Los prototipos en la validación de los diseños

En el desarrollo de productos, los prototipos desempeñan un papel fundamental al permitir evaluar y perfeccionar un diseño antes de su producción final. Estos modelos preliminares no solo ayudan a definir la geometría, funcionalidad y estética de una pieza, sino que también minimizan riesgos y optimizan recursos.

En este artículo, exploramos por qué la fase de prototipado es crucial en el proceso de diseño.

¿Qué es un prototipo?

En diseño industrial, un prototipo es una representación preliminar de una pieza utilizada para evaluar diferentes aspectos del diseño, tales como:

• Forma
• Dimensión
• Estética
• Funcionalidad

Según los objetivos de evaluación y la complejidad de la pieza, se emplean diversas técnicas de prototipado.

Principales técnicas de prototipado

Impresión 3D

La impresión 3D es un método rápido y económico que permite obtener modelos dimensionalmente precisos para evaluar aspectos visuales y verificar el ensamblaje con otros componentes. Gracias a esta tecnología, es posible detectar holguras, errores dimensionales, problemas ergonómicos o comparar distintas versiones de un diseño antes de tomar una decisión final.

Sin embargo, su principal limitación radica en los materiales disponibles.  Aunque permite aproximarse al comportamiento real de la pieza, no siempre replica fielmente sus propiedades mecánicas, lo que dificulta la evaluación de parámetros como la resistencia o su durabilidad.

Corte láser

El corte láser es una técnica de prototipado rápido que permite obtener piezas precisas en una amplia variedad de materiales. Es muy útil para prototipos de piezas pensadas para industrializarse mediante procesos de prensado.

Este proceso es ideal para comprobar las dimensiones y la funcionalidad de las piezas de manera exacta. Sin embargo, tiene limitaciones en cuanto al grosor de los materiales y solo se puede utilizar para formas planas, lo que restringe su aplicación en geometrías complejas.

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC es ideal para prototipos metálicos, ya que permite obtener una representación exacta de la pieza final tanto en términos estéticos como funcionales. Aunque este proceso es más costoso y lleva más tiempo, es crucial para validar geometrías complejas y probar las propiedades mecánicas de la pieza.

Los prototipos fabricados mediante CNC permiten realizar ensayos funcionales, identificar posibles zonas de rotura y hacer ajustes en la geometría para optimizar el rendimiento de la pieza.

Prototipado mixto

En ocasiones, los proyectos de diseño implican la mejora de una pieza existente. En este caso, el prototipado mixto utiliza diferentes técnicas (como corte, taladrado o mecanizado) para modificar físicamente un prototipo y verificar las modificaciones realizadas. Este enfoque es especialmente útil en las primeras fases del diseño, cuando las piezas aún no están completamente definidas.

Beneficios del prototipado

El desarrollo de prototipos ofrece ventajas clave en el proceso de diseño, permitiendo validar diferentes aspectos antes de pasar a la fase de industrialización:

• Estética: Se pueden mejorar aspectos estéticos como fallos en superficies o pequeños defectos que son difíciles de detectar en los modelos 3D.
• Dimensión: Tener la pieza física permite verificar aspectos como la ergonomía o la coherencia dimensional que tiene la pieza con respecto al resto de elementos.
• Encajado: Es crucial que todas las piezas encajen correctamente entre sí. Los prototipos permiten realizar ensamblajes físicos para identificar y corregir fallos de encaje, evitando modificaciones costosas en piezas interrelacionadas.
• Requisitos técnicos: El prototipado permite realizar ensayos a las piezas para comprobar que cumple con aspectos como la rigidez, flexibilidad, resistencia, torsión, durabilidad a ciclos o resistencia a la corrosión, entre otros.

En STAC Industry, los prototipos son esenciales en todos los procesos de diseño. Nos permiten obtener piezas físicas antes de la producción, lo que facilita la identificación de errores y la implementación de mejoras. De esta manera, se ahorran grandes cantidades de tiempo y dinero, evitando correcciones costosas y asegurando que el producto final cumpla con los requisitos técnicos y estéticos establecidos.