prototipado rapido fdm

Diplomatura en Técnicas de Ingeniería Inversa,

Fabricación Rápida de Prototipos y Herramientas

Prototipado Rápido FDM

I.M. Leonardo Arbeláez

Director Tecnologías 3D

i3D Ltda

[email protected]

310 444 0113

Prototipado Rápido (RP)

Objetivo Entender Claramente las tecnologías de Manufactura Aditiva o additive Fabrication. (AF) Contenido

• Terminología

• Informacion General

• Tecnologías

• Tipos de uso de la Fabricación Aditiva

TERMINOLOGIA

Terminología

Se conoce por muchos nombres:

• 3D Printing

• Rapid Prototyping

• Rapid Tooling

• Rapid Technologies

• Rapid Manufacturing

• Advanced Manufacturing

• Additive Manufacturing

• Additive Layer Manufacturing

• Direct Digital Manufacturing

• Direct Manufacturing

• Impresión en 3D

• Prototipado Rápido

• Herramentales Rápidos

• Tecnologías Rápidas

• Manufactura Rápida

• Manufactura Avanzada

• Manufactura Aditiva

• Manufactura Aditiva por Capas

• Manufactura Digital Directa

• Manufactura Directa

Terminología

Fabricación Aditiva Es el termino que cubre todas las tecnologías y Aplicaciones y es el remplazo preferido para RP o PR. Definición: Colección de Tecnologías , Directamente llevadas por datos de un CAD, para producir automáticamente modelos físicos y partes Tridimensionales (3D) por medio de un proceso Aditivo. Historia: Las primeras técnicas para Fabricación Aditiva se volvieron disponibles a fines de los años 80´s y fueron usadas para producir modelos y prototipos de partes. Hoy son usadas para un rango mas amplio de aplicaciones e inclusive son usadas para manufacturar productos con calidad de producción en cantidades relativamente pequeñas.

Información General Prototipado

Formato STL

Formato de intercambio de información geométrica desarrollado para el intercambio de archivos entre los sistemas CAD y las máquinas de Fabricación Aditiva. Consiste en la triangulación de las caras del modelo sólido. Ventajas:

• Liviano

• Se puede visualizar pero no es fácilmente

editable.

• No presenta problemas de interpretación

o modificaciones en la reconstrucción

(Formato Neutro)

• Buena precisión.

Fases de Fabricación

Tecnologías

FDM – Fused Deposition Modeling - Stratasys

Tecnologías de Fabricación Aditiva

FDM – Ejemplos


FDM

CANAL YouTube: http://www.youtube.com/user/stratasysfdm Descripción del Proceso: http://www.youtube.com/watch?v=SPtkOmP_HoA

Empresa Ubicación Tecnología Instalaciones Participación

Mercado 2008 Impresoras 3D

Rango de Precio

Sistemas De

Producción Rango de Precio

Stratasys USA FDM 50.000+ 2169 Sistemas

44% 1.939

$15K USD - 35K USD

230 $100K - $550 USD

http://www.youtube.com/user/stratasysfdm

http://www.youtube.com/watch?v=SPtkOmP_HoA

Las impresoras 3D DIMENSION usan la tecnología FDM para crear prototipos funcionales en plástico ABS.

Impresoras para trabajo en Grupo Impresora Personal

uPrint ELITE SST1200es


FDM – Información General

FORTUS 360mc FORTUS 400mc FORTUS 900mc

Sistemas de Producción en 3D


FDM – Información General

FORTUS 250mc

900mc Short.wmv

TIPOS DE FABRICACION ADITIVA

Tipos de uso de la Fabricación Aditiva

Fabricación Aditiva

Establecido / Tradicional

(Diseño)

Modelos Conceptuales

Prototipos Funcionales

Manufactura Digital Directa

(Fabricacion)

Herramientas de

Manufactura

Partes para Uso Final




(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura





(Diseño)




(Fabricacion)

Herramientas de

Manufactura





(Diseño)




(Fabricacion)

Herramientas de

Manufactura

Partes para Uso Final Evalúan:

• Conceptos • Forma




(Diseño)




(Fabricacion)

Herramientas de

Manufactura





(Diseño)




(Fabricacion)

Herramientas de

Manufactura


Evalúan:

• Función • Ajuste • Requerimientos de Uso • Desempeño • Manufacturabilidad • Resistencia Mecánica • Resistencia Química • Sirve / No Sirve • Mecanismos • Volumetría

Modelos Conceptuales y Prototipos Funcionales

Beneficios Principales • Reducen el tiempo al mercado

• Solidifican el Diseño • Reducen cambios de diseño a ultima hora

• Menor costo de desarrollo del producto

• Los cambios en el Diseño se hacen al principio del proceso • Los errores se detectan rapido

Beneficios Secundarios • Facilitan la comunicación • Mejoran el Diseño del Producto.

Carro a Vapor Modelo 1907 de Jay Leno • Remplazo de una Válvula necesario • Repuesto no Disponible

Labores Realizadas

• Escaneo de la Pieza • Reconstrucción en software de Ing.

Inversa. • Fabricación de la pieza en una

impresora 3D. • Fabricación de copia por cera perdida.

Casos de Éxito

Manos Libre Bluetooth - Logitech • Modelo Inicial Presentaba Fallas

Labores Realizadas

• Generación de varias propuestas. • Probado por Grupos de usuarios. • Incremento en la resistencia del 273% • Clientes Satisfechos.

Casos de Éxito




(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura





(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura


Función:

Asisten proceso de Manufactura: • Dispositivos • Fijaciones • Moldes • Patrones • Galgas.




(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura


Uso:

Función:

Asisten proceso de Manufactura: • Dispositivos • Fijaciones • Guías de Perforación • Moldes • Patrones • Galgas.

• Producir • Inspeccionar • Manipular.

Herramientas de Manufactura

Beneficios Principales • Menores Costos • Entrega mas Rápida

Beneficios Secundarios • Menor Tiempo/Actividad para los procesos • Remplazos Rápidos • Libertad de Diseño

Casos de Exito

BMW




(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura





(Diseño)




(Fabricación)

Herramientas de

Manufactura

Partes para Uso Final Uso: • Productos para la venta

• Partes y ensambles puestos a trabajar

Herramentales y Piezas de uso final

Mejores resultados para: Bajos volúmenes relativos • Series Cortas • Transición a Producción Piezas de alta complejidad • Elimina Herramentales costosos • Reduce tiempos de entrega Partes aceptables: Propiedades Fisicas Normales Procesos de Acabado posteriores Parte estetica no es critica

Piezas de uso final

Beneficios Principales • Beneficios Financieros

• Reduccion en Costos • Aumento en ganancias

• Ventajas en Tiempo

• Reduce el tiempo de salida al mercado • Reducción de Ciclos

Beneficios Secundarios • Libertad de Diseño • Frecuencia de rediseño de producto • Respuesta Rapida

Proceso de Diseño Vs Costos por cambios

Concepto Ingeniería Detalle Herramental Producción

$1.000

$10.000

$100.000

$1.000.000

$10.000.000 80% del Presupuesto

Cuanto Vale un Cambio?



Servicios Por Demanda

(Service Bureaus)

Por una cantidad de $$$ se manda a

fabricar el prototipo.

Impresora 3D

Soluciones menos Costosas

Sistemas de Producción 3D

Sistemas de Mayor Desempeño




(Service Bureaus)



Impresora 3D




Características:

• Menor Barrera de consecución • Distribución Global • 2-7 Días de entrega promedio. • Todas las tecnologías disponibles




(Service Bureaus)



Impresora 3D







(Service Bureaus)



Impresora 3D




• $10-$50K • Simples y Fáciles de Usar. • Optimizadas para probar forma y función




(Service Bureaus)



Impresora 3D







(Service Bureaus)



Impresora 3D




• $50-$500K & Mas • Optimizada para rendimiento • Solución para muchas aplicaciónes

Características:




(Service Bureaus)



Impresora 3D




Valoración de Tecnologías Vs Tipo de Parte.

Impresoras 3D Sistemas de Producción 3D

Requerimientos de Rendimiento Incrementan



Herramientas de Manufactura


APLICACIONES Y BENEFICIOS

Probar Conceptos Explorar rapidamente multiples conceptos de diseño con el equipo de diseño o cliente.

Pruebas Funcionales Validar Forma, Funcion y Ajuste, cuantas veces sea necesario antes de pasar a produccion.

Reduccion en Costos de Producto Hallar una falla de diseño antes de salir a produccion puede ahorrar MILLONES.

Productos de Mercadeo Productos para mostrar y vender a los clientes sin gastar en herramentales.

Prototipos con Terminado (Mockups) Prototipos con terminoados lisos, pintados , cromados.


FDM – Aplicaciones Diseño

Aptos para apoyar procesos industriales

Piezas Termoformadas Prototipos listos para ser termoformados y sacar muestras reales .

Dispositivos de Ensamble Ideal para procesos de ensamble en serie de varias piezas.


FDM – Aplicaciones Procesos


Moldes para Soplado Prototipos de Botellas sopladas en PET.

Moldes RTV Copias identicas al modelo en otros materiales




Modelos Para Fundicion Modelos para arena o por cera perdida

Piezas Unicas Piezas resistentes para ser usadas directamente




Modelos Para Vulcanizado Generar piezas vulcanizadas

Y Mucho mas…. ?



Maquina


FDM – Componentes de Maquina

Tan Fácil como 1 – 2 – 3 Caso

1- Procesamiento 3- Modelo 2- Impresion


FDM – Proceso de Fabricación

CatalystEX

CatalystEX funciona como un driver de impresora.

Proceso de Impresion Automatizado

• Orientacion Modelo

• Corte del Modelo en Capas

• Creacion del soporte

• Pasar informacion a impresora

Licencias de RED Ilimitadas


FDM – Procesamiento

CatalystEX


FDM – Procesamiento

Herramientas para Normal Uso.



Ubicación de base de modelado : 200 x 150 x 150 mm



Bobina de Material (ABSplus) y Soporte contenido : 492 cm3

Caso

Ensamble de Bobina en el cartucho.



Ensamble de cartuchos en la Maquina.



Diagrama de Funcionamiento Tecnologia Doble Boquilla

Material soporte Material Modelo

• SST • ABSplus

Plataforma



Panel de Control



Cabezal de Extrusión



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