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El proceso de diseño industrial Parte 4: Llevando los diseños conceptuales 2D al mundo 3D

Este artículo es la continuación de una serie sobre el proceso de diseño industrial. Primera parte: Definir un producto y establecer el día del diseñador. Segunda parte: Diseño Conceptual, Ideación y el Día del Diseñador. Tercera parte: Convertir los primeros conceptos en soluciones refinadas. ¿Cómo se convierten los bocetos e ilustraciones en 2D en la realidad tangible de algo con lo que puedes interactuar y tener en tus manos? Todavía hay muchas etapas para que un diseño pase antes de que termine en el estante de la tienda. Después de que una idea bidimensional haya sido explorada y resuelta, la siguiente etapa fundamental en el proceso es el uso de CAD. En este artículo, aprenderás los diferentes usos de la 3D en el proceso de diseño, y verás cómo el papel del diseñador y del modelador CAD entra en juego mientras trabajan en las etapas de conseguir un boceto en una forma que pueda ser utilizada para generar un producto acabado.

¡Agregando la Z!

Convertir un boceto en 3D es un proceso bastante simple; todo lo que tienes que hacer es añadir la tercera dimensión. Hacerlo realmente bien y mantener la intención del diseñador, sin embargo, es una proposición completamente diferente. En este punto del proceso, ahora tienes una sólida base de diseño sobre la que basar todo el modelado CAD. Dispone de dibujos e ilustraciones detalladas que representan varios ángulos del diseño elegido, junto con detalles específicos y características técnicas que el equipo de diseño está anotando y explorando; como se explica en el artículo “El proceso de diseño industrial – Parte 3: Convertir los diseños conceptuales en soluciones refinadas”.

El proceso de diseño industrial Parte 4: Llevando los diseños conceptuales 2D al mundo 3D
El proceso de diseño industrial Parte 4: Llevando los diseños conceptuales 2D al mundo 3D

Modelador o diseñador CAD

La diferenciación entre diseñador y modelador CAD varía según el tamaño de la organización o el estudio que realice el diseño en cuestión. En algunos casos un diseñador puede llevar sus diseños a la etapa de CAD por sí mismo. En otros casos, puede emplearse un modelador CAD específico para asumir esta parte del proceso. Esto puede variar dependiendo de la carga de trabajo, del conjunto de habilidades o incluso de los detalles de un diseño individual. En cualquier caso, el diseñador permanecerá conectado a cualquier decisión y deliberación.

El modelador CAD

Un modelador CAD puede tener muchos antecedentes. A menudo son graduados de diseño que tenían un gusto particular por el 3D y se especializan en él como una carrera. Pueden ser escultores tradicionales, modeladores de superficies duras y arcillosas o, en algunos casos, ingenieros. Mantener la integridad del diseño es a menudo la habilidad más importante que se requiere. A un modelador CAD se le pide a menudo que demuestre alguna capacidad de concepto 2D, además de sus habilidades principales, antes de ser empleado para asegurarse de que es capaz de seguir el lenguaje de diseño en 3D.

Manteniendo las curvas

Las fábricas a menudo tienen el hábito de tomar la ruta más directa a una solución 3D, que metafóricamente y en realidad tiende a ser una línea recta. Las líneas rectas raramente existen en un buen diseño. Así que antes de que los diseños sean entregados a la fábrica, el modelador CAD y el diseñador trabajan en tándem para acercarse lo más posible en 3D al diseño original en 2D. Como hay una multitud de paquetes de software disponibles para el modelador 3D, vamos a desglosarlos para que pueda entender la mejor aplicación para el trabajo.

Fluido y Fluido

El Rin y el Alias son de naturaleza similar y dan la posibilidad de crear una geometría fluida no lineal. Generalmente son las herramientas preferidas por la mayoría de los estudios, ya que permiten a los diseñadores mantenerse fieles a sus bocetos antes de aplicar las restricciones de la ingeniería. Rhino es muy asequible, y Alias es el más caro de un estudio, pero tiene más capacidad. Ambos conjuntos de modelos necesitarán a menudo ser reconstruidos por un ingeniero o un equipo de la fábrica para llegar a un estado “útil”. Por supuesto, cuanto más experimentado sea el modelista o diseñador, menos cambios se requieren.

Apretado y restringido

Freeform, SolidWorks y Pro-E permiten un alto nivel de ingeniería desde las primeras etapas del modelado y a menudo es utilizado por las fábricas para crear el CAD final de las herramientas. Para ello, los estudios más técnicos prefieren que sus diseñadores trabajen dentro de estos entornos de software para reducir el tiempo de producción. Sin embargo, esto puede dar lugar a una cierta pérdida de la estética, ya que las limitaciones del software hacen más difícil crear una geometría fluida.

Orgánico

El conjunto final de opciones de modelado es aplicable a diseños que son de una naturaleza mucho más orgánica. La superficie orgánica es difícil en la mayoría de los programas mencionados (con la excepción de Freeform). ZBrush también puede ser utilizado en la industria del desarrollo de productos, en particular para muñecas y esculturas de figuras de acción. Sin embargo, a pesar de ser capaz de crear grandes diseños orgánicos y permitir prototipos impresos en 3D, los datos no son viables para el utillaje. Una vez más, los modelos tienen que ser reconstruidos en un software como SolidWorks.MODO también está emergiendo como un pilar en muchos estudios ya que es un gran cruce entre el modelado orgánico y mecánico para diversos diseños.

El proceso de modelación

Para empezar, el diseñador y el modelista se sentarán juntos y repasarán el documento de diseño ilustrado final para destacar las características más destacadas del diseño. Se discutirán los dibujos de giro/elevación y las características específicas requeridas, y cualquier pregunta que tenga el modelista puede ser más esbozada y definida. Dependiendo del tiempo, la complejidad del diseño o incluso el proceso que tenga una empresa, el modelador y el diseñador llevarán el CAD a través de varias etapas diferentes para llegar a la 3D final.

Dibujo CAD

El primer punto de inicio puede ser a menudo un conjunto de dibujos de elevación en 2D CAD creado por el diseñador o, para el diseñador no experto en CAD, un conjunto de dibujos de elevación de Adobe Illustrator. Estos dibujos .AI pueden ser importados en 3D y usados para comenzar un modelo.

Una vez que las ilustraciones y los dibujos de la IA o de la 2D están en el paquete de software 3D y dispuestos en las vistas específicas, se produce un modelo de bosquejo. Los componentes internos relevantes también serán dispuestos en el espacio para asegurarse de que encajen dentro del diseño. Este modelo es un primer paso de superficies muy básicas para asegurarse de que los componentes internos pueden ser alojados y para tener una idea de cómo las formas y las superficies pueden interactuar entre sí. Los objetos pueden superponerse e intersecarse, con el propósito principal de obtener un volumen para mirar.

Esta etapa también puede ser un conjunto de curvas movidas en las posiciones tridimensionales correctas, conocidas como un marco de alambre sin superficies construidas. Este es un proceso “rápido y sucio”, muy parecido a un primer boceto a lápiz, que puede retroalimentar más ilustraciones del diseñador si no están contentos con ciertos aspectos de la forma.

Maqueta CAD para el prototipo

En el desarrollo de productos a menudo hay un deseo de obtener algo físico del proceso tan pronto como sea posible. Puede haber inversores que aplacar, mecanismos que probar o simplemente curiosidades que cumplir. Un prototipo muy temprano se utiliza a menudo en estos casos.

Utilizando las formas establecidas en el modelo de bosquejo, se crea un modelo desgranado. El modelo carece de casi todos los detalles y el diseño del producto final, pero sirve como un armazón para colocar los componentes mecánicos dentro y tomará la forma de una impresión 3D relativamente barata. Los problemas pueden ser identificados en esta etapa temprana, tales como las limitaciones de espacio, problemas de montaje, ubicación de la puerta de la batería, visibilidad de los sensores, restricciones de rotación, y también dará una mirada temprana a los posibles problemas de fabricación más adelante. Este modelo en particular será muy áspero y puede incluso ser sujetado con unos pocos tornillos o incluso con cinta adhesiva!

El director del proyecto (PM) también se involucrará más en esta etapa y puede rastrear más información para mejorar el CAD, como las especificaciones del motor o las posibles restricciones de los departamentos de fábrica o de control de calidad. En esta etapa el PM también se hará cargo de las especificaciones del juego doc/brief en conjunto con el inicio de conversaciones con la fábrica sobre los primeros CAD.

Prototipo refinado

Una vez que el prototipo en bruto haya sido explorado, se tomará la información y se la devolverá al proceso de CAD. El modelo habrá evolucionado en algo que se parece mucho más a la intención del diseñador junto con mejores restricciones mecánicas. Entran en juego consideraciones sobre cómo se ensamblará el producto, con la adición de líneas de separación precisas, junto con la adición de ángulos de tiro para permitir que las piezas salgan del molde, y la adición de estructuras internas para apoyar los componentes y facilitar el ensamblaje.

Una vez más, este prototipo se imprimirá, sin embargo, esta vez se ensamblará de una manera más profesional y puede soportar un poco más de desgaste a medida que se usa y se prueba. Los interiores se habrán refinado y los aspectos de uso o juego pueden ahora ser probados adecuadamente. Esta etapa puede dar lugar a un montón de nuevas ideas para el juego y la interacción y es una parte importante del proceso, ya que da vida a lo que era sólo una idea plana en la pantalla.

El PM continuará alimentando el diseño, destacando los problemas de producción o las limitaciones de material, así como actualizando la fábrica con nuevos CAD o proporcionando duplicados del prototipo.

CAD refinado

Una vez que el prototipo ha sido probado a fondo y se han identificado los problemas, el CAD se refina aún más con nuevas ideas que se incluyen en el modelo. Se evaluará la reubicación de componentes o internos y se implementarán consideraciones prácticas, como trampas para dedos, acceso a baterías, montaje de piezas y sensores o botones de interacción.

Más adelante, la fábrica se hará cargo del CAD y diseñará realmente el diseño para la mayoría de los puntos anteriores. La fábrica también identificará las áreas que deben reforzarse para evitar fallos durante el uso y las pruebas de caída, considerará cuestiones de producción, como el número de piezas, y evaluará la técnica de producción para minimizar los costes.

Muestra de la mano

En esta etapa, es probable que se haga una “muestra de mano” única de CAD. Este es un modelo de alta calidad del diseño. Puede ser una pieza funcional con interiores o sólo una cáscara con pintura añadida.

También puede utilizarse para generar más interés en las ventas, así como para dar al diseñador una última oportunidad de hacer cualquier alteración importante antes de ser entregado a la fábrica para el desarrollo de la ingeniería. El modelador, el diseñador y el PM continuarán monitoreando el desarrollo del diseño en la fábrica para asegurar que los cambios y alteraciones se mantengan en línea con la intención del diseño.

Visualización

La última tarea que se llevará a cabo en el CAD no de fábrica es crear representaciones del diseño. En esta etapa hay muestras que pueden mostrarse a compradores selectos, pero son pocas y están muy alejadas entre sí y son relativamente caras de crear en número, por lo que las ilustraciones siguen siendo una necesidad. Las representaciones se utilizan ahora para rellenar y actualizar los documentos de marketing y el material de ventas, junto con las ilustraciones para el embalaje. Los tableros de venta se tratan en el artículo anterior sobre el proceso de diseño industrial mencionado anteriormente.

Animaciones publicitarias

En productos particularmente complicados o con una interacción o juego muy profundos, el modelo CAD también puede utilizarse para crear una animación que permita demostrar el producto en diversos escenarios de usuario y apoyar aún más los esfuerzos de venta mucho antes de que se produzcan muestras plenamente funcionales del producto.

Conclusión

Ahora ha cubierto todas las etapas por las que pasa el diseño en el departamento interno de CAD de una empresa, llevando las ilustraciones en 2D a través de bocetos y prototipos en bruto a un modelo refinado que puede ser entregado a la fábrica y utilizado para crear muestras de baja tirada. En el próximo artículo se verá lo que la fábrica hace con el CAD y las interacciones entre el equipo de diseño, el PM y la fábrica, junto con la creación del manual de instrucciones y el material de ventas y marketing.