Introducción-La historia y evolución del prototipado rápido se encuentra

íntimamente ligada a la evolución de los sistemas informáticos y CAD como herramientas básicas para el

desarrollo de esta tecnología.

-El primer equipo de estereolitografía, inventado por el americano Charle Hull, se comercializa en 1988.

-En 1992 aparecen los primeros sistemas SLS e impresoras 3D.

En los últimos años se observa una fuerte expansión de las impresoras 3D debido a la mejora de los elementos de inyección, el bajo mantenimiento y facilidad de uso en

comparación con las tecnologías que utilizan equipos láser.

Prototipado RápidoPrototipado Rápido

Sirve para obtener piezas físicas acabadas de modo automático, con complejidad y detalles que no permitirían su obtención en maquinas convencionales

Sistemas de fabricación de piezas tridimensionales partiendo directamente desde el modelo CAD mediante un proceso rápido.

El Prototipado Rápido es un conjunto de tecnologías, que permiten la obtención deprototipos, machos, moldes de inyección para plásticos, etc.., en menos de 24 horas a partirde un fichero CAD.

Prototipado RápidoPrototipado Rápido Se utiliza principalmente para la obtención de prototipos de

componentes de plástico de complejidad geométrica cada vez más elevada en plazos de tiempo muy inferiores a las medios de

fabricación tradicionales

Bajo el nombre de prototipado rápido se agrupan a una serie de

tecnologías distintas de construcción de sólidos. Todas ellas parten del corte en

secciones horizontales paralelas de piezas representadas en CAD

Tipos de procesos de prototipado rápido

Procesos AditivosProcesos Aditivos

Procesos SustractivosProcesos Sustractivos

Procesos VirtualesProcesos Virtuales

Procesos Sustractivos :

consisten en moldear un bloque de material a través de técnicas como mecanizado, fresado, torneado o taladrado.

Procesos Aditivos :

Estos dan forma a la pieza añadiendo material en capas.

Procesos Virtuales :

Estos usan tecnologías avanzadas de visualización basadas en cálculo

Tipos de procesos de prototipado rápido

Aditivos

Sustractivos

El formato de Fichero .STL El formato de Fichero .STL

El El formato de archivo estándar formato de archivo estándar del prototipado rápidodel prototipado rápido es el es el Archivo .STLArchivo .STL. Este tipo de archivo . Este tipo de archivo utiliza una malla de pequeños utiliza una malla de pequeños triángulos sobre las superficies para triángulos sobre las superficies para definir la forma del objeto. definir la forma del objeto.

Ventajas de Prototipado RápidoVentajas de Prototipado Rápido

Los objetos pueden ser formados con cualquier geometría compleja sin la necesidad

de elaborar máquinas de montaje o ensamble final. •- Detección de errores de diseño antes del inicio de la producción •- Incrementa el desarrollo y optimización de la pieza antes de la

fabricación. •- Descenso del coste de producción por la detección de errores. •- Incrementa el número de variantes del producto. •- Incrementa complejidad del producto.

Ventajas de Prototipado RápidoVentajas de Prototipado Rápido

Permite la verificación de ensamblajes •- Permite la verificación de ajustes •- Mejora las comunicaciones entre los departamentos de

Marketing, Ingeniería, Fabricación y Ventas. •- Incrementa la capacidad de visualización. Los ingenieros,

comerciales, diseñadores, gestores, etc. pueden “tocar” y discutir.

Inconvenientes de Prototipado de Prototipado RápidoRápido

•- Altos costes en maquinaria. •- Tolerancias •- Piezas no funcionales

ESTEREOLITOGRAFIAConcepto : Es el procedimiento en el cual se solidifica una resina foto curable en estado liquido mediante la acción de un láser ultravioleta, esta solidificación se va realizando capa por capa hasta completar la pieza.

La máquina de estereolitografía combina cuatro tecnologías diferentes:

• Láser

• Escáner óptico

• Química de polímeros

• Informática

COMPONENTES PRINCIPALES DE LA MAQUINA DE ESTEREOLITOGRAFIA

Esquema de trabajo:

Preparación de la pieza

• Modelo 3D de la pieza

• Diseño de amarres necesarios para estabilizar la pieza mientras se construye.

• Obtención del modelo de datos en 3D y división en secciones (de la pieza y de los amarres)

• Almacenamiento de datos en fichero

PROCEDIMIENTO

-Al introducir el modelo en el ordenador, la maquina lo divide en secciones transversales de 0.1 mm

-Una vez procesados los datos el elevador se situa a 0.1 mm por debajo de la superficie de la resina liquida.

- El laser ultravioleta dibuja una seccion transversal sobre la superficie del tanque de resina fotocurable, solidificando asi la primera capa.

-- Una vez que el laser termina de solidificar la primera capa el elevador baja el espesor indicado por la seccion transversal y se solidifica otra nueva capa.

-- Este procedimiento se repite capa por capa hasta terminar el prototipo.

Limpieza

• De la pieza, que está parcialmente curada, se eliminan los restos de resina conalcohol.

• Es un proceso delicado al emanarse gases.

Curado de pieza

• Se introduce en un horno para proceder al curado

Características• Tamaño de la pieza limitado por el tamañodel tanque

• Acabado superficial similar al de unafresadora. Puede corregirse lijando.

• Capas entre 0.013 y 0.51 mm

• Tolerancias de +-0,005mm por cadamilímetro de longitud que pueden mejorarsecon tratamientos posteriores

• Entorno de resina líquida

• Láser de helio-Cadmio de 0.25 mm dediámetro y longitud de onda 325 nm con unapotencia de 28 mw.

Tabla para seleccionar resinas :

• Restricciones

• No han de curar o fraguar completamente en el tanque• Deben de soportar su propio peso y manejo en el estado de cura parcial• La cura parcial con el láser se produce en capas de 0,25 mm. . Por lo tanto seha de curar hasta una profundidad de 0.3-0.4 mm. Para proporcionar unsolapamiento de 0.05 a 0.15 mm entre capas.• Rango de viscosidad

• Menor de 500 cps a 25ºC• Viscosidades bajas : Mejor precisión en el modelo. Mayor rapidez y facilidadpara eliminar exceso de resina antes del fraguado.• Seguridad• Operador expuesto a resinas sin curar y disolventes• Se ha de evitar que las resinas contengan productos tóxicos.

Ventajas :- Los prototipos son translúcidos, lo cual puede ser especialmente ventajoso para determinados proyectos, o para detectar interferencias interiores en conjuntos complejos.

- Tiene una precisión dimensional y un acabado superficial especialmEntre las ventajas de este proceso se puede nombrar:• puede realizarse sin supervisión• gran nivel de detalle y precisión• se pueden pegar piezas construidas por separadoEntre las desventajas:• necesita un curado posterior• el polímetro se contrae durante el endurecimiento• los químicos son tóxicos• el costo de los químicos es alto, ente 100 y 200 dólares el litro• generalmente se necesitan soportesente destacable.- Esta técnica suele ser recomendable para piezas de dimensiones reducidas o que contengan pequeños detalles que han de definirse de manera muy clara.

Desventajas:

- Las piezas en determinados materiales son demasiado frágiles para verificaciones funcionales

  - Se requieren soportes durante su construcción.

APLICACIONES- Primeramente se aplico en el diseño industrial

- Se aplica en la Ciencia y la tecnología.

- Se aplica también en el campo de la medicina