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¿Que es el Prototipado Rápido?
El Prototipado Rápido se puede concebir como un conjunto de tecnologías, que permiten la obtención de prototipos en menos de 24 horas a partir de un fichero CAD. Consecuencia de esta rapidez de respuesta, es que el tiempo de desarrollo de un producto puede reducirse a la mitad, la quinta e incluso la décima parte.
El prototipado rápido (RP por “Rapid Prototipe" ) da la posibilidad de efectuar, en un tiempo relativamente corto, diversas pruebas de geometrías distintas para una pieza, validar la geometría definitiva, y acometer la producción en serie rápidamente, con unos costes de desarrollo lo más ajustados posibles. La complejidad de las piezas o la confidencialidad de los prototipos son también argumentos frecuentes a la hora de optar por el RP.

   

Técnica
Esta técnica de construcción de sólidos parte del corte en secciones horizontales paralelas de piezas representadas en CAD. Estas secciones construyen las formas sólidas a partir de la superposición de capas horizontales.

FDM (Fused Deposition Modeling) Deposición de hilo fundido.
Una boquilla que se mueve en el plano XY horizontal deposita un hilo de material a 1ºC por debajo de su punto de fusión. Este hilo solidifica inmediatamente sobre la capa precedente.

Tecnología: Deposición de hilo.

Tamaño máximo de las piezas: 300x200x200 mm.

Materiales: ABS.

Ventajas: material barato, no huele, no hace falta soportes, muy rápido.

 

El formato de ficheros .STL:
Las máquinas de Prototipado Rápido utilizan comúnmente como fichero de información entrante, la geometría de las piezas a realizar en formato .STL. A partir de este fichero los diferentes programas de control generan "cortes" a la geometría, con el fin de conocer el perfil que deberá de tener cada una de las rebanadas de pieza que se va generando y que finalmente el conjunto de todas ellas dará como resultado la pieza en cuestión.
Por eso es necesario conocer algunos aspectos básicos de este tipo de ficheros, debido a que al ser el punto departida del trabajo a realizar por este tipo de máquinas puede tener una muy alta repercusión en los resultados finalmente obtenidos.
Básicamente un fichero .STL (“StereoLithography”) corresponde a la definición de la piel que delimita exteriormente a una pieza (o lo que es lo mismo a su geometría), mediante una representación triangularizada y en consecuencia adaptada a ella. Esta superficie adaptada esta formada exclusivamente por una serie de pequeños triángulos (facetas).
Cada faceta es descrita por una dirección perpendicular y tres puntas que representan los vértices (esquinas) del triángulo.
Estos datos son los que realmente utilizan los algoritmos “rebanadores” para determinar las secciones transversales de la pieza.
Se pueden generar ficheros en formato .STL desde:
AutoCad
Pro/ENGINEER
SolidWorks
Unigraphics
Catia
Rhino 3D
Independientemente de la tecnología que finalmente se utilice para generar las piezas físicas, todas la tecnologías de Rapid Prototiping utilizan como ficheros de información entrantes, el formato .STL.
Su nombre se debe a que la primera de las tecnologías que apareció en el mercado fue la Estereolitografía y fue ésta la que estableció el standard que posteriormente fue adaptado por el resto de nuevos sistemas que aparecieron y que a día de hoy siguen apareciendo, independientemente del proceso de fabricación que utilicen.
Así pues, el formato .STL, corresponde a la definición de la piel que delimita exteriormente a una determinada pieza, mediante una representación triangularizada y en consecuencia adaptada a la pieza “teórica”.
Dado que el único elemento adaptado a la superficie de la pieza es el triángulo, la definición de una cara rectangular totalmente plana, queda perfectamente definida poder dos triángulos que se unen en la diagonal de esa misma cara.
El problema se presenta a la hora de definir caras curvas, por ejemplo un eje de sección circular, dado que será necesario utilizar multitud de pequeños triángulos que se vayan adaptando a la cara curva del mismo.
Si solo se definiesen con 12 triángulos, para la cara lateral, la sección circular quedaría deformada a una sección hexagonal, con unmarcado error entre la superficie teórica y la definida por el fichero .STL. Cuantos más triángulos se atizasen, mayor número de caras planas existirían y el error se reduciría de manera muy relevante.
El error de cuerda en los ficheros .STL siempre existe, aunque llevado a ciertos valores es posible despreciarlo por el error mismo de fabricación de la máquina de prototipado.
Lo que se pretende es dar unas orientaciones de los valores generalistas que suelen resolver adecuadamente la mayoría de las geometrías y que será necesario adaptar a diferentes aplicaciones de CAD 3D.
Formato ASCII y BINARIO
La calidad del fichero .STL es independiente de si este se genera en formato ASCII o Binario. En número de facetas con los cuales de definirá la piel exterior de la geometría dependerá de los parámetros bajo los cuales se genere, pudiéndose guardar ésta en cualquiera de los dos formatos antes indicados, sin embargo hay que tener presente que para el mismo número de facetas y en consecuencia de “calidad” de fichero el formato ASCII puede pesar entre 10 a 15 veces más que, exactamente la misma información salvada en formato Binario.
Parámetros a controlar:
Al generar un fichero .STL, y una vez determinada su opción en Binario, la mayoría de los sistemas CAD, controlan la generación y calidad de los ficheros mediante la utilización de dos variables, cuyos nombres pueden variar de unos a otros pero que básicamente harían referencia a los siguientes conceptos:
Variable de la tolerancia de cuerda. (Solicita un valor dimensional). Establece al máximo error aceptado por el usuario entre la superficie teórica de la geometría y la cara triangularizada de la adaptación facetada.
Variable de tolerancia angular. (Solicita un valor angular y en determinados Softwares puede que no este presente). Determina el ángulo máximo de barrido de los triángulos de facetado al adaptarse a una superficie curva.

 

Fases del proceso:
Fase 1: El diseñador industrial define su idea dibujando la pieza en 3D con la máxima precisión, utilizando casi cualquier programa de diseño, como por ejemplo: AutoCad, Pro/ENGINEER, SolidWorks, Unigraphics, Catia, Rhino 3D, entre otros.
Fase 2: Este diseño se exporta desde el mismo programa que se este usando a un archivo .STL. Una vez creado el .STL nos lo envías vía mail.
Fase 3: Se crea el prototipo en ABS mediante la técnica anteriormente descrita de FDM.

 

PROTORÁPIDO
Hilarión Eslava, 24, local, 50010, Zaragoza // Tel/Fax: 976 759 502