Mecanizado CNC | Moldeo por inyección |
Herramientas iniciales | Ninguno | Solo accesorios | Herramienta requerida, semanas y miles de dólares. |
Iteraciones de diseño | Reimpresión desde CAD revisado, sin penalización | Reprogramar y volver a fijar | Retrabajo de herramientas, costo más retraso |
Volumen bajo, de 1 a 100 unidades. | Fuerte | Viable, el costo de instalación por pieza duele | Pobre |
Geometría compleja | Canales internos, celosías, conjuntos consolidados. | Limitado por el acceso al cortador | Limitado por borrador y expulsión. |
Velocidad de prototipo | 3 a 7 días | 1 a 3 semanas | 4 a 8 semanas |
Mejor uso | Prototipos, pruebas funcionales, ejecuciones de bajo volumen. | Tolerancias estrictas, material en stock de grado de producción | Piezas repetibles en volumen. |
Xunjie es un fabricante de impresión 3D con sede en China. Tenemos nuestra propia fábrica y admitimos cinco procesos: SLA, SLS, MJF, FDM y SLM. Envíe un archivo STEP o STL y recibirá una cotización y comentarios de DFM de nuestros ingenieros dentro de las 24 horas.
Desde un modelo de concepto único hasta un pequeño lote de 500 piezas, la impresión, el posprocesamiento y la inspección se realizan internamente. Envíanos tus dibujos y te indicaremos la solución más adecuada.
1. ¿Es rentable la impresión 3D para la producción en lotes pequeños?
Para cantidades desde decenas hasta cien o doscientas piezas, es bastante adecuado. No hay costos de distribución de moldes ni necesidad de mantener inventario. Simplemente puede imprimir bajo demanda. Es especialmente bueno para ventas de prueba o piezas funcionales.
2. ¿Qué opciones de posprocesamiento ofrece la impresión 3D de Xunjie?
Admitimos el pulido con chorro de arena, el teñido de colores negros y estándar, el alisado con vapor, el lijado y la pintura según códigos de color RAL o Pantone, el revestimiento transparente, la galvanoplastia, las inserciones roscadas termofijadas, la serigrafía y el montaje sencillo. Díganos la apariencia del objetivo y le recomendaremos una solución de posprocesamiento adecuada.
3. ¿Se pueden vender directamente las piezas impresas en 3D?
Sí, muchos gabinetes y accesorios ya se envían directamente en pequeños lotes. Si los requisitos de la superficie son altos, un poco de lijado o pintura será suficiente.
Contactar proveedor
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
Fill in more information so that we can get in touch with you faster
Privacy statement: Your privacy is very important to Us. Our company promises not to disclose your personal information to any external company with out your explicit permission.
