Moldeo por inyección:¿cómo funciona y cuándo elegirlo?

¿Qué es el molde?

El proceso de moldeo por inyección consta de muchas etapas y requiere equipos complejos para llevarse a cabo. Sin embargo, el proceso es fácil de entender una vez que te familiarizas con su componente central:el molde.

El molde es una pieza de herramienta hecha de un metal duro como el acero o el aluminio que contiene una cavidad. con la forma de la pieza que se está fabricando . El molde es, por lo tanto, una imagen inversa de la pieza, con el espacio dentro del molde que representa el objeto real, ya sea una carcasa electrónica, un empaque de alimentos, una botella, un componente de automóvil o incluso un juguete para niños.

Este molde, con su cavidad en forma de la pieza deseada, otorga a los fabricantes una gran potencia y libertad. Porque aunque el molde de metal en sí puede tardar mucho tiempo en fabricarse, las piezas de plástico creadas por el molde se puede hacer muy, muy rápido.

Lo que esto significa es que los fabricantes pueden potencialmente usar un solo molde para crear cientos de miles de piezas idénticas en un corto espacio de tiempo. Lo hacen inyectando plástico fundido en la cavidad del molde con forma precisa, dejándolo enfriar y solidificarse, y luego empujando el plástico solidificado fuera del molde. La pieza de plástico extraída ahora tiene la forma exacta de la cavidad del molde.

Debido a que los moldes son duraderos, el proceso se puede repetir una y otra vez, lo que permite la creación de grandes volúmenes de piezas de plástico idénticas.

¿Cómo funciona el moldeo por inyección?

En principio, el moldeo por inyección es simplemente el proceso de exprimir plástico líquido en un molde y esperar a que se endurezca. En la práctica, sin embargo, es un poco más complicado que eso.

Existe una amplia gama de posibilidades de materiales con el moldeo por inyección, por lo que la primera etapa del proceso consiste en seleccionar un plástico termoendurecible apropiado, un material que se puede derretir, inyectar y luego enfriar para formar rápidamente una pieza de plástico. Se pueden usar muchos materiales para este proceso, incluidos plásticos rígidos, flexibles y similares al caucho.

Antes de que comience el ciclo de moldeo por inyección, el material generalmente se adquiere en forma granular. Pero antes de que pueda convertirse en una parte, debe calentarse y transformarse en su forma fundida. Este proceso se lleva a cabo mediante un barril calentado. El material, almacenado en una tolva , es forzado por un carnero en el barril calentado , donde se licua. Luego es empujado hacia el molde por un tornillo alternativo .

La fuerza del tornillo, que es girado por un motor, mueve el plástico fundido a donde debe estar. Cuando el material llega al final de la cámara calentada, es expulsado desde una boquilla a través de unos delgados canales (conocidos como corredores). ) y en la cavidad del molde. Este es el proceso de inyección que da nombre al proceso.

Debido a que el molde de metal está frío, el plástico se solidifica casi de inmediato, formando la pieza final. Luego, esta parte sólida se retira abriendo el molde, lo que permite preparar la siguiente inyección de plástico.

El proceso puede repetirse una y otra vez hasta que se complete el trabajo o hasta que sea necesario reemplazar el molde. En muchos casos, no será necesario reemplazar el molde, ya que los moldes hechos de acero muy duro se pueden usar más de un millón de veces.

Ventajas del moldeo por inyección

Eficiencia

El proceso de moldeo por inyección es extremadamente rápido. Los termoplásticos fundidos se enfrían rápidamente dentro del molde de metal y el tiempo entre ciclos puede ser de tan solo 20 segundos, lo que hace que el proceso sea altamente eficiente y rentable.

La maquinaria también puede funcionar las 24 horas del día, lo que reduce el tiempo total de producción.

Opciones de material y color

El proceso de moldeo por inyección es compatible con muchos plásticos y formulaciones de color diferentes. Según el proyecto en cuestión, los plásticos se pueden seleccionar en función de varios factores, incluida la resistencia a la tracción y al impacto, la elasticidad y la resistencia al calor.

Las piezas moldeadas por inyección también son fáciles de colorear, lo cual es una de las razones por las que el proceso se usa ampliamente para bienes de consumo. Los colores se pueden aplicar en forma líquida y de gránulos, y algunas resinas moldeables vienen teñidas previamente.

Fuerza

Las piezas moldeadas se pueden fabricar con termoplásticos de alto rendimiento y se pueden usar insertos para aumentar aún más la resistencia. A diferencia de las piezas impresas en 3D, las piezas moldeadas no tienen líneas de capa y, por lo tanto, no muestran debilidad en ciertos planos.

Piezas complejas y detalladas

Aunque se deben seguir ciertos principios de diseño, los moldes para moldeo por inyección se pueden fabricar en una variedad de formas complejas, lo que permite la creación de piezas de plástico complejas.

Además, las altas presiones utilizadas para inyectar el plástico permiten crear piezas con detalles pequeños e intrincados.

Acabado de superficie

Una de las mayores ventajas del moldeo por inyección es la alta calidad superficial de las piezas, incluso las que salen directamente del molde. Aunque las piezas se pueden tratar con procedimientos de acabado, las piezas moldeadas tienen una superficie lisa que es adecuada para muchos usos finales.

Coherencia

Dado que un solo molde se puede usar durante cientos de miles de ciclos, las piezas son muy consistentes y pueden cumplir con los estándares y certificaciones requeridos.

Desventajas del moldeo por inyección

Coste del molde

Aunque el costo por unidad de una pieza moldeada por inyección puede ser muy bajo, los costos iniciales de herramientas son altos. Los moldes de metal deben fabricarse mediante un proceso como el mecanizado CNC o la fabricación aditiva de metal, y esto requiere importantes costos de materiales y mano de obra.

No obstante, la aparición de herramientas rápidas como técnica de creación de prototipos ha hecho que el moldeo por inyección de bajo volumen sea más asequible. Con herramientas rápidas, los moldes se fabrican rápidamente y con tolerancias más flexibles, lo que permite a los fabricantes acortar los plazos de entrega.

Restricciones de diseño

Los ingenieros deben trabajar dentro de ciertos parámetros de diseño al crear moldes metálicos. Y aunque es posible crear una gran variedad de piezas moldeadas por inyección, algunos métodos de fabricación alternativos pueden ofrecer una mayor flexibilidad de diseño. La impresión 3D, por ejemplo, permite geometrías internas más complejas.

Tiempos de entrega

Debido a que el moldeo por inyección es un proceso de dos etapas (a la fabricación de moldes le sigue la fabricación de piezas), puede ser más lento que algunos procesos alternativos, al menos en volúmenes más pequeños.

Coste de pedidos de bajo volumen

Dado que las herramientas de metal cuestan mucho más que una sola inyección de plástico, los pedidos de gran volumen tienen un costo por unidad mucho menor.

Que el moldeo por inyección represente la mejor relación calidad-precio depende de varios factores, como la cantidad de piezas necesarias, el costo de las herramientas y la disponibilidad de tecnologías alternativas.