Cómo se fabrican los moldes de porcelana a través del escaneo 3D

This case study explores how Tonxing Molds from Jingdezhen uses 3D scanning for porcelain molds production.

Project Background

Esta vez, el caso práctico tiene lugar en Jingdezhen, ciudad famosa por su porcelana fina.
Hoy compartimos la historia de Tongxing Mold, una empresa que lleva fabricando moldes de porcelana desde 2017. El equipo de Tongxing Mold adoptó recientemente la tecnología de escaneado 3D para mejorar la calidad y el proceso de sus moldes de porcelana.


Puedes completar este artículo con el siguiente video:

Desafíos del diseño y de la producción tradicional de moldes de porcelana

El proceso tradicional de fabricación de porcelana implica varios retos. Echemos un vistazo a estos retos del molde de porcelana antes de explicar cómo puede ayudar el escaneado 3D.

Limitaciones de los dibujos 2D

El diseño de objetos de porcelana suele requerir múltiples idas y venidas entre varias partes. Normalmente, el equipo de diseño o el cliente proporcionan dibujos en 2D. Aunque se pueden imaginar algunos efectos 3D con dibujos 2D, es fácil que haya un gran desfase entre el boceto (y las expectativas del cliente) y el producto final.
Ejemplo de boceto en 2D de un jarrón de porcelana.

Error de medición

La fabricación de porcelana requiere múltiples mediciones de precisión, especialmente al convertir dibujos 2D en modelos 3D. El nivel de experiencia del diseñador, los materiales de producción y el entorno son factores que pueden influir en la precisión de las mediciones. Cuando las mediciones son incorrectas, puede obligar a repasar el molde.

Reestructuración lenta y cara

En el enfoque tradicional, la reelaboración es un proceso recurrente. Esto se debe a que el diseño o la apariencia no son realmente definitivos hasta que las porcelanas se han cocido y moldeado. Volver a optimizar el diseño y fabricarlo cuesta tiempo y dinero.

Un artista creando un molde de porcelana a mano.

Cómo la tecnología de escaneado 3D puede optimizar el diseño y la producción de moldes de porcelana

El escaneo 3D puede simplificar el proceso de fabricación de porcelana de varias maneras. Echemos un vistazo a los diferentes pasos implicados - desde el escaneado 3D de moldes de arcilla hasta la fabricación del objeto final- para entender cómo.

Escaneo 3D de los moldes de arcilla

Tongxing Mold optó por usar el escáner 3D EinScan Pro HD. Se trata de un dispositivo versátil y multifuncional que ofrece tres modos de escaneado:

• Modo rápido portátil
• Modo manual HD
• Modo fijo con/sin plato giratorio
  
  
  Los moldes de arcilla más pequeños pueden escanearse de forma totalmente automática utilizando una plataforma giratoria. El tiempo de escaneado de un solo fotograma en modo fijo con una plataforma giratoria es inferior a 0,5 segundos.
  
  En el caso del molde de conejo que se muestra a continuación, el escaneado completo de 360 grados duró menos de 3 minutos. Tongxing Mold obtuvo datos 3D de alta precisión con una distancia entre puntos de sólo 0,24 mm. Esta última resolución permite una visualización rica y muy detallada del modelo 3D. Esto sienta una sólida base de datos para la posterior producción de productos de porcelana.

Escaneo 3D de moldes de porcelana con el EinScan Pro HD (luz estructurada).

Resultado de los datos 3D del molde de porcelana.

Designing the PorDiseño del molde de porcelana en 3Dcelain Mold in 3D

A continuación, los datos escaneados en 3D pueden importarse a un software profesional de diseño en 3D como Geomagic Freeform. El equipo de Tongxing Mold utiliza este software para modificar la forma y el tamaño del modelo. El equipo puede ver el modelo 3D desde varios ángulos y ampliarlo o reducirlo. Esto facilita a los diseñadores la comunicación sobre los ajustes de detalle.

Edición y rediseño del modelo en Geomagic Freeform, una solución profesional de software de diseño en 3D.

Producción del patrón mediante impresora 3D/máquina CNC

El siguiente paso es importar el modelo 3D final a la impresora 3D o máquina CNC para generar la forma maestra de porcelana. Una patrón de porcelana es un modelo de pieza física que se crea con una impresora 3D o una máquina de acabado CNC a partir de un modelo 3D digital.

El uso de la tecnología de impresión 3D o CNC para fabricar la pieza maestra de porcelana ha mejorado significativamente la precisión y la eficacia del proceso de fabricación de porcelana. Elimina la necesidad de mano de obra y minimiza el riesgo de errores en los métodos de fabricación tradicionales.

 Producción de la forma maestra utilizando la impresora 3D / máquina CNC

Producción en serie

La pieza de porcelana impresa puede presentar visualmente el efecto del diseño. Una vez comunicada la demanda sin errores, el molde de producción puede ser torneado por escayola y puesto en la línea de producción. Posteriormente, las porcelanas acabadas se fabrican a través de múltiples procesos, como el rellenado con agua, el esmaltado y la cocción. 

Productos que se fabrican en serie mediante el modelo de patrón.

El producto de porcelana finalizado

Conclusión

Al adoptar la tecnología de escaneado 3D en su proceso de fabricación de porcelana, Tongxing Mold ha revolucionado el enfoque tradicional. Ahora, Tongxing Mold puede crear datos 3D de alta precisión de moldes de arcilla, modificar fácilmente los diseños con programas de diseño 3D y fabricar modelos de patrón y productos finales con impresoras 3D y máquinas CNC con el mínimo desperdicio.