Manufactura Aditiva · Materiales de Ingeniería · FEA
Guitarra eléctrica diseñada por simulación e impresa en 3D
AxonID aplicó modelado paramétrico y de superficie libre, análisis de elemento finito y manufactura FDM con materiales de ingeniería para desarrollar una guitarra eléctrica funcional. La arquitectura distribuye PA-CF en el núcleo estructural y PLA en las alas laterales con base en las zonas de carga identificadas por simulación.
−80%
Reducción de costo de fabricación reportada frente a un cuerpo producido mediante luthería CNC tradicional.
72 h
Tiempo total reportado desde el archivo CAD hasta la guitarra ensamblada y funcional.
±5%
Error reportado entre la predicción FEA y el comportamiento mecánico validado físicamente.
Caso de estudio
Problema, intervención y resultado
El proyecto se estructuró alrededor de una necesidad medible, un flujo técnico verificable y resultados vinculados con el desempeño esperado.
Problema
Reducir costo y restricciones geométricas de la fabricación tradicional
El proyecto plantea como limitantes de la luthería convencional el uso de madera, el mecanizado sustractivo y el costo de personalizar geometrías. El objetivo fue demostrar que un cuerpo de guitarra funcional podía desarrollarse mediante manufactura aditiva, conservando los puntos de montaje del hardware estándar y asignando el material de ingeniería únicamente donde las cargas lo requieren.
Intervención
Diseño modular, FEA y selección de material por zona de esfuerzo
El cuerpo se modeló en Autodesk Fusion mediante superficies T-Spline y una arquitectura de tres módulos. La simulación FEA aplicó la carga de las cuerdas sobre el conjunto para localizar la trayectoria estructural puente-mástil. Con base en ese mapa, el núcleo se asignó a PA-CF y las alas laterales a PLA, incorporando cavidades, canales internos y uniones directamente en el modelo CAD.
Resultado
Instrumento funcional fabricado mediante un flujo digital y aditivo
Las piezas se fabricaron por FDM, se ensamblaron mediante uniones geométricas, pasadores e insertos metálicos y se integraron con mástil, puente, pastillas y electrónica estándar. El caso reporta una reducción de costo del 80%, un ciclo de 72 horas desde CAD hasta instrumento funcional y una diferencia de ±5% entre la predicción FEA y el comportamiento mecánico observado.
Proceso
Del insumo inicial a la validación
Las etapas se adaptan al sector y al nivel de evidencia requerido, manteniendo trazabilidad sobre datos, modelos y decisiones.
01
Captura de interfaces y diseño modular
Se documentaron las dimensiones críticas del hardware y se modeló el cuerpo en Autodesk Fusion con superficies de forma libre. La geometría se dividió en un núcleo estructural continuo entre mástil y puente y dos alas laterales, incorporando desde CAD las cavidades, canales de cableado y uniones machihembradas.
02
FEA y selección de materiales
La tensión de las cuerdas indicada en el caso, de 458 a 672 N según el calibre, se utilizó como condición de carga para mapear tensiones Von Mises y diferenciar zonas críticas y secundarias. El análisis definió PA-CF para el núcleo y PLA para las alas, además de orientar parámetros de fabricación como el raster y la densidad de relleno.
03
Fabricación FDM por zonas
El núcleo PA-CF se imprimió con parámetros orientados a rigidez, incluyendo altura de capa de 0.2 mm, múltiples perímetros y relleno Gyroide. Las alas en PLA se fabricaron con menor densidad para reducir masa y conservar calidad superficial, manteniendo las interfaces diseñadas para el ensamble.
04
Ensamble, electrónica y validación funcional
Los módulos se unieron mediante geometrías machihembradas, pasadores de acero y elementos de fijación; los puntos de anclaje relevantes utilizaron insertos de latón. Se añadió blindaje de cobre en las cavidades de electrónica y se montó el hardware estándar hasta obtener el instrumento afinado y funcional.
Alcance técnico
Información y entregables del proyecto
Los formatos, tolerancias y documentos finales se confirman antes de iniciar para alinear el trabajo con los criterios de aceptación.
Entradas y validación
Alcance considerado
- Modelado en Autodesk Fusion mediante superficies T-Spline y arquitectura modular de tres piezas.
- Tolerancias de montaje indicadas de ±0.1 mm en interfaces críticas como bolsillo de mástil y puente.
- Análisis FEA de tensiones Von Mises con consideración del comportamiento ortotrópico del material impreso.
- Carga de cuerdas indicada en el caso: 458–672 N según el calibre utilizado.
- Material del núcleo estructural: PA-CF, Nylon 12 reforzado con fibra de carbono.
- Material de las alas laterales: PLA de alta densidad para geometría secundaria y acabado superficial.
- Fabricación FDM del núcleo con altura de capa de 0.2 mm, siete o más perímetros y relleno Gyroide en el rango indicado de 46–60%.
- Uniones machihembradas con pasadores de acero de 6 mm e insertos roscados de latón instalados térmicamente.
- Blindaje electromagnético mediante lámina de cobre conductora en las cavidades de electrónica.
- Integración con mástil prefabricado, pastillas, puente tipo Telecaster y electrónica estándar.
Salida del proyecto
Entregables
- Modelo CAD paramétrico del cuerpo y de las interfaces con el hardware.
- Arquitectura modular del cuerpo con núcleo estructural y alas laterales diferenciadas.
- Resultados FEA para identificación de zonas de esfuerzo y validación de la selección de material.
- Parámetros de fabricación FDM definidos por material y función estructural.
- Componentes impresos en PA-CF y PLA listos para ensamble.
- Integración mecánica y eléctrica con hardware estándar de guitarra.
- Instrumento completamente ensamblado, afinado y funcional.
Servicios relacionados
Capacidades que complementan el caso
La combinación de captura, ingeniería, simulación, fabricación y metrología permite controlar el flujo completo.
Impresión 3D
Manufactura aditiva de piezas funcionales y geometrías personalizadas mediante materiales y parámetros seleccionados de acuerdo con la aplicación.
Ver servicio →Simulación FEA / CFD
Análisis numérico para identificar concentraciones de esfuerzo, comparar alternativas y validar decisiones de diseño antes de fabricar.
Ver servicio →Investigación y Desarrollo
Integración de diseño, simulación, materiales y manufactura para desarrollar conceptos y productos con requisitos no convencionales.
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