Fresado de espuma de poliestireno – fabricación de modelos con espuma rígida, Styrodur y Ureol


Pieza de trabajo:Casco catamarán
MaterialEspuma de poliestireno, espuma rígida de PUR, espuma de PU, Styrodur
Viajar3200 mm x 2010 mm
Tipo de aplicación:Modelado, fabricación de moldes, prototipado rápido Fresado 3D
Máquina y accesorios utilizados:Fresadora RaptorX-SL, fresa para poliestireno
Software utilizado:ConstruCAM 3D; Deskproto; software de control WinPC-NC

Creación rápida de prototipos: construcción rápida de modelos a partir de datos de diseño


La creación rápida de prototipos es el término moderno para la construcción de modelos con una máquina controlada por CNC que crea el modelo completo o los componentes del modelo basándose en los datos de construcción. En la creación rápida de prototipos, existen básicamente dos propósitos de aplicación diferentes:

Modelado de modelos completos o partes de modelos con fines ilustrativos

En esta aplicación, los modelos completos, como coches, barcos o aviones, o sus componentes, se fabrican con planchas de espuma dura o bloques de espuma dura a pequeña escala para poder imaginar el aspecto que tendrá el producto final más adelante. Si es necesario, se derivan propiedades como la aerodinámica o la hidrodinámica en ensayos para modelos de coches, barcos o aviones.

Producción de componentes de modelos funcionales

Si se quiere construir un modelo apto para ser conducido o volado, el componente del modelo debe cumplir unos requisitos funcionales. Hoy en día, incluso los componentes más pequeños de espuma rígida pueden fabricarse con gran precisión con una fresadora CNC.

Modelado con espuma dura


En la fabricación de modelos CNC, cada vez se utilizan más espumas rígidas como Styropor, Styrodur y Ureol. Las planchas de espuma dura ofrecen las siguientes ventajas para el fresado de moldes, modelos o componentes de maquetas:

Barato de comprar

Incluso si compras planchas gruesas a un proveedor de calidad, las planchas de espuma rígida no llegan a costar 15 euros el metro cuadrado. Los bajos costes de adquisición y mecanizado hacen de las planchas de Styrodur el material ideal para realizar pruebas de fresado antes de poner en la fresadora, por ejemplo, maderas, metales, mármol o granito de alto precio. Los intentos fallidos de fresar Styrodur no duelen tanto en la cartera.

Mecanizado CNC económico

La máquina encuentra poca resistencia al fresar. De este modo, el desgaste de la fresa y de las piezas de la máquina es especialmente reducido (larga vida útil). Sin embargo, la textura de la espuma rígida es tan firme que puede fresarse (ejemplos de materiales que no pueden fresarse en una máquina CNC, sino sólo cortarse con una cuchilla tangencial, son el caucho, el corcho o el cartón ondulado).

Corto tiempo de procesamiento

La pieza deseada se fresa muy rápidamente. Al fresar espuma dura, es posible trabajar con mayores profundidades de entrada y velocidades de avance, y la fresa avanza rápidamente en la eliminación del material. Las trayectorias de fresado deben recorrerse con menos frecuencia, por lo que el proceso de mecanizado también resulta extremadamente económico en términos de tiempo.

La espuma rígida es especialmente ligera

Los componentes de los modelos fabricados con espuma rígida son especialmente ligeros. El bajo peso garantiza, por ejemplo, un menor consumo de combustible en los modelos de avión destinados a elevarse en el aire. Además, la espuma dura se mezcla con pequeñas burbujas de aire, lo que le confiere una fuerte flotabilidad. Por ello, los plásticos espumados son ideales para los modelos utilizados en la navegación.

Modelo de casco de barco de Styrodur

En nuestro primer ejemplo, fresamos el casco de un barco con Styrodur. Debido a la altura del panel Styrodur de 200 mm, utilizamos la gran fresadora RaptorX-SL con una altura libre de 400 mm bajo el puente. La máquina CNC es ideal para «empujar» paneles voluminosos, ya que la altura de paso puede ser de hasta 600 mm con el diseño adecuado.

Para fresar el casco del barco utilizamos una fresa especial de acero styrodur de 20 mm de diámetro y 150 mm de longitud. La profundidad de entrada para el desbaste se seleccionó aquí en 110 mm, la distancia entre las trayectorias de fresado es de 2 mm.

Hicimos que el software DeskProto calculara las trayectorias de fresado utilizando el casco digital del barco. La velocidad de avance es de 100 mm por segundo, es decir, 6 metros por minuto. El molde completo de dos piezas, de aproximadamente 1.000 mm x 500 mm x 220 mm, se completó en sólo 190 minutos.

Con la fresa que utilizamos y las altas velocidades de avance, conseguimos una superficie limpia y lisa muy parecida a un corte con hilo caliente. Sin embargo, en cuanto las formas a recortar se vuelven más complejas, el corte con hilo caliente alcanza rápidamente sus límites, mientras que nuestra fresadora con un eje giratorio adicional puede incluso fresar estatuas enteras de Styrodur. Asimismo, el taladrado relativamente sencillo de orificios o la producción de relieves en 3D demuestran por qué muchos clientes eligen una fresadora de pórtico de nuestra producción en lugar de una máquina de corte CNC con aplicaciones limitadas.

Para el tratamiento superficial de Styrodur existen lacas especiales o revestimientos de dos componentes que pueden aplicarse con rodillo, brocha o pulverizador, que hacen que estos materiales sean resistentes a la intemperie y les permiten brillar en colores de alto brillo. Esto convierte a Styrodur en el material ideal para la creación rápida de prototipos, la construcción de ferias, la construcción de moldes 3D o la construcción de moldes de gran tamaño.

Prototipado rápido de modelos de espuma

En este ejemplo, mostramos imágenes de prototipado rápido del proceso de fabricación de alas a partir de espuma de modelismo. El fresado 3D es, por así decirlo, la disciplina suprema del mecanizado.

Sus datos pueden crearse en un programa CAD 3D como Turbo-CAD o Corel 3D y convertirse después en códigos G con el software CAD CAM DeskProto Lite o DeskProto 4.0. A continuación, el software WIN PCNC Economy o Profi CNC-CAM se encarga de controlar la máquina.

Nuestras grandes fresadoras CNC también son capaces de realizar trabajos en 3D simultáneamente en 4 ejes.

Creación rápida de prototipos con Ureol

Las imágenes del ejemplo de prototipado rápido en Ureol también podrían prescindir del texto, porque los resultados hablan por sí solos. Por cierto, este es también un buen ejemplo de la sensibilidad del sistema a la contaminación por PVC y Ureol.

No importa a qué contornos sin rebajes tenga que enfrentarse. Para la conversión de diseños en formato DXF o stl., el software DeskProto ofrece todo lo necesario para generar códigos G legibles para el software WIN PCNC (apto para 3D a partir de la versión Economy) en un abrir y cerrar de ojos.

Creación rápida de prototipos con espuma de poliestireno

Prototipado rápido de una carrocería con la fresadora 3D-CNC RaptorX-SL de espuma de poliestireno. Fresamos con una fresa de poliestireno muy especial (de 20 mm de diámetro y 150 mm de longitud) fabricada en acero. La profundidad de entrada para el desbaste se seleccionó aquí en 140 mm, la distancia entre las trayectorias de fresado es de 5 mm, y de 1,5 mm para el acabado.

Por supuesto, las trayectorias de fresado se generaron con el software ConstruCAM-3D.

La velocidad de avance es de 100 mm por segundo, es decir, 6 metros por minuto. El molde completo, de un tamaño aproximado de 600 x 450 x 140 mm, se terminó en sólo 15 minutos. En estos materiales, también sería posible prescindir del fresado previo para ahorrar tiempo y acabar la pieza directamente con una separación de trayectoria pequeña.