En el pasado, aunque en algunas compañías aún es el presente, un diseñador o ingeniero traducía en dibujos en 2D una idea de producto en 3D. Estos dibujos eran enviados a los artesanos en el departamento de fabricación. Antes de que los artesanos pudieran hacer los primeros cortes, tenían que estudiar los dibujos en dos dimensiones para concebir una imagen del producto en tres dimensiones.

La combinación de esta imagen en 3D con su experiencia y conocimiento de las distintas tecnologías de fabricación disponibles daba como resultado la realización final del producto.

La mesa de delineación electrónica fue el primer desarrollo que cambió el proceso, que ha sido utilizado durante mucho tiempo y aún hoy se sigue empleando. El desarrollo y uso de los modeladores Wire-Frame, B-Rep y Solid hizo posible transferir directamente imágenes en 3D de la idea del producto a los artesanos del departamento de producción.

En los primeros días de uso del CAD en 3D, los diseñadores e ingenieros esperaban un incremento de la productividad en el diseño del producto empleando la representación tridimensional de un producto en la pantalla CAD o en el papel. El proceso de diseño de la idea a la producción, la preparación para la llegada de una representación en CAD 3D del producto se hacía generalmente con esquemas. Tan pronto como comienza el prototipado o la fabricación, hay que volver a convertir el archivo CAD 3D en dibujos en dos dimensiones. Durante ese período el sistema CAD 3D era más o menos una herramienta aislada para crear y visualizar productos. Excepto para algunos casos especiales, los sistemas 3D, en ese momento muy caros, no trajeron los beneficios esperados. La utilización de la información a lo largo del proceso no era todavía posible.

La introducción del CAD/CAM 3D abrió y expandió las posibilidades del reto de las tres dimensiones. Después de crear una representación tridimensional de un diseño, se hizo posible fabricar los productos o incluso los moldes necesarios para hacer el producto sin tener que derivar a los dibujos en dos dimensiones (figura 2).

Mirando a la eficiencia y reducción del plazo de entrega, esto supuso una gran mejora. Fabricar el molde para moldear el producto sin la necesidad de que el artesano construya la imagen en 3D del diseño “en su cabeza” se hacía ahora posible. Se hacía posible una imagen tridimensional del producto a fabricar en la pantalla de su sistema CAM. Sin embargo, el artesano era y sigue siendo necesario para:

• Transformar el diseño del producto en un diseño de molde teniendo en cuenta la posibilidad de fabricación (lo más importante si el proceso de mecanizado como fresado o torneado podrían conseguir la geometría apropiada) y las posibilidades de moldeo (si el producto es “moldeable”).
• Fabricación del molde.

En la lucha por la supervivencia frente a los competidores, los desarrollos para ganar en eficiencia y reducir los plazos de entrega; las reducciones se buscaron en un principio en la fabricación del molde y no en su diseño, ya que se consideró que esto era difícil de automatizar.

Acelerando la fabricación del molde

Después de la invención del mecanizado con control numérico en 1950, las máquinas CNC se desarrollaron lentamente durante años. En los años 90, velocidades de husillo de entre 3.000 y 6.000 y velocidades de avance de tres metros por minuto eran comunes en casi todas las compañías modernas de fabricación de moldes.

Sin embargo, el fresado a alta velocidad también se inventó en 1950. Este sólo estuvo disponible comercialmente en 1955. Velocidades de husillo de 4.000 y velocidades de avance de 10 metros por minuto no son en este momento excepciones. Estos desarrollos redujeron de forma dramática el tiempo necesario para fabricar un molde.

Desde otro punto de vista, también los desarrollos en la fabricación rápida de moldes (Rapid Tooling) son un hecho. La tecnología de Rapid Tooling, el apilamiento de capas en 2D, es utilizado para su construcción, incluso de moldes completamente de metal en cuestión de horas. La complejidad de los moldes no tiene influencia en el tiempo necesario para preparar la información CAD o para producir los moldes.

Este desarrollo no ha acabado aún, pero está muy cercana su introducción completa en el mercado.

Los moldes para moldeo de fundición de cientos de piezas de magnesio ya están fabricándose con este tipo de procesos (figuras 3 y 4).

Con todo ello, se puede concluir que el tiempo necesario para fabricar un molde es y será dramáticamente reducido en los próximos años.