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Experto en prototipos rápidos y fabricación rápida

Nos especializamos en mecanizado CNC, impresión 3D, fundición de uretano, herramientas rápidas, moldeo por inyección, fundición de metales, chapa y extrusión.

La guía definitiva para herramientas rápidas

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En el acelerado entorno de fabricación actual, las herramientas rápidas se han convertido en una herramienta rápida para productos personalizados. Este artículo explora el mundo de las herramientas rápidas, sus diversos tipos, beneficios, limitaciones y aplicaciones, así como una mirada en profundidad a cómo las herramientas rápidas difieren de las herramientas tradicionales y cómo las herramientas rápidas ocupan una posición única en comparación con la creación rápida de prototipos. Descubra cómo este enfoque innovador proporciona ciclos de producción más rápidos y soluciones personalizadas rentables para una amplia gama de industrias.

Prototipado rapido Es el proceso de producción rápida de moldes y herramientas para su uso en la fabricación. Es un componente clave de la metodología Rapid Manufacturing para producir piezas funcionales y prototipos de forma más rápida y eficiente. Las herramientas rápidas desempeñan un papel vital a la hora de cerrar la brecha entre la creación rápida de prototipos y los métodos de herramientas tradicionales, proporcionando una solución rentable y que ahorra tiempo.

herramientas rápidas

El objetivo principal de Rapid Tooling es acelerar el proceso de producción de herramientas, permitiendo a los fabricantes realizar una transición rápida de la fase de diseño a la fabricación real. Al utilizar tecnologías avanzadas como la fabricación aditiva y el mecanizado CNC, Rapid Tooling puede crear moldes y herramientas con mayor precisión y plazos de entrega más cortos.

Las aplicaciones para herramientas rápidas son variadas y cubren industrias como la automotriz, aeroespacial, bienes de consumo y dispositivos médicos. Permite la producción de piezas personalizadas, pequeñas tiradas de producción y una rápida iteración de diseños. La creación rápida de prototipos permite a los fabricantes responder rápidamente a las demandas del mercado, reducir el tiempo de comercialización y obtener una ventaja competitiva en sus respectivas industrias.

Comparación de herramientas rápidas y herramientas tradicionales

Utillaje rápido es un grupo de tecnologías que se utilizan para crear herramientas de forma rápida, rentable y eficiente para procesos de fabricación tradicionales para fabricar piezas en un período de tiempo más corto o en cantidades más bajas. Las herramientas tradicionales generalmente se fabrican con metales duraderos utilizando técnicas como el mecanizado y la fundición de metales. . Sin embargo, estos procesos son caros y más adecuados para ciclos de producción en masa. Cuando se utiliza para iteraciones de herramientas o para producir herramientas que solo se utilizan para fabricar pequeños lotes de piezas, los costos pueden aumentar y los tiempos de producción pueden aumentar dramáticamente.

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La integración de herramientas rápidas en el proceso de desarrollo de productos permite a los fabricantes validar diseños y opciones de materiales antes de realizar la transición a la producción en masa para acelerar el desarrollo de productos, iterar rápidamente y llevar mejores productos al mercado. El mecanizado rápido permite a los ingenieros utilizar materiales reales de calidad de producción para evaluar el rendimiento de las piezas en aplicaciones del mundo real y producir cantidades limitadas para pruebas beta y de validación. El uso rápido de herramientas también puede ayudar a solucionar problemas en el proceso de fabricación antes de invertir en costosas herramientas de producción.

Además, las herramientas rápidas proporcionan una manera de producir series limitadas o personalizadas de piezas de uso final utilizando procesos de fabricación tradicionales que serían prohibitivamente costosos de usar. Esto permite a los fabricantes probar nuevos productos para el mercado, ofrecer una gama más amplia de productos o personalizar piezas según las necesidades del cliente. Consulte la siguiente tabla:

 

HERRAMIENTAS RÁPIDAS

HERRAMIENTAS CONVENCIONALES

Velocidad

24 horas

Semanas 4-8

Producción propia mediante técnicas de fabricación aditiva

Producción subcontratada

Costo de herramienta

Bajos costos, similar a la creación rápida de prototipos, bajos costos generales

Costos generales muy caros y considerables.

Volumen de producción ideal

1 – 10,000 XNUMX piezas, según el proceso y el material de herramientas

~5,000+ piezas, varía según el proceso de producción

Aplicaciones

prototipado

Producción en masa

Pruebas de validación de productos

Herramientas de puente

Producción a corto plazo, bajo demanda o personalizada

¿Qué materiales se pueden utilizar para el mecanizado rápido?

Los prototipos rápidos son moldes temporales que se utilizan para producir prototipos, pequeños lotes de piezas o resinas fundidas. Algunos materiales comunes utilizados para la creación rápida de prototipos incluyen caucho de silicona, poliuretano, yeso y metal.

Aluminio

El aluminio es el material elegido para la creación rápida de prototipos debido a su excelente conductividad térmica, lo que lo hace ideal para el moldeo por inyección. Está fácilmente disponible y ofrece una buena relación resistencia-peso.

Acero

El acero, especialmente el acero para herramientas, es una opción confiable para un procesamiento rápido. Es duradero y puede soportar procesos de moldeo a alta presión. La industria siderúrgica de China garantiza un suministro constante de material de alta calidad.

Plásticos

Para determinadas aplicaciones de lotes pequeños, se pueden utilizar plásticos como ABS o nailon para un mecanizado rápido. Estos materiales son rentables e ideales para la creación de prototipos.

Cobre

El cobre se utiliza para determinadas aplicaciones especializadas, especialmente para componentes electrónicos. Tiene una excelente conductividad eléctrica y es fácil de trabajar.

Tecnologías de fabricación

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC juega un papel importante en la industria de herramientas rápidas de China. Implica el uso de herramientas de precisión para restar material de un bloque sólido. El mecanizado CNC puede manejar una variedad de materiales, incluidos metales y plásticos.

La electroerosión utiliza descargas eléctricas para grabar material con precisión. Es un método preciso, utilizado a menudo para formas complejas o materiales endurecidos.

En el entorno de fabricación de rápidos cambios de China, la elección del material y la tecnología para las herramientas rápidas puede afectar significativamente el desarrollo del producto y el tiempo de comercialización. La elección depende de factores como el presupuesto, los requisitos del proyecto, las propiedades del material y el rendimiento deseado. Con mayores avances en tecnología, la gama de materiales y técnicas de herramientas rápidas seguirá expandiéndose, ofreciendo una variedad de nuevas perspectivas de innovación y contribuyendo al crecimiento de la fabricación en China.

Tipos de herramientas rápidas

La creación rápida de prototipos abarca una variedad de técnicas, incluidas las herramientas rápidas directas (DRT) y las herramientas rápidas indirectas (IRT). DRT implica la creación directa de un molde o utillaje mediante técnicas de fabricación aditiva como la impresión 3D o la sinterización selectiva por láser. Por otro lado, la IRT implica la creación de patrones maestros o prototipos y luego la generación de moldes o herramientas finales utilizando métodos de fabricación convencionales o aditivos.

Herramientas rápidas directas

Herramientas rápidas directas Crea inserciones reales de moldes de núcleo y cavidad. La ventaja de este proceso es su capacidad de crear herramientas con geometrías que antes eran inalcanzables. La tecnología de enfriamiento conformal es un ejemplo de esto. En esta técnica, los canales de enfriamiento internos siguen los contornos de la cavidad del molde, mejorando la uniformidad de la pérdida de calor del molde y reduciendo los tiempos de enfriamiento en aproximadamente un 66 %.

En la fabricación de tiradas cortas, esta forma de herramientas rápidas le permite construir un molde o herramienta muy rápidamente y comenzar a fabricar productos casi de inmediato. Esto es especialmente ventajoso para la fabricación a corto plazo porque no es necesario que las herramientas sean muy resistentes o duraderas. Dependiendo de los materiales utilizados y de la complejidad del diseño, este molde puede producir hasta 5,000 piezas.

Pasos del mecanizado rápido indirecto:

actividad sísmica : Cree un modelo digital de la pieza del molde utilizando el software CAD.
Selección de material: Elija un material adecuado para el componente del molde, como aluminio o acero.
Fabricar: produzca el componente de la herramienta directamente a partir del material seleccionado mediante mecanizado CNC o impresión 3D.
Máquinas de acabado: Aplicar técnicas de posprocesamiento como pulido o tratamiento superficial para lograr el acabado superficial deseado.

Ventajas del mecanizado rápido directo

Velocidad: Direct Rapid Tooling permite una producción más rápida de componentes de herramientas y plazos de entrega más cortos que los métodos tradicionales.
Flexibilidad de diseño: el software CAD permite diseños complejos y modificaciones rápidas para optimizar el diseño.

Rentable: Direct Rapid Tooling es más rentable para producción de volumen bajo a medio que el herramental tradicional.

Desventajas de las herramientas rápidas directas

Limitaciones de materiales: la gama de materiales que se pueden utilizar para Direct Rapid Tooling puede ser limitada en comparación con los métodos de mecanizado tradicionales.

Durabilidad: Los componentes de molde producidos mediante métodos directos de herramientas rápidas pueden tener una menor durabilidad en comparación con los componentes de molde fabricados con materiales de molde tradicionales.
Limitaciones de tamaño: el tamaño de los componentes de las herramientas puede estar limitado por la envolvente de la máquina CNC o la impresora 3D utilizada.

Herramientas rápidas indirectas

Indirect Rapid Tooling utiliza un patrón maestro generado por Additive Manufacturing para crear un molde o matriz. Hay varias técnicas disponibles, la más popular de las cuales es la técnica de “herramientas blandas”. La tecnología de herramientas blandas utiliza moldes de silicona para crear piezas de plástico y como modelos de sacrificio para la fundición a la cera perdida de piezas metálicas.

Se utilizan herramientas rápidas indirectas para pruebas y experimentación. Por ejemplo, cuando ya tiene un diseño detallado y desea probar diferentes materiales, el uso de herramientas rápidas indirectas es una buena solución. Esto se debe a que le permite crear fácilmente múltiples herramientas de prueba y moldes a partir del mismo modelo maestro.

Herramientas rápidas suaves

Pasos en el mecanizado rápido indirecto

El mecanizado indirecto es la segunda forma de mecanizado rápido. El mecanizado indirecto requiere los siguientes pasos.

Paso 1:Cree un modelo de la herramienta maestra o del molde utilizando el software CAD.

Paso 2:Envíe el archivo a una máquina o impresora para crear un molde maestro o una herramienta llamada patrón. Este patrón maestro suele ser bastante duradero.

Paso 3: haga más moldes o herramientas según el patrón maestro. Puedes hacer nuevos moldes o herramientas usando diferentes materiales con diferentes propiedades. Los patrones maestros se pueden utilizar tanto para herramientas duras (herramientas hechas de materiales resistentes o resistentes) como para herramientas blandas (herramientas menos resistentes). Un único patrón maestro puede producir cantidades grandes o pequeñas de diversas herramientas o moldes, que luego pueden usarse para crear más prototipos.

Ventajas de la creación rápida de prototipos indirectos.

Los patrones maestros son muy robustos y persistentes, y rara vez se rompen durante el proceso de creación de prototipos. Es posible que solo necesite un patrón maestro (a menos que su diseño cambie). Dado que todas las diferentes herramientas y moldes se basan en el mismo patrón maestro, hay menos diferencias. entre ellos. Es excelente para experimentar con una variedad de materiales porque puede crear la herramienta o el molde que mejor se adapte a un material o proceso de creación de prototipos en particular.

Se pueden producir herramientas blandas y duras según los requisitos del cliente. Las herramientas blandas se pueden utilizar para diseños simples o creación de prototipos rentables, mientras que las herramientas duras son adecuadas para diseños complejos.

Desventajas del mecanizado rápido indirecto.

Tiempo de producción ligeramente mayor en comparación con el mecanizado rápido directo. Implica un paso intermedio, que puede generar costos más altos. Puede ser necesario utilizar materiales de mayor calidad para crear un patrón maestro resistente y duradero. Esta no siempre es una solución adecuada si Espere que su diseño cambie drásticamente durante la etapa de prototipo. No es necesario para diseños simples que no requieren alta exactitud o precisión dimensional.

¿Cómo funciona la creación rápida de prototipos?

La creación rápida de prototipos se utiliza para crear rápidamente piezas o componentes físicos utilizando herramientas de diseño. El proceso generalmente comienza cuando los diseñadores e ingenieros desarrollan un diseño digital del producto, a menudo utilizando software de diseño asistido por computadora (CAD). Este diseño digital sirve como modelo para el proceso de creación de prototipos, detallando las dimensiones, la estética y la funcionalidad del producto.

Una vez que se completa el diseño, el siguiente paso es traducir el diseño en piezas o componentes físicos. A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, que a menudo implican largos tiempos de preparación y herramientas, la creación rápida de prototipos permite crear productos directamente a partir de diseños digitales. Se utilizan tecnologías como la impresión 3D, herramientas rápidas y otras técnicas avanzadas de creación de prototipos para darle vida al diseño.

A lo largo del proceso, los diseñadores e ingenieros tienen la flexibilidad de iterar y perfeccionar el producto y realizar ajustes basados ​​en comentarios y pruebas. Esta naturaleza iterativa es uno de los principales beneficios de la creación rápida de prototipos, ya que garantiza que el producto final viable se alinee estrechamente con el diseño previsto y las necesidades del usuario.

Por qué Rapid Tooling es importante.

Tiempo de comercialización más rápido: Rapid Tooling puede producir moldes y herramientas en menos tiempo que los métodos tradicionales, lo que reduce el tiempo total necesario para el desarrollo y la fabricación de productos.

Ahorro de costos: Las herramientas rápidas pueden ser más rentables que los métodos de herramientas tradicionales, especialmente para pequeñas tiradas de producción o prototipos, ya que no requieren equipos de herramientas complejos y costosos.

Flexibilidad de diseño: con Rapid Tooling, es más fácil incorporar modificaciones o mejoras de diseño durante el proceso de elaboración de herramientas, lo que permite una mayor flexibilidad e iteraciones más rápidas.

Mayor eficiencia: el uso rápido de herramientas reduce el tiempo de entrega entre la finalización del diseño y la producción, lo que simplifica el proceso de fabricación y permite un lanzamiento más rápido del producto.

Personalización y complejidad: las técnicas de herramientas rápidas, como la fabricación aditiva, permiten la creación de geometrías complejas y diseños de herramientas personalizados que serían desafiantes o costosos para los métodos tradicionales.

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