Presentació de fabricació de prototips mitjançant tecnologies additives - 19/03/2010

1. Josep Vinyes Àvila Idealab: Design&Prototypes info@idealab.es www.idealab.es Tel. +34 93 859 04 57 Mob. +34 686 350 182 Fabricació de prototips i maquetes mitjançant l’ús de tecnologies additives

2. Què és un prototip? Producte en estadis de desenvolupament i que per tant no està llest per la seva producció massiva. PROTOTIPS

3. Un producte pot estar en estadis de desenvolupament molt avançats, però si aquest no està llest per la seva producció en sèrie es continuarà considerant com a prototip. PROTOTIPS

4. La producció en sèrie no implica la producció de mil.lions d’unitats, tan sols implica una repetitibilitat en el producte final. PROTOTIPS Primer ordinador Apple any 1976, producció: 200 unitats, preu de venta any 1976: 600$, disseny de Stephen Wozniak.

5. Necessitem un prototip? Un problema endèmic de la innovació es que és impossible d’innovar sense equivocar-se. Els prototips són un instrument que ens ajuda a reduir riscos d’error i detectar millores en els nostres projectes. Els germans Wright varen crear varis prototips d’avió abans no varen aconseguir volar amb el Flyer I. PROTOTIPS

6. Detecció d’errors de disseny mitjançant un prototip Els prototips en poden ajudar a detectar possibles errors de disseny o conceptuals i ajudar-nos a estalviar molts diners en la fabricació d’un producte. PROTOTIPS Ratolí “ergonòmic” amb botons especials pel dit polze, els esquerrans no poden utilitzar aquests botons...

7. Què significa RP&M? Aquesta és l’abreviació de Rapid Prototyping &Manufacturing, aquesta és una forma comercial per anomenar les tecnologies additives. Definim més a fons el significat de RP i de RM... RP&M

11. Pro/Engineeer

12. Catia

13. Unigraphics

14. AutoCAD

15. STEP

16. IGS

18. Estereolitografia (SLA)

19. Deposició de fil fos (FDM)

20. Polyjet

21. DLP

22. DLMS

24. La dimensió del llescat de màquina (stepping)

25. La qualitat del material utilitzat per el fabricant.

26. L’estat de la màquina utilitzada per la fabricació.

27. La qualitat del post processat.TECNOLOGIES ADDITIVES TECNOLOGIES ADDITIVES

28. Els fitxers amb format STL Tal i com hem dit el format que llegeixen totes les màquines de fabricació additiva és el .stl. L’arxiu .stl conté l' informació de la geometria transformada a triangles i la direcció de la normal del triangle. La qualitat del model obtingut depèn en gran part de la bona qualitat del fitxer de triangulat generat. TECNOLOGIES ADDITIVES

29. Qualitat dels fitxers .STL Un fitxer .stl ben definit ens permetrà la creació de una peça amb una gran fidelitat al model original, en canvi una mala generació del fitxer .stl ens desvirtuarà la geometria original i pot donar lloc a resultats inesperats o no satisfactoris. TECNOLOGIES ADDITIVES Esfera original fitxer de CAD Fitxer .stl amb desviació de 1mm Fitxer .stl amb desviació de 0.1mm

30. Qualitat dels fitxers .STL Tots els bons programes de disseny tridimensional disposen de l’opció de generació del fitxer .stl, normalment aquests programes ens permeten variar alguns paràmetres per generar un fitxer .stl amb una definició adequada. El més usual és que et permetin canviar l’alçada cordal i/o la tolerància de triangulació. TECNOLOGIES ADDITIVES

31. El stepping (llescat , intercapat, etc...) La majoria de màquines del mercat treballen amb el que s’anomena tecnologies additives per capes, això vol dir que l’arxiu amb format .stl que enviem a màquina és “llescat” amb capes de dècimes o micras de gruix (depenent de la tecnologia utilitzada). TECNOLOGIES ADDITIVES

32. Efecte del “stepping” en les peces fabricades amb tecnologies additives: El fet que la màquina necessiti fabricar les peces per capes implica que la geometria patirà una deformació en forma de línies de nivell, més o menys acusades depenent de la precisió de la màquina. Aquestes línies acostumen a ser de dècimes de mil·límetres en la majoria de tecnologies additives, excepte en alguns casos de micro-manufactura en els que les línies de nivell són gairebé inapreciables. Aquest factor, juntament amb la qualitat del fitxer .stl utilitzat per fabricar la peça serà el que determinarà la qualitat final de la peça fabricada. TECNOLOGIES ADDITIVES

33. Qualitat del post processat La majoria de tecnologies additives utilitzen un “material de suport” per sostenir les parts de les peces que queden en voladís o amb negatiu. Aquests suports s’eliminen mitjançant processos manuals, tèrmics o químics, que poden alterar la qualitat superficial de la peça. Això s’ha de tenir en compte a l’hora de fabricar les peces, cal determinar quina és la cara vista, quines són les cotes critiques, etc... TECNOLOGIES ADDITIVES

34. Qualitat del material utilitzat per la fabricació i estat de la màquina El material utilitzat per fabricar les peces amb tecnologies additives acostuma a ser molt car, per tant els fabricants recomanen de barrejar material “utilitzat” amb material de nova aportació. Aquesta barreja de material nou amb material reutilitzat fa que la qualitat superficial de la peça se’n resenteix i crea efectes com per exemple la pell de taronja o inclús pot arribar a passar que algunes capes no quedin ben soldades entre elles. A aquest fet cal sumar-li l’estat de calibració de la màquina, que usualment se sol tendir a deixar-lo força descuidat. TECNOLOGIES ADDITIVES

35. Que es pot fer amb les tecnologies additives? Les tecnologies additives es poden classificar en tres grans grups segons el tipus de material que utilitzen : Material Orgànic Material Polimèric Material Metàl·lic Ceres Poliamida Crom Cobalt Poliamida amb FV Acer Inoxidable MATERIALS Poliamida amb FC Titani Fotopolimers Coure Poliamida amb AL Bronze Poliestirè Altres PEEK PMMA

37. Microinjecció de cera fosa - Solidscape, 3D Systems...

38. Polimèrics:

39. Sinteritzat Laser Selectiu (SLS) - EOS, 3D Systems...

40. Estereolitografia (SLA) – 3D Systems

41. Polyjet – Objet

42. DLP - Envisiontec

43. Deposició de fil fos (FDM) – Stratasys...

45. Sinteritzat de Crom Cobalt - EOS, MCP , Arcam..

46. Sinteritzat d’acer Inoxidable – EOS, MCP

47. Sinteritzat de Titani - MCP, Phenix, Arcam

48. Sinteritzat de Coure i bronze – EOS, MCP, Arcam...

50. Mèdic / Ortoprotèsic: Patrons d’implants per fosa de titani o inox.

52. Llibertat de disseny, es pot fabricar geometries “impossibles”.

56. Llibertat de disseny.

58. Acabat superficial molt rugós, si es vol utilitzar com a peça final s’ha de fer un acabat superficial posterior a la fabricació

60. El Sinteritzat Laser Selectiu (SLS) TIPUS DE TECNOLOGIA Sinteritzat Laser Selectiu (SLS) Procés de Sinteritzat Laser Selectiu (SLS)

62. Llibertat de disseny.

63. Fabricació en poques hores .

64. Varietat de materials.

65. Bon acabat superficial en comparació amb el SLS.

66. Millor detall que amb la SLS.

68. Alguns materials són molt fràgils i no permeten el seu muntatge.

69. Preu del material elevat.

71. Esterolitografia (SLA) TIPUS DE TECNOLOGIA Estereolitografia (SLA) Màquina de estereolitografia a Materialise (Belgica)

73. Llibertat de disseny.

74. Fabricació en poques hores .

75. Varietat de materials.

77. Preu del material molt elevat.

78. Limitació de dimensions, llargada màxima és de 500mm aprox.

80. PolyJet TIPUS DE TECNOLOGIA PolyJet Procés de fabricació amb tecnologia Polyjet

82. Llibertat de disseny.

83. Fabricació en molt poques hores .

85. Preu del material molt elevat.

86. Només vàlid per fabricar peces petites, la màxima llargada és de 300mm

87. Peces en plàstic no funcionals si es vol un ensamblatge

89. Digital LigthProcesing (DLP) TIPUS DE TECNOLOGIA DLP Fabricació de 3 peces mitjançant DLP a EuroMold

91. Llibertat de disseny.

92. Fabricació en molt poques hores .

94. Tolerància dimensional molt alta.

96. Llibertat de disseny.

97. Rapidesa de fabricació.

99. Tolerància dimensional molt alta.

100. Peces molt fràgils, requereixen d’un post-procés.

101. Material molt car.

103. Llibertat de disseny.

105. Acabat superficial força rugós, cal un post-mecanitzat per utilitzar-la com a postís per un motlle.

108. Dubtes estètics: Prototip cosmètic

109. Dubtes ergonòmics: Prototip volumètric

110. Dubtes mercantils: Prototips cosmètic funcionals (pre-sèrie)

111. Presentació del producte: Prototip cosmèticSELECCIÓ DE LA TECNOLOGIA

113. Resistència tèrmica.

114. Conductivitat o aïllament elèctric

115. Resistència a la corrosió o ambients hostils.

116. Hermeticitat

117. Impacte visual (textures, acabats, colors....)SELECCIÓ DE LA TECNOLOGIA

119. Metàl·lic o polimèric?

120. Quines dimensions té el meu prototip?

121. Quina tolerància dimensional necessito?

122. Quin és el nivell d’acabat superficial que vull aconseguir?

123. Requeriments especials (resistència química, conductivitat...)?SELECCIÓ DE LA TECNOLOGIA

125. Metàl·lic o polimèric?

126. Quines dimensions té el meu prototip?

127. Quina tolerància dimensional necessito?

128. Quin és el nivell d’acabat superficial que vull aconseguir?

129. Requeriments especials (resistència química, conductivitat...)?SELECCIÓ DE LA TECNOLOGIA

131. Reducció d’errors de disseny i fabricació.

132. Llibertat de disseny i modificació dels models.

133. Avantatge competitiu (ser el primer a treure un producte).

134. Promoció del producte (utilització de noves tecnologies).RESUM

136. Assessoria i Fabricació de RP&M amb Tecnologies Additives.

137. Projectes claus en mà.IDEALAB Prototypes Josep Vinyes Àvila Avinguda Generalitat,33 08570 Torelló Tel. +34 93 859 04 57 Mob. +34 686 350 182 Email: info@idealab.es www.idealab.es

138. GRACIES PER LA VOSTRA ASSISTÈNCIA. IDEALAB Prototypes Josep Vinyes Àvila Avinguda Generalitat,33 08570 Torelló Tel. +34 93 859 04 57 Mob. +34 686 350 182 Email: info@idealab.es www.idealab.es