Prototipado Rápido para Iluminación de Automóviles

La industria del automóvil es una de las más destacadas que dominan actualmente el mundo. Las tecnologías que hay detrás de esta industria están cambiando, aportando grandes avances.

La iluminación del automóvil abarca todas las luces que rodean el perímetro de un vehículo. Pueden ser faros delanteros, pilotos traseros, intermitentes, luces de marcha atrás, DRL, etc. Todas estas luces tienen su propia aplicación.

A veces, hay que definir sus funciones según requisitos fotométricos, posición, tamaño, color de la luz, etc., para garantizar la seguridad.

Prototipado rápido, que es el proceso más rápido para fabricar piezas físicas y ensamblarlas, ha tomado el relevo de las técnicas tradicionales de modelado en el desarrollo y la fabricación de productos de automoción.

Introducción a los Prototipos de Iluminación

Faros para automóviles

En las últimas décadas, las luces basadas en semiconductores, como los LED, han sido nuestra fuente de luz preferida. Esto también se aplica al sector de la automoción. El uso de la luz LED en los vehículos de automoción ha aumentado el flujo luminoso y las matrices de LED y ha ampliado la eficiencia total del sistema.

Son lo suficientemente potentes como para proporcionar luz suficiente para una distribución completa de las luces de carretera y de cruce. Además, pequeños cambios como el uso de semiconductores y pequeñas áreas de emisión de luz pueden aportar nuevas posibilidades al diseño de los faros gracias a los LED.

Luz blanca con diodos láser

Los diodos láser son fuentes de luz semiconductoras para LED que InGaN, un material semiconductor dopado, genera eléctricamente. Este material emite fotones de un determinado nivel de energía, creando una estrecha gama de longitudes de onda.

El principio funcional de la mayoría de los LED blancos, consistente en una fuente azul y un fósforo, se utiliza para generar luz blanca a partir de este espectro. El fósforo para la luz blanca activada por láser está alejado del chip semiconductor emisor de energía.

Este concepto suele denominarse fósforo remoto. Esta separación de la generación y la conversión de la luz es posible gracias a las características de emisión direccional de los diodos láser. Permite mejorar los conceptos de refrigeración del sistema de automoción.

Empresas fabricantes de automóviles como BMW, AUDI y Daimler han utilizado este sistema de iluminación para automóviles basado en un fósforo remoto activado por láser.

Fusión selectiva por láser

El proceso de fusión selectiva por láser sirve para fabricar geometrías de formas complejas que otras tecnologías no pueden producir. Un uso cotidiano de esta tecnología es la producción de prototipos. Este proceso ahorra mucho tiempo en los pasos previos al procesamiento.

La tecnología de fusión selectiva por láser es adecuada para estructuras biónicas de refrigeración con LED, diodos láser o recubrimientos de fósforo emisores de calor. La densidad de material del aluminio y el acero reduce la reflectancia de un espejo SLM, lo que provoca luz parásita no deseada.

Este proceso requiere un buen conocimiento de los poros esperados y sus ubicaciones de aparición. También necesita estrategias que puedan reducir esos riesgos. Se necesitan modelos matemáticos para preverlos y evitarlos mediante la deformación numérica adecuada de la pieza CAD antes de la fusión.

Prototipado Rápido en la Industria del Automóvil

Aumentar la eficiencia siempre ha sido una prioridad en la industria de fabricación de automóviles. Producir coches seguros e inteligentes requiere una tecnología mejorada y una eficiencia de producción que el prototipado rápido puede ofrecer.

El mapeado de escenas es una de las formas más comunes que tienen los fabricantes de automóviles de revisar las escenas de accidentes y analizar los datos de los impactos. Con su modelado en 3D, el prototipado rápido ayuda a poner en práctica nuevas ideas e innovaciones que aportan productos de alta calidad sin defectos. Además, ayuda a construir productos con 0 errores.

El prototipado rápido permite líneas de montaje rápidas y eficaces y flexibiliza los cambios. Como resultado, los fabricantes pueden cumplir rápidamente sus plazos de entrega incluso después de realizar cambios en el diseño.

La guinda del pastel es que muchos fabricantes de automóviles utilizan materiales reciclables para que el proceso sea rentable y respetuoso con el medio ambiente.

Métodos de Creación de Prototipos de Automoción

La creación rápida de prototipos es una forma excelente de garantizar la calidad de los productos en la industria del automóvil. Los distintos métodos que utilizan los fabricantes de automóviles para crear prototipos son

  • Mecanizado CNC- Esta máquina es un dispositivo de fresado automático. Cualquier parte del producto que necesite una fabricación rápida y precisa sin ayuda humana es perfecta para el mecanizado CNC.
  • Impresión 3D: como su nombre indica, este proceso utiliza una impresora 3D gigante para crear un prototipo que puede utilizarse posteriormente como modelo para el desarrollo de productos, la evaluación del diseño y la verificación.
  • Prototipo CNC para automoción- Este método fresa a partir de un bloque acrílico un prototipo totalmente funcional que puede probarse en condiciones de uso.
  • Herramientas blandas: este método es ideal para la producción de bajo volumen. Utiliza un molde de caucho de silicona alrededor de un prototipo rápido y mecaniza un patrón maestro de plástico o de impresión 3D que crea un molde repetible.
  • Cuadro de mandos CNC- Este método crea un modelo de prototipo grande que se divide y se pega. Asegura cómo encajan los componentes y confirma el flujo de aire adecuado del salpicadero.

¿Qué Ventajas Puede Obtener del Prototipado Rápido?

Prototipado rápido es una bendición para la industria del automóvil. Reducirá los costes generales de desarrollo del producto con un desarrollo más rápido, sin riesgos y con un proceso flexible de pruebas de funcionalidad. También aumenta la participación del usuario, creando una oportunidad para evaluar los factores humanos y la ergonomía.

El proceso de mecanizado CNC realizado por ingenieros profesionales le proporcionará un control NC optimizado y una trayectoria de herramienta eficaz para mejorar la automatización y la flexibilidad. Además, con el mecanizado CNC continuo de 5 ejes, obtendrá una precisión sustancial de la máquina.

En la creación rápida de prototipos, los detalles del patrón óptico se mecanizan con un radio mínimo de R0,10 mm, lo que permite a los fabricantes ver con claridad todos los detalles del diseño y descubrir cualquier error en el proceso.

También se puede obtener una calidad superficial exquisita con una superficie acabada en la creación rápida de prototipos. También en este caso se requiere un mecanizado auxiliar por electroerosión.

Realizado por altos profesionales, el prototipado rápido ofrecerá un efecto de espejo óptico que hará que el prototipo parezca real y de alta calidad.

Conclusión

Una buena iluminación del automóvil es esencial para mejorar el confort y la seguridad durante la conducción. Para ello, los fabricantes de automóviles presentan constantemente nuevas tecnologías innovadoras. La creación rápida de prototipos hace que este proceso de invención sea rápido, flexible, sin esfuerzo y, lo que es más importante, rentable.

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