Este instructivo le dará una mejor comprensión de cómo hacer que algo virtual (una idea, boceto, modelo CAD, etc.) se convierta en un objeto físico real. Afortunadamente, trabajo en un departamento de investigación y desarrollo, y dedico gran parte de mi tiempo a crear objetos físicos a partir de ideas. También lo hago en casa para proyectos personales y empresariales, por lo que te daré mi visión sobre el tema.

Hay muchas formas de crear un objeto físico a partir de una idea. Dependiendo del propósito del objeto, las opciones generalmente se reducen bastante fácilmente. Enumeraré algunas de las principales opciones que tenemos, y para qué sirven.

Si el objeto que tiene en mente no es demasiado estresante, el camino a seguir es la creación rápida de prototipos con polímeros, y generalmente es la forma más común de llevar una idea a la vida.

DEPOSICION FUSIONADA:

En el trabajo, usualmente usamos una impresora Objet 30 para la mayoría de nuestros prototipos; Esta es una impresora de deposición de resina curable UV. Básicamente, tiene un cabezal muy similar al chorro de tinta de su hogar, pero en su lugar deposita resina. La bandeja en la que deposita la resina se mueve hacia abajo a medida que cada capa (pase de las cabezas) se apila sobre la última capa y una luz UV unida a las cabezas cura la resina hasta cierto punto con cada pasada.

Los resultados son bastante sorprendentes en cuanto a la precisión, y las propiedades del material son lo suficientemente buenas para pruebas / uso generales. Los usamos para representaciones de modelos generales, accesorios de tensión ligera / media.

SLA:

La estereolitografía es como un "conjunto" de resina que se cura en la parte superior. Una placa mueve cada capa curada consecutiva más profundamente en la piscina, y la capa superior también se cura. Este proceso continúa y es, en esencia, un tipo de extrusión de resina curada.

Los resultados son buenos, no tan cerca como la deposición fundida, pero aceptables. La ventaja de este método es una variedad más amplia de materiales que se aproximan a las propiedades físicas de los polímeros reales. Los usamos para trabajar prototipos de modelos.

SLS:

La sinterización selectiva por láser funde y une cada capa pulverizada en forma. Al igual que el director de SLA, extruye las capas hacia abajo.

Los resultados son partes fuertes. La ventaja de este método es que puede introducir un relleno / mezcla de material en su modelo, como fibras de vidrio, aluminio, fibras de carbono, etc. Usamos estos modelos para instalaciones pesadas.

URETHANE CAST:

Puedes elegir esta opción si deseas una mayor cantidad de objetos. El costo inicial del molde es un poco más alto, pero cada parte consecutiva es mucho más barata.

FABRICACIÓN DE METAL:

Dependiendo de los requisitos físicos del objeto, puede ser necesario tener una pieza CNC fresada, sinterizada y terminada (a través de SLS), o formada con material metálico.

Las partes resultantes son muy precisas, muy fuertes, pero muy caras. Solo usamos esto para accesorios grandes.

Suministros:

Paso 1: Conceptualizar Idea

Por lo general, comenzamos con un boceto muy áspero en papel con dimensiones importantes. El propósito de esto es detectar cualquier problema obvio con su diseño antes de comenzar a modelarlo para que no pierda el tiempo arreglando algo importante mientras está en el proceso de CAD. Revise la pieza para ver si hay cambios que puedan ocurrir una vez que la pieza esté instalada o una vez que esté funcionando (otras cosas se mueven a su alrededor, interactúen con ella). Si no está familiarizado con el comportamiento físico del objeto (si es importante para usted) en cuanto a la funcionalidad y la fuerza, es posible que desee que un ingeniero lo revise.

Paso 2: Dibujar piezas

Ahora hacemos el objeto en CAD. Hay un montón de software de CAD disponible, y algunas de las mejores compañías ofrecen versiones para estudiantes de un precio razonable. También hay algunos programas CAD gratuitos disponibles, pero su uso puede requerir mucho más tiempo.

Si el software CAD tiene herramientas de análisis de elementos finitos, es posible que desee verificar la integridad estructural del objeto.

Si este es un objeto que interactuará con otras partes, puede ser conveniente modelar los otros elementos también y ver cómo todo encaja en un ensamblaje.

Tengo el privilegio de trabajar con SolidWorks, y me complace decir que probablemente sea mi software de CAD favorito.

Paso 3: prepararse para la creación de prototipos

Preparar el modelo para prototipar un objeto físico. Este paso incluye algunas de las opciones enumeradas anteriormente. Si tuviera que enviarlo a un prototipado rápido, lo más probable es que le pidan un archivo.STL o.STEP (214) de su parte. Esto se hace simplemente mediante la conversión de su archivo. Si elige el formato.STL, es posible que desee verificar la calidad del archivo de salida convertido. En SolidWorks, esto se hace eligiendo las opciones en la ventana de diálogo de guardar y editando en consecuencia. Algo muy importante que recordar es que en la vida real hay tolerancias, y la creación rápida de prototipos producirá características con dimensiones ligeramente diferentes del tamaño nominal (teórico) con el que ha dibujado su modelo. Debe preguntar a la compañía cuáles son sus tolerancias y realizar cambios en su modelo si es necesario antes de enviarlo.

Si desea enviarlo a un taller mecánico, deberá realizar un dibujo detallado, con todas las dimensiones y tolerancias necesarias (las tolerancias son muy importantes y contribuyen en gran medida al costo de mecanizado de su pieza).

Ahora, tenga en cuenta que estoy en casa y no tengo demasiado dinero para gastar en alguien que hace una parte relativamente simple para mí. ¿Que debería hacer? Bueno … entra en la madera! La madera es un gran material para la fabricación de piezas. Está disponible, es fácil de trabajar, es bastante resistente y puede estar recubierto.

Para comenzar a hacer su parte de madera, comencemos haciendo una plantilla a seguir. Esto se puede hacer haciendo un archivo.pdf del dibujo (con las vistas de dibujo en una escala de 1: 1, y asegúrese de marcar al menos los agujeros en el centro) e imprimirlo. Hago esto haciendo de mi plantilla de dibujo un A4 e imprimiendo (sin opciones de ajuste especiales) en un simple papel de 8.5x11 ".

Paso 4: Plantilla de traza

Recorte y trace la vista elegida (esta sería mi vista superior). Rastrear las partes es más fácil si coloca una o dos piezas de cinta adhesiva en las esquinas de la vista de corte y la madera. Marque el centro de cada agujero con un punzón en el centro o algo similar. Trace con cuidado y trate de no arrugar o mover la plantilla a medida que la rastrea en la madera.

Paso 5: Características de la máquina

Retire la plantilla de la madera y corte con cuidado su parte. Es aconsejable taladrar primero los agujeros y luego cortar el contorno, pero a veces el tamaño del objeto o la maquinaria no lo permite. No hace falta decir que lo está haciendo bajo su propio riesgo, por lo que debe tener cuidado. Las máquinas son peligrosas, y uno debe tener experiencia con cualquier herramienta o máquina desconocida antes de trabajar en un proyecto. A menudo hago partes ficticias solo para probar un método primero, así que tengo una idea de qué esperar al hacer la parte real. Siempre se pueden usar varias piezas para producir cavidades y características complejas.

Paso 6: Finalizar parte

Una vez que se produce su parte, puede optar por recubrirla con un sellador para protegerla. Si necesitas que esta parte sea plástica, no temas, siempre puedes lanzarla. El lanzamiento puede ser bastante complicado, pero en pocas palabras, usted construye una caja, usa algún tipo de material de relleno si es necesario para hacer su línea de separación, hace la mitad del molde, luego hace la otra mitad (incluidas las puertas) y está listo para producir una parte Simple en teoría, pero complicado de ejecutar debido a la necesidad de varias condiciones de trabajo importantes. Hay mucha información en la web si estás interesado.

¡Buena suerte al crear sus ideas, y recuerde que siempre debe estar seguro mientras trabaja con herramientas o productos químicos!