creacion rapida de prototipos

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Fundamentos

Nace de la necesidad de tener un modelo físico del diseño de una pieza o producto nuevo en lugar de un modelo de computadora o un dibujo.

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Prototipo Virtual

Es un modelo del computadora del diseño de una pieza en sistema CAD.

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Categorías

1. Proceso de Remoción de material. •Fresado.•Taladrado.•CNC.2. Adicción de Material.a)Monómeros líquidos.b)Polvos.c)Hojas solidas.

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Enfoque Común

1. Modelado Geométrico. Consiste en modelar el componente de un sistema CAD para definir el volumen que engloba.

2. Teselado del Modelo Geométrico. En este paso el modelo CAD se convierte a un formato en que sus superficies se aproxima mediante triángulos o polímeros.

3. División del Modelo en Capas. En este paso el modelo en formato de archivo STL se divide en capas horizontales paralelas con una separación muy estrecha.

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Tecnologías.

En la actualidad se han creado alrededor de 25 técnicas para la creación rápida de prototipos las cuales pueden clasificarse de diferentes maneras.

La clasificación usada según la bibliografía consultada es la siguiente:

1.Basado en líquidos.2.Basados en sólidos.3.Basados en polvos.

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Prototipos Basados en Líquidos.

En estas tecnologías, el material base es el liquido. En la actualidad existen una docena de técnicas para esta categoría, pero de las cuales se describirán las siguientes:

a.Estereolitografía.b.Curado en tierra solida.c.Manufactura por deposición a goteo

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Estereolitografía

Es un proceso para la fabricación de una pieza plástico solido, a partir de un polímero liquido fotosintético, usando un rayo laser dirigido para solidificar el polímero.

El aparato consiste en una plataforma que puede moverse verticalmente dentro de un recipiente que contiene un polímero fotosintético y el laser cuyo rayo puede controlarse en la dirección x-y

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Estereolitografía

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Curado en tierra solida.

Al igual que la Estereolitografía funciona mediante el curado de un polímero fotosensible capa por capa para crear un modelo solido basados en datos geométricos del CAD.

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La capa completa se expone a una fuente de luz ultravioleta a través de una mascara que se coloca encima de la superficie del polímero liquido.

El proceso de endurecimiento requiere de 2 a 3 segundos para cada capa.

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Manufactura por deposición a goteo

Estos sistemas operan al fundir el material inicial y disparar pequeñas gotas sobre una capa previamente forzada.

Las gotas liquidas se sueldan en frio a la superficie para formar una nueva capa.

La deposición por gotas para cada nueva capa se controla por medio de una cabeza de trabajo con boquilla de aspersión que se mueve en el plano x-y, cuya trayectoria se basa en una sección transversal de un modelo geométrico en CAD.

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Prototipos Basados en Líquidos.

La característica común de estos sistemas es que el material inicial es un solido.

De los cuales analizaremos los siguientes dos sistemas:

1.Manufactura de objetos laminados.2.Modelado por deposición fundida.

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Manufactura de objetos laminados.

Produce modelos físicos sólidos al superponer capas de material laminado, donde cada una es un corte de la sección correspondiente a la forma de la sección transversal de un modelo en CAD que se ha divido en capas.

Cada capar se pega encima de la previa antes de realizar el corte.

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Las fases de preparación consiste en rebanar el modelo geométrico.La función de rebanado se realiza mediante un software especial que se usa en manufactura de objetos a laminados.El laminado del objeto se realiza después de que cada capa se ha completado físicamente y que se ha medido a la altura vertical de la pieza.1.El software calcula el perímetro de la sección transversal del modelo.2.Se usa un rayo laser para cortar a la altura del perímetro, así como rayar las porciones de los exteriores.


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Modelado por deposición fundida

Es un proceso que en el filamento de cera o polímero se estira sobre la superficie de la pieza existente desde una cabeza de trabajo para completar cada capa nueva.

La cabeza de trabajo se controla en el plano x-y durante cada capa y después se mueve hacia arriba a una distancia igual a una capa en la dirección z.

La pieza se fabrica a partir de una base superior, usando un procedimiento capa por capa semejante a los otros sistemas de creación rápida de prototipos.

Los materiales iníciales incluyen la cera fundida por inversión y algunos polímeros.

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Modelado por deposición fundida

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Prototipos basados en polvo

La característica común de estos sistemas es que el material inicial es un polvo.

De los cuales analizaremos los siguientes dos sistemas:

1.Sinterización de laser selectiva.2.Impresión tridimensional.

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Sinterización de laser selectiva

Hace uso de un rayo laser móvil para sintetizar los polvos fusibles al calor en aéreas correspondientes al modelo geométrico en CAD de una capa a la vez para construir una pieza solida.

Después de completar cada capa, se esparce una nueva capa de polvo suelto a través de la superficie usando rodillos de contra - giro

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Sinterización de laser selectiva

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Impresión tridimensional.

La pieza se construye de la manera capa por capa usual y se emplea una impresora de chorro de tinta para lanzar un material adhesivo sobre capas sucesivas de polvo.

El aglutinante se deposita en áreas transversales de la pieza solida, conforme el rebano del modelo geométrico de CAD.

El aglutinante mantiene junto los polvos a fin de formar la pieza solida.

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Impresión tridimensional.

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Aplicaciones

Las Aplicaciones de la Creación rápida de prototipos puede clasificarse en tres categorías:

1.Diseño. Es la área de aplicación inicial de estos sistemas, ya que los diseñadores pueden realizar un modelo físico en un mínimo de tiempo.

2.Análisis y Planeación de Ingeniería. Sin la existencia del modelo o pieza física se tendría algunas complicaciones como: - Comparación de diferentes formas y estilos. - Análisis del flujo de fluidos a traves de los orificios de los diferentes diseños. - Pruebas de túnel de tiempo en diferentes formas aerodinamoicas

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Aplicaciones

- Analizar los esfuerzos del modelo físico.- Fabricación de piezas de preproducción.

3. Herramienta y Manufactura. Tendencia a la fabricación de herramientas de producción y en manufactura real de piezas

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Preguntas

1.¿Qué es la Creación rápida de Prototipos?Es una familia de métodos de fabricación para hacer prototipos de ingeniería en los tiempos de entrega mínimos posibles, con base en un método del articulo realizado en un sistema de diseño asistido por computadora.

2. ¿Cómo nace la Creación rápida de Prototipos?Nace de la necesidad de tener un modelo físico del diseño de una pieza o producto nuevo en lugar de un modelo de computadora o un dibujo.

3. ¿Qué es un Prototipo virtual?Es un modelo del computadora del diseño de una pieza en sistema CAD.

4. ¿ Cuales son las categorías de la Creación rápida de Prototipos?1. Proceso de Remoción de material. 2. Adicción de Material.

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Preguntas5.¿En qué consiste el modelado geométrico?Consiste en modelar el componente de un sistema CAD para definir el volumen que engloba.

6. Menciona las tres clasificaciones en que se basan la creación rápida de prototipos.1.Basado en líquidos.2.Basados en sólidos.3.Basados en polvos

7. ¿Qué es la Estereolitografía?Es un proceso para la fabricación de una pieza plástico solido, a partir de un polímero liquido fotosintético, usando un rayo laser dirigido para solidificar el polímero

8. ¿Qué es el modelado por deposición fundida?Es un proceso que en el filamento de cera o polímero se estira sobre la superficie de la pieza existente desde una cabeza de trabajo para completar cada capa nueva.

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