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Prototipado rápido en cristal mediante marcaje láser subsuperficial.

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Proceso de grabación 3D en cristal con láser.

El prototipado rápido es la construcción automática de objetos físicos mediante técnicas de fabricación conocidas por el témino en inglés "Solid Freeform Fabrication" (literalmente, fabricación de sólidos en forma libre). Las primeras técnicas de prototipado rápido empezaron a estar disponibles a finales de los 80 y se emplearon para fabricar modelos a escala y piezas de prototipos.

Dicho en pocas palabras, el prototipado rápido coge los diseños virtuales creados mediante programas de diseño asistido por ordenador (CAD) y los descompone en secciones transversales horizontales. Posteriormente recrea cada sección transversal en el espacio físico real, superponiendo una capa tras otra hasta que la pieza está completa. El prototipado rápido es un proceso al final del cual la pieza virtual y la pieza física se corresponden casi idénticamente.

Existen diversas técnicas de prototipado rápido, entre ellas la estereolitografía o la impresión 3D, y los materiales que se emplean en estas técnicas de prototipado rápido normalmente son termoplásticos, fotopolímeros o aleaciones de titanio, según el método empleado.

La Estereolitografía es probablemente el método más empleado en el prototipado rápido. Este método fabrica las piezas capa a capa, aplicando un haz de laser sobre la superficie de un fotopolímero líquido. Este tipo de material se solidifica rápidamente cuando el haz de laser incide sobre la superficie del líquido. Una vez que una capa se ha trazado del todo, se sumerge ligeramente en la cuba de líquido y se traza otra capa. Las propiedades autoadhesivas del material hacen que las capas se suelden unas a otras y finalmente se forme un objeto completo en tres dimensiones.

El proceso de creación de una figura en tres dimensiones dentro de un bloque de cristal óptico no difiere mucho de la estereolitografía. De hecho, el fundamento es el mismo, sólo que en lugar de formar una capa solidificando un plástico líquido, la capa se crea produciendo minúsculas fracturas en el cristal. Cada minifractura representa un punto de la capa o sección transversal del objeto que se quiere reproducir. Una vez marcados todos los puntos de una sección, la cabeza del láser se eleva ligeramente y empieza a grabar la siguiente sección hasta completar la figura en 3D dentro del cristal.

De este modo, la grabación láser 3D en cristal se podría considerar como una forma de prototipado rápido alternativa.

Presenta algunas limitaciones frente a otras formas de prototipado rápido: una es que no se puede acceder a la pieza directamente, pues esta queda "atrapada" en el interior del bloque externo de cristal que la contiene, pero no deja de ser una representación física precisa de un modelo virtual creado previamente por ordenador.

Otra limitación es que la pieza, al estar hecha del propio cristal, no es opaca y se transparentan las caras ocultas sobre las caras vistas, pero no descarte esta técnica de prototipado rápido como una primera aproximación para conocer el aspecto real de sus diseños 3D, pues es una forma rápida mucho más económica que otras de conseguir una réplica de sus prototipos en un espacio físico real en 3D.