Diseño y fabricación de un prototipo de espejo retrovisor utilizando sistemas de fabricación aditiva y moldeo por termoconformado

Abstract

[ES] La elaboración de prototipos es muy importante en la etapa de diseño de un producto. Gracias a los avances tecnológicos que hay en la actualidad, podemos elaborar prototipos de piezas de baja complejidad a bajo coste. Combinando las tecnologías de termoconformado y fabricación aditiva se consigue elaborar moldes para crear prototipos de una manera fácil y versátil, sin la necesidad de realizar una gran inversión. A partir de un diseño 3D CAD del prototipo, se imprime la pieza con impresión 3D. La pieza resultante será el modelo para crear el molde mediante el proceso de termoconformado. Una vez se tiene creado el molde, añadiendo materiales compuestos de matriz polimérica, se crea un prototipo de alta ligereza con buenas propiedades mecánicas. En este caso un prototipo de retrovisor que se pueda fabricar utilizando termoconformado y fabricación aditiva. Mediante esta metodología se puede modificar el molde de manera sencilla y gastando pocos recursos, permitiendo un gran abanico de posibilidades de personalización del producto y de propiedades. Se puede utilizar cualquier laminado de material compuesto de matriz polimérica. Por último, el retrovisor tiene que soportar impactos. En el presente proyecto se calculan las fuerzas de impacto en función de la masa del retrovisor y la velocidad de impacto, y se simula el comportamiento mecánico frente a esas fuerzas usando software 3D CAD y herramientas FEM.

[EN] Prototyping is very important in the design stage of a product. Thanks to the technological advances that exist today, we can produce prototypes of low complexity parts at low cost. By combining thermoforming and additive manufacturing technologies, we are able to produce moulds to create prototypes in an easy and versatile way, without the need to make a large investment. From a 3D CAD design of the prototype, the part is printed with 3D printing. The resulting piece will be the model to create the mold through the thermoforming process. Once the mould has been created, adding polymer matrix composite materials, a high lightweight prototype with good mechanical properties is created. In this case a mirror prototype that can be manufactured using thermoforming and additive manufacturing. By means of this methodology, the mould can be modified in a simple way and with a low expenditure of resources, allowing a wide range of possibilities to customize the product and its properties. Any polymer matrix composite material laminate can be used. Finally, the mirror has to withstand impacts. In the present project, impact forces are calculated as a function of the mirror mass and impact speed, and the mechanical behaviour is simulated against these forces using 3D CAD software and FEM tools.