1. PROTOTIPADO RÁPIDO
Introducción al Prototipado Rápido
El prototipado rápido consiste en un sistema de fabricación de piezas tridimensionales partiendo
directamente desde el modelo CAD mediante un proceso rápido relacionado a un grupo de
tecnologías aditivas de fabricación por capas. Todas ellas se basan en la aportación de sucesivas
capas de material unas sobre otras que conforman la pieza final.
El prototipado rápido se utiliza principalmente para la obtención de prototipos de componentes
de plástico de complejidad geométrica cada vez más elevada en plazos de tiempo muy inferiores a
los medios de fabricación tradicionales.
Historia
La historia y evolución del prototipado rápido se encuentra íntimamente ligada a la evolución de
los sistemas informáticos y CAD como herramientas básicas para el desarrollo de esta tecnología.
El primer equipo de estereolitografía, inventado por el americano Charle Hull, se comercializa en
1988. En 1992 aparecen los primeros sistemas SLS e impresoras 3D.
En los últimos años se observa una fuerte expansión de las impresoras 3D debido a la mejora de
los elementos de inyección, el bajo mantenimiento y facilidad de uso en comparación con las
tecnologías que utilizan equipos láser.
Usos y aplicaciones
Sirve para obtener piezas físicas acabadas de modo automático, con complejidad y detalles que no
permitirían su obtención en maquinas convencionales. También permiten la obtención de
matrices capaces de producir una cantidad limitada de piezas, ideal para el uso en la producción
de lotes pilotos. Tal tecnología posibilita que las empresas puedan desarrollar productos más
rápidamente, con menor costo. Lleva también una disminución de dudas y de riesgos.
Al menos el 99% de los usos del Prototipado Rápido actualmente conciernen a una de las 5
aplicaciones siguientes:
• Modelos Conceptuales
Los modelos conceptuales son usados por lo general al comienzo de la fase de diseño y creados a
menudo cuando el diseñador completa el modelo CAD, éstos son modelos tridimensionales del
diseño y no son hechos del material de producción
Los modelos conceptuales no necesitan ser dimensionalmente exactos y no son necesariamente
funcionales, su objetivo es comunicar rápidamente la geometría, en este punto los cambios de
diseño pueden hacerse con facilidad.
• Modelos de Presentación

2. Los modelo de presentación son modelos que han sido acabados, pulidos y pintados para que
luzcan como el producto terminado, son usados para determinar la reacción del cliente respecto
del diseño, o como muestras en exhibiciones para mostrar la disponibilidad del producto real. La
ventaja es que se puede apreciar la apariencia del producto terminado en una fracción del costo y
del tiempo requerido para el producto real.
• Piezas Funcionales
Las piezas funcionales permiten el ensayo para verificar algunos aspectos de la calidad del diseño.
Estas piezas son lo suficientemente resistentes para soportar al menos ensayos limitados para
algunas aplicaciones.
• Moldes Patrón
Se crear un Patrón principal con el fin de usarlo para crear un molde de bajo costo en el cual se
puedan hacer duplicados modelo o patrón. El material para los duplicados debe ser muy similar al
material de producción. El costo total del proyecto es a menudo menor que el costo de crear
múltiples modelos de Prototipado rápido.
• Herramental Alternativo
Es posible crear el herramental para el modelo por inyección en base al Prototipado rápido.
Normalmente se hacen los insertos de las cavidades y los machos, se pulen y se montan en bases o
soportes de aluminio o de acero. Estos moldes pueden soportar incluso miles de inyectadas.
Métodos y Tecnologías
El prototipado rápido engloba una gran cantidad de tecnologías variando en cada una los
materiales utilizados y su forma de aportación para conformar la pieza final. Las más extendidas
son:
- Estereolitografía (SLA),
- Sinterizado selectivo por láser (SLS)
- Impresoras 3D.
Estereolitografía (SLA)
La estereolitografía en una de las técnicas pioneras en el mercado. Esta técnica consiste en
desencadenar un proceso de polimerización mediante la incidencia de un láser UV. Los puntos
atacados por el haz láser solidifican, creando una capa consistente con la forma de corte que le
corresponda en cada altura.

3. La geometría 2D de cada corte o capa dirige el movimiento de dos espejos galvanométricos que
reflejan el haz láser sobre la superficie de trabajo. Cuando una capa termina, mecánicamente baja
un pistón, permitiendo que quede cubierta por la nueva capa líquida con el espesor deseado para
continuar el proceso. Esta solidificación se va realizando por capas hasta completar la pieza.
Posteriormente se precisa un post-curado para que la pieza quede totalmente solidificada. Este
tratamiento se realiza en un horno bajo luz ultravioleta.
Aplicaciones:
• Primeras aplicaciones en el diseño industrial
• Ciencia y la tecnología.
• Aérea de la salud: modelos fidedignos de la anatomía de los pacientes a partir de
imágenes tridimensionales.
• Herramienta para la formación de futuros especialistas
• Gran ayuda en la evaluación de casos complejos y elaboración de planes quirúrgicos
Ventajas:
• Buen acabado superficial
• Precisión de las piezas de 0.1%
• Buen nivel de detalle( ideales para moldes de colada al vacío)
Desventajas:
• Las piezas en determinados materiales son demasiado frágiles para verificaciones
funcionales
• Se requieren soportes durante su construcción.
Sinterizado Selectivo con Láser (SLS)
El SLS trabaja creando capa a capa los objetos tridimensionales. Parte de la solidificación selectiva
de las partículas de polvo, utilizando aportación de calor generada por un láser de CO2.
Las capas se van derritiendo con un fino rayo láser, encajándose perfectamente al diseño realizado
en CAD.
Esta es una tecnología capaz de modelar en plástico durable, material no toxico, creando
prototipos completamente funcionales, durables y fuertes. Al analizar el producto físicamente, se
puede evaluar el producto de una manera rápida, sencilla y funcional.
Ventajas

4. • Piezas terminadas en 1 día, sin tratamientos posteriores
• Posibilidad de realizar varias piezas a la vez. (se apilan sobre el mismo polvo)
• Análisis de producto antes de fabricación definitiva.
• Poder efectuar cambios de diseño a bajo costo.
• Análisis de mercado con muestras físicas a bajo costo.
• Implementación de los sistemas de producción, ensamble y empaque
• EL sinterizado selectivo con láser es la tecnología más eficaz en este momento.
Impresoras 3D
Comprende un sistema de Componentes básicos para realizar un proceso análogo a la impresión
de papel por medio del sistema de adición por capas. Los materiales principales son polvo de
celulosa y “tinta” que tiene la propiedad de compactar dicho polvo.
Cuando ha terminado la impresión y el modelo está completo, el polvo sobrante se aspira y se
recicla para futuros usos. Para el acabado final, es necesario infiltrar el objeto construido
(sumergirlo) en uno de los distintos infiltrantes adhesivos especiales (dureza y resistencia)
Diferencia con otros métodos de prototipado:
• Modelos a todo color gracias al efecto combinado de los 4 cabezales de tinta (Magenta,
Cian, Amarillo y Trasparente).
• Distribución del color muy precisa, sin necesidad de laboriosos procesos posteriores.
• Tecnología de creación de prototipos más rápida del mercado (entre 5 y 10 veces más
rápida que cualquier otra solución).
• Pueden imprimirse varios prototipos independientes de manera simultánea para
aprovechar toda la superficie de impresión.