Prototipado con 3DEXPERIENCE Make
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3DEXPERIENCE Make y prototipado
El prototipado es una pieza vital del proceso de diseño, porque permite que los inventores y los ingenieros validen sus ideas rápidamente y mejoren a partir de ellas. La agilidad y la rapidez siempre han sido importantes, pero en el mundo frenético actual, son clave para el éxito.
No puede dedicar años a perfeccionar un concepto, porque la demanda puede haber sido satisfecha por otros o las necesidades pueden haber cambiado. Al mismo tiempo, nadie quiere precipitarse en el lanzamiento de un producto que todavía hay que afinar.
El prototipado combina el progreso que se obtiene a través de un desarrollo iterativo con el ritmo que se requiere para aprovechar las oportunidades rápidamente.
El prototipado no es un concepto nuevo; se ha usado durante siglos pero, como todo lo que nos rodea, se ha transformado radicalmente con la tecnología. Actualmente, no hay falta de herramientas para la fabricación de prototipos, desde maquetas físicas básicas a simulaciones virtuales complejas.
El sistema más adecuado para usted dependerá de sus necesidades, su nivel de competencias y lo que vaya a diseñar.
3DEXPERIENCE Make es una plataforma de fabricación bajo demanda que le permitirá crear prototipos. Conecta el ecosistema industrial de diseñadores, ingenieros, compradores y planificadores de la producción con los proveedores de servicio de fabricación industrial.
¿Qué es el prototipado?
El prototipado es la oportunidad de coger una idea y hacerla realidad. La creación de un borrador o una muestra temprana permite ver cómo puede quedar un producto y probar la funcionalidad de un diseño.
Permite experimentar y ver cómo distintas piezas se relacionan entre sí y evaluar si la creación definitiva cumple con su propósito. También permite realizar comparaciones de dos elementos en paralelo, y compartirlas con compañeros o clientes para recibir un feedback valioso.
También es más fácil y económico hacer cambios en esta fase, en lugar de hacerlos después de invertir tiempo y dinero en la fabricación.
Ventajas del prototipado
El prototipado es la mejor forma de asegurar que lo que pretende hacer coincide realmente con la necesidad de los usuarios o resuelve un problema. Esto, sin embargo, lleva tiempo y dinero. Cuánto tiempo y dinero exactamente dependerá de la herramienta, el material o los métodos que se utilicen y si decide hacerlo usted mismo o externalizar la producción a un fabricante especializado.
Bases sólidas
El prototipado proporciona una base sólida para experimentar, iterar y hacer ajustes finos, y ofrece un feedback extremadamente valioso sobre la funcionalidad, el diseño y los costes de producción.
Reduzca los errores
El prototipado permite detectar los errores potencialmente caros en fases tempranas del proceso de desarrollo, y hacer cambios en consecuencia.
Comparta el concepto
El prototipado permite compartir el concepto con múltiples partes interesadas (tanto internas como externas) para que puedan proporcionar su opinión sobre qué elementos funcionan mejor y cuáles requieren mejora o se deben eliminar por completo.
Gane tiempo
El prototipado agiliza el tiempo de comercialización y reduce el coste de comercialización.
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Dassault Systèmes y el diseño virtual
Las empresas que miran al futuro ya están usando las tecnologías de gemelos virtuales para rediseñar sus operaciones y productos, de abajo arriba. Al hacerlo así, consiguen un grado mayor de predictibilidad en cuanto a cómo funcionará ese proceso, producto o servicio.
Actualmente, el 85 % de los vehículos eléctricos del mundo y el 75 % de la energía eólica se construyen con gemelos virtuales de 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes. Estas tecnologías ofrecen un amplio abanico de capacidades y ventajas a lo largo de todo el ciclo de vida del producto, incluidos los siguientes aspectos:
- Investigación y desarrollo: acceso a datos de rendimiento pasados del producto; modelado avanzado de escenarios; visibilidad de impacto del ciclo de vida y colaboración multidisciplinaria
- Diseño e ingeniería: diseño generativo; prototipado y pruebas virtuales; acceso organizado a los datos pertinentes
- Fabricación: mejor feedback sobre las operaciones; supervisión inteligente y mantenimiento de equipos; optimización de procesos; controles automatizados, basados en condiciones de funcionamiento en tiempo real
- Transporte y logística: planificación algorítmica y optimización de rutas; gestión de flotas; seguimiento de contenedores; supervisión de envíos basada en sensores; virtualización y visualización de las infraestructuras
- Uso de producto: advertencia de fallos y gestión de riesgos avanzadas; optimización del rendimiento de software «over the air»; diagnóstico y supervisión remotos de activos; servicio y mantenimiento inteligentes de activos; información de la mejora operacional en tiempo real
- Fin de vida: planificación y simulación de la ejecución de desmantelamiento basado en datos; visibilidad detallada del estado de los componentes y los activos; seguimiento de recuperación de componentes y materiales
Los universos virtuales 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes se usan para imaginar, diseñar y probar productos, materiales y procesos radicalmente nuevos necesarios para crear un futuro sostenible:
¿Qué es un prototipado rápido?
El prototipado rápido es el proceso de transformar rápidamente un modelo 3D digital en un objeto físico. Esto suele hacerse combinando un software CAD con la fabricación asistida por ordenador (CAM) o herramientas de control numérico (CNC).
Ejemplos comunes son: tornos; rebajadoras; fresas o taladros; cortadores de agua, plasma o láser; máquinas de descarga eléctrica (EDM) y trituradoras. Todos esos son procesos de fabricación sustractiva. Retiran material de un bloque sólido, una barra, una lámina o una varilla.
Cada vez más, los diseñadores e ingenieros utilizan técnicas de fabricación aditiva, más conocidas como impresión 3D. El término abarca distintos procesos en los que interviene un material, generalmente un plástico, metal o material compuesto, que se pone en varias capas finas para construir una forma 3D.
El proceso completo está controlado por ordenador, requiere una configuración mínima y crea prácticamente cero residuos. Esto hace que la impresión 3D sea un método rentable y eficiente para crear objetos de virtualmente cualquier forma o complejidad.
La tecnología es asequible y accesible, y las impresoras 3D de escritorio son compactas y fáciles de operar. Esto permite que el proceso de prototipado se realice internamente, en lugar de confiar en proveedores de servicios externos.
¿Dónde encaja el prototipado en el ciclo de desarrollo del producto?
Las distintas formas de prototipado representan distintas fases del flujo de trabajo de diseño. Lo primero que hay que hacer es identificar y comprender una necesidad, el problema que hay que resolver. Esta semilla de idea se puede hacer realidad con la forma más sencilla y fácil de prototipar, un esbozo o diagramas.
Estos dibujos planos luego se utilizan para crear prototipos 3D simplificados. Estos modelos no suelen ser aptos para ampliarlos y se fabrican con materiales más baratos y accesibles que los del producto final. Los ejemplos más comunes serían cartón, espuma, arcilla, madera, plástico y metales blandos como el latón o el aluminio.
Estas versiones bastas permiten identificar elementos o funciones que requieren una mejora y dan lugar a la creación de prototipos más detallados y funcionales. Tras la aprobación, esta suele ser la última etapa antes de que el prototipado pase a producción.
¿Cuáles son las herramientas de prototipado más comunes?
Los avances tecnológicos han transformado las herramientas, materiales y métodos de prototipado. Antes, los dibujos y las muestras las fabricaban a mano personas cualificadas y muy hábiles. Se esbozaban en papel, se tallaban en arcilla, se cortan en la madera o se moldean en metal.
El prototipado actualmente es más rápido, más económico y más preciso, gracias al software digital y máquinas como impresoras 3D y cortadores robóticos. Esto hace que el proceso sea más fácil y eficiente y ayuda a las personas sin dotes artísticas a crear modelos detallados.
A pesar del acceso a tecnologías más potentes y asequibles, sigue siendo frecuente utilizar sistemas digitales modernos y herramientas manuales, combinados.
Las herramientas y métodos de prototipado se pueden dividir en cuatro grupos:
- Dibujos y maquetas básicas
- Modelos funcionales
- Prototipos digitales
- Prototipado rápido
- DIBUJOS Y MAQUETAS BÁSICAS
La forma más efectiva de conceptualizar rápidamente una idea. Sin embargo, este método de prototipado no es muy detallado y carece de algunas o todas las funciones. Tampoco representa la imagen del producto final.
Lo que se necesita: suministros generales de arte; herramientas de corte; adhesivos; papel; cartón; espuma; arcilla; madera; plásticos; metales blandos.
Ventajas: es fácil, económico y eficiente de producir; proporciona una visión general rápida del producto; permite hacer fácilmente los cambios y probar nuevas versiones; equipo y materiales asequibles y ampliamente disponibles; no requiere un alto nivel de cualificación.
Desventajas: carece de detalle; puede no estar a escala; no muestra cómo funcionará o el rendimiento del producto final; lleva tiempo o es imposible fabricar piezas intricadas y conjuntos complejos.
- MODELOS DE TRABAJO
Los modelos de trabajo o demostración ayudan a probar cómo funciona un concepto en el mundo real. Al hacerlo parcial o totalmente en el material definitivo, los ingenieros y usuarios pueden evaluar mejor el aspecto del producto.
Los métodos de prototipado que producen modelos totalmente funcionales o con un detalle fino pueden implicar grandes sumas de dinero y mucho tiempo y, en consecuencia, pueden ser fabricados únicamente por profesionales cualificados.
Qué va a necesitar: herramientas eléctricas o máquinas herramientas para cortar, soldar, conformar y realizar acabados; fijaciones mecánicas; madera de calidad superior, plásticos, metales, materiales compuestos.
Ventajas: relativamente rápido, económico y eficiente de hacer; proporciona una visión en profundidad del producto y cómo funciona; sigue siendo relativamente fácil hacer cambios y probar nuevas iteraciones; herramientas eléctricas y materiales bastante asequibles y accesibles.
Desventajas: se requieren un número y una variedad mayores de herramientas y equipos de seguridad; las máquinas herramientas son grandes y caras; la precisión requiere tiempo; limitaciones del mecanizado; algunas formas son excesivamente caras o imposibles de realizar; un nivel de cualificación medio a alto.
- PROTOTIPOS DIGITALES
Los avances en el software digital hacen que el prototipado pueda realizarse desde un ordenador. El resultado es un flujo de trabajo de diseño más ágil y eficiente.
El software de diseño asistido por ordenador (CAD) se utiliza ampliamente para crear todo tipo de cosas, desde esqueletos 2D estáticos o modelos de alambres hasta animaciones 3D con mucho detalle.
La llegada más reciente de las tecnologías inmersivas, como la realidad virtual o aumentada permite integrar el contenido digital en el entorno del mundo real del usuario.
La realidad virtual (VR) utiliza unas gafas para sustituir el campo de visión del usuario y el audio de forma que se sumerja plenamente en la simulación virtual. La realidad aumentada (AR) utiliza aplicaciones en un smartphone o tableta para proyectar imágenes en el mundo físico.
El prototipo digital más potente es un gemelo virtual. Este es un modelo virtual preciso, desde el punto de vista científico, para simular, visualizar, predecir y optimizar el comportamiento de un objeto en distintas condiciones.
Ventajas: pase directamente del concepto a la creación sin el tiempo y los costes que requiere la fabricación de objetos físicos; no hay limitaciones de diseño; puede producir modelos muy precisos, intricados o complejos; es fácil realizar cambios y generar versiones diferentes; incorpora diseños y datos de rendimientos anteriores; puede compartirse fácilmente con todos los participantes.
Desventajas: las creaciones son intangibles; se requieren ordenadores con gran potencia de procesamiento; el software y los equipos pueden ser caros y dominarlos a un nivel avanzado puede requerir mucho tiempo; está sujeto a posibles ciberataques.
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