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Prototipos: qué son y cómo puedes fabricarlos

Hola inventores, creativos y emprendedores. Hoy vamos a resolver todas tus dudas sobre los prototipos ¿preparados?

 

En primer lugar, hay que resaltar que con un prototipo conseguimos validar el diseño y plasmar en realidad lo que habíamos diseñado en papel.

 

En definitiva, es posible tocar el producto, ver cómo funciona la ergonomía, ver todas esas cosas que normalmente ya sea en el ordenador o ya sea en el papel, no lo puedes experimentar.

 

Otro tema muy importante también es el poder ahorrarte dinero en un futuro en fabricación. No es lo mismo tener que volver a hacer un prototipo de 200€ o 300€, depende un poco del producto y demás, a tener que hacer otro molde.

 

Imaginémonos si es en inyección u otro proceso de fabricación, cuando ya estás metiéndote en grandes inversiones. Es decir, es mejor poder ir validando ahora, poder ver qué fallos tiene, qué cosas se pueden mejorar antes de meterte en la fase de fabricación y tener que hacer otras inversiones mucho mayores en un futuro.

 

En La Fábrica de Inventos realizamos tanto prototipos funcionales como finales.

 

No nos limitamos solo a imprimir una pieza sino que la complementamos. Luego estarían los prototipos finales con los que nosotros realizaríamos un producto final muy similar del que podría salir de una fábrica.

 

Conceptos básicos de los prototipos

 

Cuando se ha desarrollado un diseño industrial, se está en una fase avanzada de un proyecto, y antes de proteger un invento mediante una patente o modelo de utilidad, es indispensable abordar un Prototipo.

 

Nos sirve para conocer de cerca lo que hemos diseñado, analizar la ergonomía, funcionamiento de los mecanismos, resistencia de nervios, piezas y realización de pruebas para testear que todo lo desarrollado anteriormente se ha hecho correctamente.

 

Pero, ¿todo el mundo sabe qué es un prototipo? ¿Qué tipos de prototipos existen?, ¿Qué técnicas se utilizan? ¿Es lo mismo impresión 3D que prototipado 3D?

 

Como todo, para comprender todo este mundo hay que empezar por los conceptos básicos.

 

Tipos de prototipos

 

Los prototipos se pueden clasificar de muchas maneras, y nosotros los vamos a dividir en dos secciones, según la utilidad que le vamos a dar y la tecnología que se use. En esta primera parte analizaremos según la utilidad que le vayamos a dar, o para qué queremos utilizar nuestro prototipo.

 

Prototipos de baja precisión y de alta precisión

 

Existen prototipos de baja precisión, como maquetas, que se realizan para ver los aspectos visuales y espaciales del producto, a rasgos generales.

 

Se podrá analizar la estética del diseño propuesto, las dimensiones básicas que va a tener, etcétera. Es muy útil para ir viendo cómo va el proceso de diseño, si este se realiza conjuntamente con el prototipado.

 

También están los prototipos de alta precisión, por diversas tecnologías, impresoras 3D industriales, que plasman con una precisión muy alta el diseño industrial que se ha realizado y nos servirá para ver cómo quedará el producto en dimensiones reales tal y como lo hemos diseñado.

 

Prototipos funcionales y prototipos finales

 

Los prototipos funcionales son los que nos van a servir para poder comprobar los mecanismos, formas, adaptaciones, materiales(a nivel general), que se han planteado.
Es una forma más económica de poder ver el resultado de nuestro diseño, y de validar la mayoría de las propuestas.

 

Gracias a este prototipo funcional podemos dar paso a la protección de nuestro invento mediante una patente o modelo de utilidad.

 

Un prototipo final es utilizado para acercarnos lo más posible al producto final. Los materiales serán, si no son los mismos, lo más parecidos posibles en apariencia y propiedades al producto que en un futuro queremos sacar al mercado.

 

Nos puede servir para presentarlo a futuros clientes, inversores o empresas del sector con el que se quiera llegar a un acuerdo para vender la patente.

 

Es la mejor manera de que los demás vean el invento tal y como aparecerá más adelante en la fase de comercialización, o lo más parecido posible.

 

Ahora bien, existen multitud de tecnologías para realizar un prototipo y seguramente no comentemos absolutamente todas las tecnologías, pero sí las más utilizadas y las que consideramos que se deben conocer para introducirnos en este mundo de impresoras 3D, máquinas de prototipado, metodologías, etcétera.

 

En cuanto a la metodología de prototipar, hay que diferenciar entre prototipado y prototipado rápido.

 

El prototipado puede ser realizar una maqueta a base de recortes de cartón, o pulido de una pieza de madera, o incluso uniendo perfiles y piezas metálicas, así como fundir circuitos y componentes electrónicos a una base. Estas son diferentes formas de prototipar de una manera básica y manual.

 

Pero lo que es ahora más conocido y novedoso es la tecnología del prototipado rápido.

 

Se trata de un procedimiento por el cual se introducen unas coordenadas a la máquina, creadas por un programa de diseño 3D tipo CAD (computed aided design, en castellano DAO, diseño asistido por ordenador) o incluso programas de CAM (Computed aided manufacturing, mecanizado asistido por ordenador), que son procesadas por la máquina para realizar modelos de forma rápida.

 

Dentro de este campo del prototipado rápido existen 4 principales tecnologías: Estereolitografía (SLA), Sinterizado selectivo por láser (SLS), fabricación por laminado (LOM), y modelado por deposición fundida, la más conocida por FDM.

 

Estereolitografía (SLA)

 

Procedimiento en el cual se solidifica una resina Epoxi o acrílica que está en estado líquido mediante un láser ultravioleta capa a capa hasta completar la pieza.

 

Este tipo de resinas se denominan técnicamente resinas fotocurables.

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

 

Es muy parecido al anterior, pero en lugar de utilizar un líquido, se utiliza el material en polvo. Este material en polvo también reacciona al láser compactándose y se realiza capa a capa.

Fabricación por Laminado (LOM)

 

Se crean los prototipos a base de superponer y pegar láminas de papel (o algún otro material laminado) que se van cortando, normalmente por un láser.

 

Es como ir colocando recortes capa a capa una encima de la otra hasta completar la pieza.

Modelado por deposición fundida (FDM)

 

También se conoce como deposición por hilo fundido, y se trata de extruir una pequeña cantidad de un termoplástico (plástico que se puede fundir una y otra vez), por una boquilla que va imprimiendo sección a sección nuestro prototipo, a base de capas.

 

Esta última tecnología es la que más fama ha cogido por su bajo precio (en comparación con el resto) y sus amplias posibilidades.

 

Prototipos: ¿Cómo fabricar vuestro invento?

 

¿Hace falta tener una fábrica para fabricar mi producto? Pues no, no hace falta tener una fábrica para fabricar tu producto.

 

No es necesario comprar una fábrica o invertir en una fábrica para darle vida a tu invento.

 

Lo que tienes que hacer es tener un buen diseño industrial, un buen prototipo y enseñarselo a un fabricante que sea especialista. Por ejemplo, en plástico si fuera a fabricar en plástico, inyección, en madera o el material que quieras fabricarlo.

 

Nosotros te podemos ayudar a conseguir el fabricante.

 

¿Por qué digo que es importante que lo fabrique un tercero al principio? Porque hasta que no tengas muchísimo volumen no sale rentable tener tu propia fábrica, no tendría ningún sentido.

 

Esto es factible si tuvieras ventas de cien millones de productos al día, lo cual se trata además de tener tu propia marca y tu propia línea de fabricación.

 

Pero eso lo hacen las grandes empresas cuando ya tienen grandes cantidades de producto. Y eso se hace al cabo de varios años después de introducir el producto en el mercado y cuando ya tienes un gran volumen.

 

Cualquier duda que tengáis acerca de la fabricación de un prototipo, nosotros podemos ayudarte.

 

Fabricación de prototipo por corte y laminado

 

Ahora vamos a conocer una de las técnicas menos usadas en la industria y menos conocidas en el mundo del prototipado rápido, pero que está llena de posibilidades, además de ser una técnica muy intuitiva.

 

Se trata de la Fabricación por corte y laminado, conocida por las siglas LOM (laminated object manufacturing).

 

La fabricación por corte y laminado utiliza el material en estado sólido, en lugar de partir de un líquido como vimos en la estereolitografía (enlace al post de SLA), o de un material en polvo como en el sinterizado selectivo por láser (enlace al post de SLS).

 

En este caso se parte del material en estado sólido, en una pieza, a la cual se le va a mecanizar.

Cómo funciona

 

La técnica está basada en la creación de prototipos rápidos a través de superponer y pegar sucesivamente láminas de material cortadas por láser.

 

La máquina se compone de los siguientes componentes:

  • Un láser
  • Dos rodillos que van moviendo el papel para ir renovando las capas
  • Un rodillo guía para presionar los papeles antes de ser cortados
  • Una plataforma móvil

Procedimiento

 

El láser corta los contornos de la pieza en la capa en la que se sitúe.

 

Las zonas en las que no hay material de pieza se cortan en cuadrículas para facilitar su eliminación más tarde.

 

Se coloca otra nueva capa de papel y se repite el proceso hasta tener nuestro prototipo

 

Materiales

 

El material que se usa en un principio es el papel, pero en realidad existen máquinas que utilizan desde cartón, madera, e incluso plástico laminado en rollos.

 

Todos estos materiales simularán el material final que se usará en nuestro proyecto.

 

Ventajas e inconvenientes

 

Es una técnica que no necesita soportes, por lo que el acabado de las superficies donde se dejen voladizos tendrán un buen acabado.

 

No habrá problemas de diseño para este tipo de prototipado, tal y como se tenga el 3D se introduce en la máquina y se imprime.

 

No es una técnica muy conocida y uno de sus contras es la cantidad de residuos que genera, al estar obligado a cortar toda la superficie de trabajo.

 

De todas maneras es una forma muy rápida de obtener piezas con acabados muy curiosos y atractivos.

 

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