El moldeo por inyección y la impresión 3D se combinan para hacer piezas "imposibles"

Cuando hablamos de productos de plástico, el método de fabricación más común es el moldeo por inyección, cubriendo la gran mayoría de las piezas de plástico que usamos todos los días. Como sugieren los nombres, las piezas moldeadas por inyección producen objetos intrincados y complejos utilizando plástico depositado en moldes hasta que el material se solidifica en la forma deseada. La producción de moldes normalmente requeriría mecanizado CNC de varios metales como aluminio o acero.

Sin embargo, cada vez más empresas optan por moldes de inyección impresos en 3D en lugar de aquellos que utilizan métodos de fabricación sustractivos. Estas son algunas de las razones por las que:

Moldes más económicos y producción más rápida

Uno de los problemas con el moldeo por inyección tradicional es que los moldes pueden ser costosos de fabricar. Estos moldes requerirían una inversión masiva que podría ser de $3,000 a más de $100,000 (dependiendo de la complejidad del molde o del material que se utilice). Para ser justos, estos a menudo generarían una gran cantidad de objetos cuando se encuentran en tasas de producción de alto volumen. Los moldes también durarían bastante tiempo. Aún así, estos pueden ser una cantidad enorme a pagar, especialmente en comparación con sus contrapartes impresas en 3D.

Los moldes de inyección impresos en 3D, especialmente los desarrollados con SLA o Material Jetting, pueden igualar aproximadamente la precisión de los moldes mecanizados por CNC a un precio mucho más bajo. También pueden permitir un tiempo de respuesta mucho más rápido para productos, prototipos y pruebas. No solo eso, sino que también permiten a las empresas producir y probar moldes internamente, con un mayor nivel de control sobre el producto final.

El fabricante de interruptores de control Berker descubrió que estos beneficios eran cruciales en sus operaciones. Con una Objet30 Pro, pudieron reducir los tiempos de producción de 28 días a 3, al mismo tiempo que redujeron los costos de $22 000 a $3 000 USD.

“Esta nueva flexibilidad nos permite probar dos o tres soluciones diferentes al mismo tiempo para obtener el mejor resultado ”, dice Andreas Krause, Jefe del Departamento Técnico y Fabricación de Berker. “La calidad confirmada de nuestros productos fabricados con estos prototipos funcionales ha acelerado nuestros procesos de I+D .”

Fabricación de bajo volumen

Como se mencionó anteriormente, si bien los moldes impresos en 3D son excelentes por precio y velocidad, no son del todo aplicables a la fabricación de gran volumen. Esto se debe a que los moldes de plástico impreso no son tan buenos para resistir el desgaste y, por lo tanto, no duran tanto. Sin embargo, esto no es un gran inconveniente, ya que le ha permitido desarrollar un nicho en el ámbito de la fabricación de bajo volumen. Los prototipos de moldes de inyección creados con impresión 3D nunca tuvieron la intención de ser reemplazos de herramientas blandas o duras en la producción de volumen medio y alto, sino que están destinados a llenar el vacío entre los moldes de herramientas blandas y los prototipos impresos en 3D.

Con el uso de modernos materiales de impresión 3D resistentes a la temperatura y la libertad de diseño que permite la impresión 3D, los moldes impresos en 3D se han convertido en una opción viable para la fabricación de troqueles de moldeo por inyección de bajo volumen. Estos moldes son los más adecuados para tiempos de respuesta más rápidos (1 a 2 semanas en lugar de 5 a 7 semanas). Para ciertos productos, como componentes eléctricos o equipos de plomería, es más rentable tener tiradas más pequeñas en lugar de lanzarse a la fabricación en masa.

Estas corridas pueden operar con cantidades de producción tan bajas como 50 a 100 partes. También son excelentes para piezas bastante pequeñas, es decir, menos de 150 mm. Si bien las tiradas pueden parecer pequeñas, reducen drásticamente los costos iniciales para el moldeo por inyección, lo que permite a las empresas producir en el nivel de producción mediano.

Mejora de la complejidad de las piezas

Hay dos tipos de moldes de inyección impresos:insertos de molde desarrollados en marcos de aluminio y aquellos que se desarrollan como piezas independientes, totalmente impresas en 3D. En términos de calidad, los moldes impresos en 3D sin marcos tienen mucho que ofrecer. Esto se reduce a su construcción básica, ya que pueden permitir todo tipo de detalles cuando no dependen de estas carcasas de aluminio tradicionales.

Sin el uso del marco de aluminio, es posible que la impresora tenga que usar más material y tiempo, pero se asegurará de que los detalles más pequeños, como los intrincados canales de refrigeración. El mayor nivel de detalle que permiten estos moldes puede ser crucial para agregar todos los diminutos componentes funcionales y espacios que necesitan ciertos productos. Empresas como Grundfos, que fabrican sistemas de bombeo, descubrieron que esta era la mejor manera de introducir pequeños detalles en el objeto moldeado manteniendo un excelente acabado superficial.

Esto es aún más impresionante si se tiene en cuenta que el moldeo por inyección ya ofrece algunas de las piezas más complejas y los mejores acabados del mercado. Sin embargo, el producto final es tan bueno como el molde con el que se fabricó, por lo que estos detalles amplían aún más los límites.

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