En el proceso de diseño de un producto existe una controversia que implica encontrar una solución de compromiso: por un lado hacer muchas iteraciones en un producto cuesta más dinero que hacer pocas, pero la cantidad de errores disminuye. Por otro lado encontrar el error en estadíos más avanzados del proceso de diseño y producción cuesta mucho más (por ejemplo una matriz mal construida).
Esquema de un proceso de diseño tradicional de un producto. Entre maqueta, prototipo y diseño siempre existe un loop interno de retroalimentación.
Para la validación de un producto en la etapa de diseño que muestra la figura, se recurre a la utilización de la impresión 3D, que posibilita producir prototipos directamente a partir de un modelado dibujado en 3D utilizando algún programa de diseño CAD (Diseño Asistido por Computadora).
Estos modelos físicos que se obtienen son utilizados para:
Estudio de formas, ergonomía, etc.
Estudio de aceptación del mercado potencial al que van dirigidos a través de focus groups.
Estudio de ensamblaje.
Estudios funcionales que puedan cumplir con algunos de los requerimientos mecánicos que tendría la pieza definitiva, ofreciendo en este caso la posibilidad de realizar pruebas reales e incluso de homologación antes de que existan ni siquiera los moldes preliminares.
La utilización sistemática de las tecnologías de impresión 3D dentro de la cadena de valor del diseño de un producto, hace que los procesos globales de diseño se:
Simplifiquen: Es posible diseñar y pre-visualizar un producto antes de materializarlo. Se pueden hacer pruebas casi instantáneas para corregirlo y seguir con el desarrollo.
Economicen: Se eliminan riesgos de equivocación en el modelo final. El uso de prototipos rápidos garantiza suficientes pruebas y errores, y correcciones a bajo costo y en menos tiempo.
Aceleren: Acortar tiempos en el desarrollo de productos implica ahorros en recursos propios de la empresa y detectar errores prematuramente resulta más económico.
Gran parte de los productos que utilizamos a diario son generalmente de plástico. Los mismos en su gran mayoría resultan fabricados por procesos de inyección. Las piezas que salen de estos procesos casi siempre poseen paredes finas, nervaduras, anclajes para tornillos, etc. La tecnología de fresado por control numérico resulta totalmente acotada para la fabricación de este tipo de morfologías debido a la interacción mecánica y fuerzas que se dan entre la herramienta de corte y la pieza.
Al contrario de estos procesos de fabricación convencionales de prototipos, que sustraen material de la pieza en bruto para obtener el modelo deseado, los sistemas de prototipado rápido aditivo generan la pieza a partir de la unión de líquidos o polvos, capa por capa, a partir de secciones transversales de la pieza obtenidas a partir del modelado 3D como se ha mencionado anteriormente. Estos procesos permiten realizar morfologías más complejas e idénticas a las que vemos en los productos terminados, debido a que en las metodologías no intervienen fuerzas de corte que puedan destruir por ejemplo espesores finos de pared.
Primera figura: Tornillo dibujado en Rhinoceros (CAD), luego de 60 minutos se obtuvo el prototipo realizado en plástico a través del proceso de FDM
