Prototipado para producción en serie

Un prototipo de fundición a la cera perdida eficaz debe ser más que una simple réplica. Debe ser lo bastante resistente para realizar ensayos de resistencia, representar con precisión la geometría de la pieza final y servir para validar el concepto. Un prototipo funcional y bien ejecutado es el primer paso decisivo para llevar un proyecto desde la fase de diseño hasta la producción a gran escala.

Signicast ofrece diversas tecnologías de prototipado para satisfacer las necesidades específicas de cada proyecto, y nuestro equipo de expertos en ingeniería cuenta con amplia experiencia en la producción de prototipos para diversos sectores y aplicaciones.

Opciones de prototipado para pruebas eficaces

Para seleccionar el proceso de prototipado más adecuado, deben determinarse las propiedades físicas y los requisitos de ensayo del componente final. Estos requisitos ayudarán a limitar las opciones disponibles.

Prototipo con utillaje rígido para series cortas

Si se requiere un proceso de prototipado para producir numerosas piezas que reproduzcan con precisión las propiedades mecánicas y físicas, las dimensiones y las tolerancias del componente final, un prototipo con utillaje rígido para series cortas es la opción más eficaz. Aunque implica un coste inicial de utillaje, permite fabricar prototipos con un coste unitario inferior al de los procesos que utilizan SLA o PMMA. Si un proyecto exige un prototipo exacto y ensayos rigurosos de límite elástico, un prototipo con utillaje rígido es la solución óptima.

Modelo de cera impreso en 3D

Para la validación del diseño, la prueba de concepto, la validación del llenado o la reproducción de las propiedades mecánicas de un componente de fundición a la cera perdida, los modelos de cera impresos en 3D ofrecen eficiencia y plazos de entrega rápidos. Estos modelos se producen internamente en cuestión de horas y se transforman de inmediato en componentes metálicos funcionales. Los recientes avances tecnológicos han simplificado la validación de los acabados superficiales en estos prototipos. La principal limitación de este proceso es el tamaño del componente, ya que las impresoras solo pueden procesar piezas aproximadamente del tamaño de un cubo de Rubik o menores.

SLA (estereolitografía)

La SLA es similar a los modelos impresos en 3D, pero se utiliza cuando el tamaño de la pieza supera la capacidad de nuestra impresora 3D, normalmente alrededor del tamaño de una hoja de papel (6 a 8 pulgadas de alto). Al igual que los modelos de cera impresos en 3D, los prototipos de SLA reproducen las propiedades mecánicas de un componente de fundición a la cera perdida y resultan valiosos para el prototipado de validación de ajuste y diseño. La principal diferencia, además del tamaño, es que la eliminación del modelo en SLA es más manual.

PMMA (polimetacrilato de metilo)

Los modelos de PMMA se asemejan a los modelos de SLA y pueden admitir piezas de mayor tamaño que las adecuadas para SLA. Al igual que los modelos de cera impresos en 3D y la SLA, el PMMA es útil para perfeccionar los acabados superficiales, validar el ajuste y el diseño, y reproducir las propiedades mecánicas de un componente de fundición a la cera perdida. El PMMA también sirve como buen indicador de la resistencia y repetibilidad de geometrías complejas.

Mecanizado a partir de material macizo

El mecanizado a partir de barra maciza es, por lo general, un proceso muy rápido, ideal para producir piezas dimensionalmente precisas destinadas a evaluar el ajuste y realizar pruebas de concepto. Para garantizar la rapidez, este proceso es más adecuado para piezas de aleación de aluminio de bajo volumen. El mecanizado de aceros inoxidables y aceros al carbono requiere más tiempo, lo que puede aumentar los costes.

DMLS (sinterización directa de metal por láser)

Este proceso es adecuado para prototipos con geometrías complejas y detalles precisos que no pueden obtenerse con utillaje. Sin embargo, es importante tener en cuenta que DMLS no siempre puede igualar las propiedades mecánicas de una auténtica fundición a la cera perdida. Aunque es excelente para pruebas de concepto y demostraciones, podría no resistir ensayos en condiciones reales.

¿Qué proceso de prototipado es más eficaz para la producción en serie?

Durante el lanzamiento exitoso de un producto, puede utilizarse una combinación de procesos diferentes. El proceso de prototipado óptimo para cada fase de ensayo depende del alcance del proyecto y de su proximidad al lanzamiento del producto.

A medida que el proyecto se acerca a la producción en serie, se recomienda pasar a una serie corta de fundición a la cera perdida con utillaje rígido. Esto permite realizar pruebas exhaustivas y validar todos los requisitos del componente final.

Maximizar el valor del prototipo

Un aspecto crucial del prototipado, aunque a menudo pasado por alto, es involucrar al proveedor en las primeras fases del diseño. Lo ideal es diseñar el prototipo para lograr una fabricabilidad óptima, y la forma más directa de conseguirlo es colaborar con ingenieros de diseño con experiencia en fundición a la cera perdida. Este enfoque proactivo puede evitar contratiempos durante el prototipado, como la necesidad de rediseñar una pieza para garantizar un flujo y una solidificación adecuados en el molde, la colabilidad o la compatibilidad con la aleación.