Fabricacion Rapida de Prototipos (Rapid Prototyping) - Parte 3

Aplicaciones de la tecnología de prototipo rápido
La tecnología RP es muy utilizada en la industrias automotriz, aeroespacial, medica, etc. A pesar de que las posibles aplicaciones son virtualmente infinitas, casi todas entran en tres categorías: prototipado, rapid tooling o rapid manufacturing


Prototipado
Como su nombre lo indica, el principal uso de las tecnologías RP es para crear rápidamente prototipos para fines de comunicación y ensayo. Los prototipos mejoran drásticamente el proceso de diseño. Estas mejorías reducen tiempos y costos.
Los prototipos también son útiles para las etapas de testeo para verificar si el sistema cumple con las especificaciones requeridas. Permiten realizar testeos iterativos de manera mas rápida. Por ejemplo, Porsche utilizo un modelo estereolitografico transparente de la cubierta de transmisión para estudiar visualmente el flujo de aceite.


Fabricación rápida de herramientas y moldes
Otra aplicación de las tecnologías RP es la construcción rápida de herramientas. La construcción de herramientas es una de las etapas mas lentas y caras en el proceso de manufactura debido al alto nivel de calidad requerido. Las herramientas usualmente presentan geometrías complicadas y deben mantener un alto grado de precisión.
La construcción de herramientas usando RP puede dividirse en dos categorías: construcción indirecta y construcción directa.


Construcción indirecta
Las piezas son usadas como patrones para moldes y estampas. Los patrones pueden luego utilizarse en diversos procesos como,
• Vacuum Casting
• Sand Casting
• Investment Casting
• Injection molding.


Construcción directa
La construcción directa de herramientas y moldes esta todavía en etapa de desarrollo.
Actualmente se utiliza el fusionado láser para crear moldes y herramientas metálicas a partir de modelos CAD.


Fabricación rápida de productos finales
Una extensión natural de las tecnologías RP es la fabricación rápida de piezas finales. Actualmente se fabrican pocos productos finales mediante RP y en general solo tiene sentido para producciones de baja cantidad. Pero en esos casos, resulta muy económico ya que no necesita fabricación de herramientas. RP es ideal para producir piezas personalizadas que cumplan con las especificaciones exactas de un usuario.


Aplicaciones médicas
Los procesos de prototipado rápido impactaron en varios aspectos de la medicina.


Prótesis e implantes
Hasta hace no mucho, los reemplazos de cadera y otras cirugías parecidas eran llevadas a cabo mediante piezas de tamaño estandarizado fabricadas en base a datos antropomorfos. Esto no funciona en casos con requerimientos especiales. Los procesos de prototipado rápido proveen una solución haciendo posible fabricar prótesis personalizadas a un costo razonable. Afortunadamente las técnicas de imágenes como las tomografías computadas también se basan en capas. Esto permite que las imágenes se utilicen como datos de entrada para los procesos de fabricación. El caso de prótesis de cadera esta muy desarrollado. Se utiliza el proceso de FDM para fabricar un modelo plástico y este funciona de patrón de fundición para el implante de titanio.


Planificación de cirugías y aplicaciones científicas
Se utilizan procesos de prototipado rápido durante la planificación de operaciones complicadas, generalmente craneofaciales y maxilofaciales. Muchas veces se utilizan las piezas como modelo preciso para la practica. El proceso mas elegido es la estereolitografía.


Tendencias
Los procesos rápidos de construcción de prototipos tienden a abaratarse y mejorar su exactitud simultáneamente. Hoy en día la mayoría de los programas de CAD tienen la capacidad de adaptarse a los procesos de prototipo rápido.
Estas tecnologías se aplican cada vez mas en los procesos de diseño y desarrollo.
Se están investigando en varias direcciones con el fin de mejorar la tecnología RP.
Algunas de estas son,
• Aumento de la velocidad de fabricación
• Aumento de la precisión y terminado superficial
• Incorporación de nuevos materiales poliméricos
• Extensión a materiales no poliméricos
• Aumento en los tamaños posibles.


Bibliografía
- Serope Kalpakjian, Manufactura, Ingeniería y Tecnología, Pearson Education
- Hugh Jack, Engineering Manufacturing Processes, Engineer on a disk
- Lyndon Edwards, Manufacturing with materials, Open University
- ASM Metals Handbook Vol 20, Material Selection And Design
- Castle Island’s Worldwide Guide to Rapid Prototyping
- William Palm, Rapid Prototyping Primer
- Rapid Prototyping, Wikipedia the free encyclopedia