Tecnología RFP para la producción de envases

La tecnología RFP (Rapid Functional Prototyping) es un sistema de manufactura revolucionario por el cual se puede, mediante un proceso de Sinterizado Selectivo Láser, crear cualquier geometría sin importar su complejidad.

Se puede materializar una muestra funcional a partir de un archivo 3D, en cualquier etapa del desarrollo, de manera rápida, flexible y a bajo costo. Dado que las piezas poseen propiedades mecánicas, en muchos casos suelen ser un buen sustituto para producciones de baja serie.

Aplicación de la tecnología RFP

Los mercados globales tienen cada vez mayor cantidad de productos con periodos ventana más cortos. La combinación de estas variables exige tiempos de desarrollo muy optimizados, lo que exige la incorporación de nuevas técnicas de producción a los procesos de desarrollo tradicionales.

Los modelos generados por RFP permiten evaluar las características físicas que va a tener el producto, en un periodo de tiempo muy corto y sin la necesidad de realizar ningún tipo de herramental.

Actualmente ninguna compañía que diseñe o desarrolle algún tipo de producto cuestiona la aplicación del CAD, aunque está demostrado que su utilización aislada aporta beneficios parciales.

En muchas ocasiones, la simple aplicación del CAD es insuficiente para incrementar la calidad, reducir los plazos de desarrollo y acelerar la salida al mercado de un producto. Es por eso que las piezas generadas en RFP resultan ideales para combinar con la utilización del CAD debido a que son flexibles, rápidas y de bajo costo.

Un ejemplo de esto sería la realización de una carcasa plástica con contrasalidas para chequear interferencias o la evaluación empírica en túnel de viento de un conjunto de alabes para ventilación. Mediante este proceso, materializar ese tipo de piezas no implica costo adicional y se logra de una manera muy rápida. Esta velocidad de respuesta, impensada algunos años atrás, es hoy sumamente accesible y permite acelerar los desarrollos, evaluando a priori los aspectos técnicos productivos.

Su aporte al mercado del packaging

En lo que se refiere al desarrollo de envases, las piezas de RFP combinan la funcionalidad que necesita el departamento de desarrollo con la imagen y la calidad visual que necesita el departamento de marketing. Se pueden materializar tapas (flip-top) abisagrables, envases de 0,3 mm de pared, tapas push-pull funcionales, roscas, etc.

Un claro ejemplo de esta aplicación se da en el área de cosméticos, donde es necesario evaluar el funcionamiento de un desarrollo y también su situación de uso en un Focus-Group, antes de encarar la producción.

Gracias a la versatilidad del material base (PA12), se puede evaluar desde la deformación que sufre un panel de etiquetado 0,3mm por la presión hidrostática, hasta la materialización de las camas de llenado para la línea de envasado. Por otra parte la posibilidad de materializar tapas abisagrables es fundamental para evaluar el funcionamiento de los nuevos diseños.

Características generales de la tecnología RFP

Las piezas generadas a través de RFP no están limitadas solo al proceso de desarrollo de un producto, sino que también permiten la generación de piezas finales.

Esta tecnología de vanguardia permite modificar el módulo de elasticidad del material base (PA12), y así simular los módulos de materiales como PP, POM, PE, ABS, etc. La resistencia a la tracción varía de 40 a 60 N/mm², según el material a simular. Por otra parte, permite temperaturas de trabajo constante de 160°C, con picos de 200°C.

La utilización de esta tecnología durante el desarrollo de un producto rompe con los paradigmas productivos actuales, quedando como único limitante la creatividad. Se pueden realizar geometrías que hasta hoy eran imposibles o que tenían un costo de fabricación muy alto.

Confección de una pieza

El sinterizado selectivo láser permite generar estructuras dentro de estructuras, lo cual conlleva a una forma totalmente nueva de concebir piezas. Durante el proceso de manufactura, el modelo CAD 3D es seccionado digitalmente en capas de 0.08 mm. Una vez determinadas estas capas, un láser de CO2 polimeriza un fino polvo (PA12) y genera de esta manera la geometría deseada capa a capa, sin la necesidad de ninguna estructura de soporte. Una vez completado el proceso de materialización queda conformada la pieza.

Estas pueden ser coloreadas a posteriori mediante el proceso de e-coloring, que no agrega espesor a la pieza y permite mantener las propiedades mecánicas.

Otra nueva tecnología para el desarrollo de piezas de muy alto rendimiento es la de RFP-Ceramik. La fabricación de estas piezas se realiza combinando materiales específicos, orgánicos e inorgánicos, piezas sinterizadas, temperatura y presión. De esta manera, se logran piezas de excelente resistencia mecánica como el Nitruro de Silicio.

El proceso de fabricación de las piezas cerámicas es por demás complejo y varía según sea la aplicación final del producto. Entre sus características más destacadas se encuentran la resistencia al choque térmico y su altísima resistencia a la abrasión. Esto es particularmente importante en la manufactura de piezas de alto rendimiento, tales como las usadas en condensadores, inductores, sensores, toberas, bancadas, difusores, gabinetes para alta temperatura, etc.

Conclusión

Las piezas en RFP resultan de suma utilidad para implementar metodologías de trabajo multidisciplinario entre artistas a ingenieros, permitiendo debatir durante el desarrollo desde una pieza concreta. Analizar la ergonomía, corroborar el ángulo de estabilidad, estimar el comportamiento en la línea de llenado, son algunas de las tantas posibilidades que nos brinda esta tecnología cada vez mas accesible.