CONSEJOS PARA PASAR DEL PROTOTIPADO A LA FABRICACIÓN EN SERIE

Los prototipos rápidos lo ayudan a probar la apariencia de su diseño y su rendimiento. Puede testar múltiples opciones de material y evaluar su mercado potencial sin una gran inversión en tiempo y dinero.

Una vez que esté satisfecho con su producto y esté listo para pasar de los prototipos a la producción, hay varias cosas  de las que se debe asegurar para garantizar que la transición a volúmenes más grandes sea fluida. Desde PROTOSPAIN le damos cinco consejos para ayudarle a optimizar el proceso de llevar su producto al mercado.

1. Elija el proceso de fabricación adecuado

Productos metálicos

Los prototipos de metal generalmente se realizan mediante mecanizado CNC o impresión 3D de metal. Aunque es excelente para algunos tipos de prototipos, la impresión 3D en metal no es adecuada para la producción en muchos casos. Aunque la tecnología está avanzando, sigue siendo demasiado lenta y costosa para volúmenes más grandes a menos que requiera geometrías complejas y piezas livianas.

La mayoría de los prototipos de metal están hechos por mecanizado CNC y esta es una buena manera de escalar volúmenes con el tiempo a medida que aumenta la demanda.

Para la fabricación de alto volumen, considere la fundición a presión. Esta es la forma más rápida y económica de hacer grandes lotes de piezas metálicas idénticas. Tenga en cuenta que existen reglas de diseño para la fabricación que deben seguirse para la fundición, y deberá invertir en una herramienta de producción. Pero este costo puede recuperarse en una orden de producción grande.

Para piezas planas pueden optar por el corte láser, pudiendo éstas a su vez doblarse para dar lugar a formas tridimensionales. Otra tecnología es la Estampación y Embutición.

Productos de plástico

Si el prototipo se hizo en plástico, probablemente se hizo mediante impresión 3D, mecanizado CNC, colada al vacío de poliuretano (Inyección en moldes de silicona) o Moldeo por inyección-reacción (RIM) si son piezas de gran tamaño. Para volúmenes más grandes en plástico, la solución ideal es el moldeo por inyección de plástico.

Si el prototipo se hizo en plástico, probablemente se hizo mediante impresión 3D, mecanizado CNC o colada al vacío de poliuretano (Inyección en moldes de silicona). Para volúmenes más grandes en plástico, la solución ideal es el moldeo por inyección de plástico.

El moldeo por inyección, como la fundición a presión, requiere un estricto cumplimiento de las reglas de diseño que no entran en juego cuando se utilizan técnicas de prototipado rápido. Estos incluyen el uso de costillas y protuberancias, dimensiones mínimas de espesor de pared, ángulos de desmoldeo, las posiciones de los puntos de inyección, correderas, pasadores eyectores y muchas otras consideraciones.

Por lo tanto, los desarrolladores de productos deben asegurarse de que sus planes tengan en cuenta el costo adicional y el tiempo de comercialización que implica una transición de un proceso a otro.

 2. Prepare una lista de materiales (BOM)

Los prototipos generalmente involucran solo unas pocas piezas terminadas y estos tienen un precio unitario alto.

Cuando llega el momento de ir a producción, se debe tener en cuenta cada uno de los elementos del ensamblaje. Cada tuerca, perno y tornillo, botón de goma o clip de metal, incluso la cantidad de pintura o pegamento, todo debe contabilizarse como un costo separado. Un mayor número de componentes implica una cadena de suministro más compleja, por lo que vale la pena mantener el diseño lo más simple posible.

Finalmente, una lista de materiales detallada puede ayudarle a evaluar la cantidad de mano de obra involucrada en el proceso de ensamblaje, lo que puede ser un factor de costo significativo.

3. Elija el material correcto

A veces, un prototipo está hecho de un material costoso o «exótico». Esto se hace para que sea una pieza de exhibición o para ayudar con una campaña de marketing o financiación. Pero los materiales exóticos no son una buena opción para la fabricación de alto volumen.

Debe considerar usar las materias primas más comunes. Serán menos costosas y más fáciles y rápidas de adquirir. Lo que es más importante, los fabricantes tienen más experiencia trabajando con materiales en stock, por lo que será más fácil controlar los parámetros del proceso para obtener resultados más fiables.

4. Elija el acabado de superficie adecuado

Un prototipo cuidadosamente lijado, pulido y pintado a mano con un color personalizado, sin duda, se ve muy bien. ¿Pero es eso práctico a gran escala? Los acabados de superficie elaborados tienden a requerir mucha atención a los detalles y un trabajo manual cuidadoso, algo que no siempre es posible para la producción en serie.

Si necesita procesos de acabado especializados, le recomendamos que encuentre formas de automatizar o adherirse a uno o dos acabados en lugar de múltiples acabados. Para las piezas de aluminio, el anodizado es un tratamiento de superficie atractivo y muy duradero y las piezas se pueden procesar en lotes según sea necesario sin comprometer ningún volumen mínimo.

5. Plan de certificación y pruebas

A diferencia de los prototipos, las piezas de producción para la venta comercial deben estar certificadas bajo una variedad de esquemas de seguridad y regulatorios. Esto dependerá de muchos factores, incluido el entorno en el que se usa el producto, que funcione con electricidad y el país donde se vende.

Debe estar preparado para enviar productos terminados a diferentes organizaciones para obtener certificaciones y calcular el tiempo y los gastos de este paso necesario.

Cómo elegir el material adecuado para el mecanizado CNC

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Hay cientos de aleaciones metálicas disponibles para mecanizado CNC. Cuál es la mejor para su próximo proyecto depende de una serie de factores, entre los que se incluyen el precio, la trabajabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia, el peso y la apariencia estética. Para ayudarlo a elegir, aquí tiene una mirada más cercana a los que usamos todos los días y qué beneficios pueden tener para su próximo proyecto.

 

Aluminio 7075
7075 es un grado superior de aluminio, aleado principalmente con zinc. Es una de las aleaciones de aluminio más fuertes, con una excelente resistencia que le permite recuperar su forma original cuando se conforma en frío. 7075 es mecanizable y puede ser anodizado.
El 7075 a menudo se endurece a T6. Sin embargo, es una mala opción para la soldadura y debe evitarse en la mayoría de los casos. Normalmente utilizamos el 7075 T6 para hacer moldes de inyección de plástico. También se utiliza para equipos de alta resistencias, como para marcos automóviles y aeronaves y otras partes que sufren estrés.
Latón
El latón es una aleación de cobre y zinc. Es un metal muy suave y, a menudo, puede ser mecanizado sin lubricación. También es altamente funcional a temperatura ambiente, por lo que se suele utilizar en aplicaciones que no requieren una gran resistencia. Hay muchos tipos de latón, dependiendo en gran medida del porcentaje de zinc. A medida que este porcentaje aumenta, la resistencia a la corrosión disminuye.
El latón tiene alto brillo y se parece mucho al oro, es la razón por la que se encuentra a menudo en aplicaciones cosméticas. El latón es eléctricamente conductor pero no magnético, se puede soldar y se puede reciclar fácilmente. Otra característica del latón es que no hace chispas cuando se golpea con otro metal, por lo que se usa en herramientas en entornos potencialmente explosivos. Curiosamente, el latón tiene propiedades antibacterianas y antimicrobianas naturales, y su uso en este sentido todavía está en estudio.
El latón es común en accesorios de fontanería, herrajes decorativos para el hogar, cremalleras, herrajes navales e instrumentos musicales.
Magnesio AZ31
El magnesio AZ31 es una aleación con aluminio y zinc. Es hasta un 35% más ligero que el aluminio, con una resistencia equivalente, pero también es un poco más caro.
El magnesio es fácil de mecanizar, pero es muy inflamable, especialmente en forma de polvo, por lo que para el mecanizado CNC debe utilizarse un lubricante líquido. El magnesio se puede anodizar para mejorar su resistencia a la corrosión. También es altamente estable como material estructural y es una excelente opción para la fundición a presión.
El magnesio AZ31 se usa a menudo para componentes de aeronaves en los que el peso ligero y la alta resistencia son más deseables, y también se puede encontrar en las carcasas para herramientas eléctricas, cajas de portátiles y cuerpos de cámaras.
Acero Inoxidable 303
Hay muchas variedades de acero inoxidable, llamadas así por la adición de cromo que ayuda a disuadir la oxidación (óxido). Debido a que todos los aceros inoxidables se parecen, se debe tener mucho cuidado y probar la materia prima entrante con equipos de metrología como los detectores OES para confirmar las características del acero que está utilizando.
Para mejorar su mecanizado CNC se añade azufre, pero también reduce su protección contra la corrosión.
El 303 no es una buena opción para la conformación en frío (doblado), ni puede tratarse con calor. La presencia de azufre también significa que no es una buena opción para la soldadura. Tiene excelentes propiedades de mecanizado, pero se debe tener cuidado con las velocidades / avances y el afilado de las herramientas de corte.
El 303 se utiliza a menudo para tuercas y tornillos de acero inoxidable, accesorios, ejes y engranajes. Sin embargo, no debe utilizarse para accesorios de grado marino.
Acero Inoxidable 304
Esta es la forma más común de acero inoxidable, que se encuentra en una amplia variedad de productos de consumo e industriales. A menudo llamado 18/8, esto se refiere a la adición de 18% de cromo y 8% de níquel a la aleación. Estos dos elementos también hacen que el material sea especialmente resistente y no magnético.
304 es fácil de mecanizar, pero a diferencia de 303 puede soldarse. También es más resistente a la corrosión en la mayoría de los entornos normales (no químicos). En el mecanizado debe procesarse con herramientas de corte muy afiladas y no contaminarse con otros metales.
El acero inoxidable 304 es una excelente opción para accesorios de cocina y cubertería, tanques y tuberías utilizados en la industria, la arquitectura formula y las molduras en automoción.
Acero Inoxidable 316
La adición de molibdeno hace al 316 aún más resistente a la corrosión, por lo que a menudo se considera un acero inoxidable de calidad marina. También es resistente y fácil de soldar.
316 se utiliza en accesorios arquitectónicos y marinos, para tuberías y tanques industriales, molduras para automoción y cubiertos de cocina.

 

Acero al carbono 1045
Este es un grado común de acero suave, es decir, no inoxidable. Normalmente es menos costoso que los aceros inoxidables, pero es considerablemente más fuerte y resistente. Es fácil de mecanizar y soldar, y puede endurecerse y templarse para obtener diferentes durezas.
El acero 1045 (en la norma europea, C45) se utiliza en muchas aplicaciones industriales, para tuercas y pernos, engranajes, ejes, bielas y otras piezas mecánicas que requieren un mayor grado de tenacidad y resistencia que el acero inoxidable. También se usa en arquitectura, pero si se expone al medio ambiente, es necesario tratar su superficie para evitar la oxidación.

 

Titanio
El titanio es conocido por su alta resistencia, peso ligero, tenacidad y resistencia a la corrosión. Puede soldarse, pasivarse y anodizarse para aumentar la protección y mejorar su apariencia. El titanio no se pule especialmente bien, es un mal conductor de electricidad pero un buen conductor de calor. Es un material duro para mecanizar y deben utilizarse útiles especiales.
El titanio es generalmente biocompatible y tiene un punto de fusión muy alto. Aunque es más caro que otros metales en forma comercial, en realidad es muy abundante en la corteza terrestre pero difícil de refinar.
El titanio funciona bien para la impresión 3D de metal (sinterizado). Tiene aplicaciones en los campos aeroespaciales, militares, biomédicos e industriales, donde resiste bien el calor y los ácidos corrosivos.

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