Sinterizado selectivo por láser

“El sinterizado selectivo por láser es una técnica de fabricación aditiva que usa un láser de gran potencia (por ejemplo, un láser de dióxido de carbono) para fusionar pequeñas partículas de plástico, metal (sinterizado directo de metal por láser), cerámica o polvos de vidrio en una masa con la forma tridimensional deseada.”(1)

“También conocido en inglés como Selective Laser Sintering (SLS), esta tecnología se nutre del láser para imprimir los objetos en 3D. Nació en los años 80 y pese a tener ciertas similitudes con la tecnología SLA, esta permite utilizar un gran número de materiales en polvo (cerámica, cristal, nylon, poliestireno, etc.). El láser impacta en el polvo, funde el material y se solidifica. Todo el material que no se utiliza se almacena en el mismo lugar donde inició la impresión por lo que, no se desperdicia nada.
Una de las impresoras 3D más famosas que utilizan esta tecnología de impresión 3D es la EOS. Con las dos últimas tecnologías se consigue una mayor precisión de las piezas impresas y mayor velocidad de impresión.”(2)

Referencias:

(1) Material de ayuda al profesor de Tecnología del Diseño (ibo.org)

(2) Tema 1 Diseño 3D. Curso experto en robótica programación e impresión 3D. UNIR

Bibliografía:

https://www.ruthtrumpold.id.au/destech/?page_id=607 (Consultado el 09-04-2019)

Modelado por deposición fundida

El modelado por deposición fundida funciona según un principio “aditivo” por el que el material se coloca en capas. Un filamento plástico o un cable metálico se desenrolla de una bobina y suministra material a una boquilla de extrusión que puede activar o cortar el flujo. La boquilla se calienta para fundir el material y se puede mover horizontal y verticalmente mediante un mecanismo de control numérico, directamente dirigido por un paquete de software de fabricación asistida por computador.”(1)

La impresión por deposición de material fundido (FDM)También conocida por FFF (Fused Filament Fabrication, término registrado por Stratasys).
La técnica aditiva del modelado por deposición fundida es una tecnología que consiste en depositar polímero fundido sobre una base plana, capa a capa. El material, que inicialmente se encuentra en estado sólido almacenado en rollos, se funde y es expulsado por la boquilla en minúsculos hilos que se van solidificando conforme van tomando la forma de cada capa.
Se trata de la técnica más común en cuanto a impresoras 3D de escritorio y usuarios domésticos se refiere. Aunque los resultados pueden ser muy buenos, no suelen ser comparables con los que ofrecen las impresoras 3D por SLA, por ejemplo. La ventaja principal es que esta tecnología ha permitido poner la impresión 3D al alcance de cualquier persona con impresoras como la CubeX, Prusa o cualquier impresora de RepRap.
Actualmente se utilizan una gran variedad de materiales, entre los que predominan ABS y PLA.“(2)

Referencias:

(1) Material de ayuda al profesor de Tecnología del Diseño (ibo.org)

(2) Tema 1 Diseño 3D. Curso experto en robótica programación e impresión 3D. UNIR

Bibliografía:

https://www.ruthtrumpold.id.au/destech/?page_id=607 (Consultado el 09-04-2019)

Fabricación de objetos laminados

“La fabricación de objetos laminados toma los datos fragmentados de diseño asistido por computador de un modelo en 3D y corta cada capa de un material mediante un láser o un plóter de corte. Estas capas cortadas se pegan entre sí para formar el modelo, que se construye en una plataforma móvil bajo la máquina o en los pasadores de posicionamiento.”(1)

A pesar de ser una de las técnicas menos usadas en la industria y menos conocidas en el mundo del prototipado rápido, está llena de posibilidades, y es muy intuitiva.

La Fabricación por corte y laminado, conocida por las siglas LOM (laminated object manufacturing): utiliza el material en estado sólido. En lugar de partir de un líquido como vimos en la estereolitografía , o de un material en polvo como en el sinterizado selectivo por láser (SLS), en este caso se parte del material en estado sólido, en una pieza, a la cual se le va a mecanizar.

CÓMO FUNCIONA
La técnica está basada en la creación de prototipos rápidos a través de superponer y pegar sucesivamente láminas de material cortadas por láser.
La máquina se compone de los siguientes componentes:

  • Un láser
  • Dos rodillos que van moviendo el papel para ir renovando las capas
  • Un rodillo guía para presionar los papeles antes de ser cortados
  • Una plataforma móvil

PROCEDIMIENTO

  • El láser corta los contornos de la pieza en la capa en la que se sitúe,
  • Las zonas en las que no hay material de pieza se cortan en cuadrículas para facilitar su eliminación más tarde.
  • Se coloca otra nueva capa de papel y se repite el proceso hasta tener nuestro prototipo

MATERIALES
El material que se usa en un principio es el papel, pero en realidad existen máquinas que utilizan desde cartón, madera, e incluso plástico laminado en rollos. Todos estos materiales simularán el material final que se usará en nuestro proyecto.

VENTAJAS E INCONVENIENTES
Es una técnica que no necesita soportes, por lo que el acabado de las superficies donde se dejen voladizos tendrán un buen acabado. No habrá problemas de diseño para este tipo de prototipado como sucede ne la impresion 3D FDM, tal y como se tenga el 3D se introduce en la máquina y se imprime.
No es una técnica muy conocida, y uno de sus contras es la cantidad de residuo que genera, al estar obligado a cortar toda la superficie de trabajo. De todas maneras es una forma muy rápida de obtener piezas con acabados muy curiosos y atractivos.“(2)

Referencias:

(1) Material de ayuda al profesor de Tecnología del Diseño (ibo.org)

(2) Fabricación por corte y laminado (Extraído de https://lafabricadeinventos.com/fabricacion-por-corte-y-laminado/ Consultado el 09-04-2019)

Bibliografía:

https://www.ruthtrumpold.id.au/destech/?page_id=607 (Consultado el 09-04-2019)

Estereolitografía

“La estereolitografía, también conocida como fabricación óptica, fotosolidificación, fabricación sólida de forma libre y creación de imágenes sólidas, es una tecnología de fabricación aditiva (o impresión en 3D) usada para producir modelos, prototipos, patrones y piezas de producción.”(1)

Imagen creada por Materialgeeza

La estereolitografía utiliza una cuba de resina fotosensible y una plataforma que se mueve verticalmente. Utiliza un rayo láser, dirigido hacia la superficie de la resina fotosensible, para imprimir el patrón de la capa del modelo actual endureciendo la resina fotosensible. Luego, la plataforma se mueve hacia abajo por el grosor de una capa para que se pueda imprimir la siguiente capa. También conocido como fabricación óptica, foto-solidificación, fabricación de formas libres sólidas e imágenes sólidas. Se utiliza para producir modelos y prototipos, modelos de fundición, piezas de producción y productos.

Referencias:

(1) Material de ayuda al profesor de Tecnología del Diseño (ibo.org)

Bibliografía:

https://www.ruthtrumpold.id.au/destech/?page_id=607 (Consultado el 09-04-2019)

T3.5 Creación rápida de prototipos

Idea fundamental:

La creación rápida de prototipos es la producción de un modelo físico de un diseño a partir de los datos tridimensionales de un diseño asistido por computadora.

Naturaleza del diseño:

El aumento de la potencia de las computadoras ha tenido un impacto fundamental en el modelado mediante la fabricación asistida por computadora. El rápido desarrollo de hardware y software propicia la aparición de nuevas oportunidades, y que las nuevas tecnologías puedan crear modelos dinámicos de una complejidad cada vez mayor. Para simular modelos, los diseñadores pueden usar software que los pruebe virtualmente antes de ser enviados a una variedad de máquinas periféricas para la fabricación del prototipo, usando una gama de materiales cada vez amplia. La facilidad para enviar estos datos digitales de un continente a otro para fabricar los prototipos tiene consecuencias importantes en la protección de los datos y del diseño. (1.19)

¿Qué es el diseño?

1.19. Los diseñadores deben ser conscientes de que con el avance de la tecnología surgen problemas de seguridad con los datos personales que deben tratarse en la mayoría de contextos.

Objetivos:

Objetivo general 10: El uso del diseño asistido por computadora para simular las condiciones en que se utilizará un producto permite que el usuario obtenga datos valiosos a bajo costo. Por ejemplo, simular el flujo de aire en el exterior de un automóvil permite prescindir de este y de un túnel de viento.

Guía de Tecnología del Diseño – Primeros exámenes: 2020

3.5 Creación rápida de prototipos (Resumen guía Tecnología del Diseño)

Idea fundamental:La creación rápida de prototipos es la producción de un modelo físico de un diseño a partir de los datos tridimensionales de un diseño asistido por computadora.

3.5 Creación rápida de prototipos

Naturaleza del diseño:

El aumento de la potencia de las computadoras ha tenido un impacto fundamental en el modelado mediante la fabricación asistida por computadora. El rápido desarrollo de hardware y software propicia la aparición de nuevas oportunidades, y que las nuevas tecnologías puedan crear modelos dinámicos de una complejidad cada vez mayor. Para simular modelos, los diseñadores pueden usar software que los pruebe virtualmente antes de ser enviados a una variedad de máquinas periféricas para la fabricación del prototipo, usando una gama de materiales cada vez amplia. La facilidad para enviar estos datos digitales de un continente a otro para fabricar los prototipos tiene consecuencias importantes en la protección de los datos y del diseño. (1.19)

Conceptos y principios:

  • Estereolitografía
  • Fabricación de objetos laminados
  • Modelado por deposición fundida
  • Sinterizado selectivo por láser

Orientación:

  • Distintos tipos de técnicas de impresión en 3D
  • Ventajas y desventajas de las técnicas de creación rápida de prototipos

Mentalidad internacional:

  • Los elevados costes de algunos procesos novedosos no permiten que se expandan rápidamente a nivel global.

Teoría del Conocimiento:

  • ¿Qué formas de conocimiento usamos para interpretar las pruebas indirectas que se obtienen al utilizar la tecnología?

Utilización:

  • Temas 4, 7 y 10 de Tecnología del Diseño
  • Evaluación interna de Tecnología del Diseño

Objetivos generales:

  • Objetivo general 10: El aumento en la eficacia de las técnicas de creación rápida de prototipos en términos de costo y velocidad permite que los diseñadores puedan crear modelos físicos complejos para realizar pruebas.

Guía de Tecnología del Diseño – Primeros exámenes: 2020

Análisis de elementos finitos

“El análisis de elementos finitos requiere el cálculo y simulación de factores desconocidos en productos que usan sistemas de diseño asistido por computador, por ejemplo, simulaciones de tensiones en una pieza soldada de un vehículo.”(1)

El análisis de elementos finitos (FEA) implica el cálculo y simulación de factores desconocidos en productos que utilizan sistemas CAD, por ejemplo, simulando tensiones dentro de una pieza de automóvil soldada. FEA consiste en un modelo de ordenador de un material o diseño que se analiza para obtener datos específicos. FEA analiza el estrés, la tensión o la transferencia de calor en diseños de modelos sólidos de forma irregular. El diseño tridimensional se subdivide en pequeños rectángulos, llamados elementos, sobre los cuales se aplican las fórmulas de tensión estándar.

El rojo representa normalmente un área de preocupación (es decir, mayor calor o más estrés). Del naranja al amarillo va bajando el estrés. El azul es igual a bajo estrés.

Análisis de diseño de silla mediante FEA

El análisis de fatiga ayuda a los diseñadores a predecir la vida de un material o estructura. Este análisis muestra las áreas donde es más probable que ocurra la propagación de grietas.

El análisis de transferencia de calor modela la conductividad o la dinámica del fluido térmico del material o estructura. Esto puede predecir la temperatura de la superficie en una nave espacial o el flujo de plástico en un molde.

FEA se ha convertido en una solución para la tarea de predecir fallas debido a tensiones desconocidas al mostrar áreas problemáticas en un material y permitir a los diseñadores ver todas las tensiones teóricas dentro de ellas. Este método de diseño y prueba del producto es mucho más eficiente en comparación con los costos de fabricación, que se acumularían si cada muestra se construyera y probara.