Directrices críticas de diseño para la fundición de uretano

Como método de producción, la fundición de uretano contrasta marcadamente con las duras herramientas del moldeo por inyección. Mientras que el moldeo por inyección requiere herramientas costosas y laboriosas, la fundición de uretano utiliza moldes de silicona flexibles, lo que permite a los fabricantes producir piezas de uso final de alta calidad con tiempos de entrega mucho más cortos y a costos más bajos. Es por eso que el proceso se usa comúnmente para herramientas de puente, tiradas de producción de bajo volumen, creación rápida de prototipos, fabricación de juntas y fabricación de piezas con detalles finos (como letras en relieve).

El proceso de construcción de fundición de uretano implica primero crear un patrón maestro, esencialmente una réplica (a menudo impresa en 3D) de la pieza final. Luego, el patrón se envuelve completamente en silicona líquida y se deja curar. Se corta el molde por la mitad y se retira el patrón. A partir de ahí, el proceso se puede repetir utilizando la resina de uretano adecuada.

Los materiales de fundición de poliuretano son capaces de proporcionar características de rendimiento comparables, si no superiores, a los termoplásticos utilizados en el moldeo por inyección. Sin embargo, al igual que con otros métodos de producción, el proceso de fundición de piezas de alta calidad que cumplen con todos los requisitos de rendimiento también requiere que los equipos de productos sigan las mejores prácticas de diseño para fabricación (DFM). Estas son algunas de las pautas más importantes que deben tener en cuenta los equipos de productos:

Tolerancias

Cierto grado de variación es inevitable en la fabricación (aunque los equipos deben esforzarse por tener en cuenta tantas variables como sea posible), y las tolerancias son la cantidad aceptable de variación dimensional entre unidades individuales. Las tolerancias del uretano fundido suelen ser de ± 0,015” o ± 0,003 por pulgada, lo que sea mayor. Es posible que se ofrezcan tolerancias más estrictas caso por caso.

En general, es típica una tasa de contracción de +0,15%. Esto es causado por la expansión térmica del material de fundición de uretano y cómo el molde de silicona flexible se calienta en respuesta.

Además, es importante tener en cuenta que, si bien las piezas de fundición de uretano se adaptan bien al posprocesamiento (aunque los procesos adicionales, como el pulido o el acabado personalizado, pueden aumentar rápidamente los costos de producción), algunas características de diseño, como las esquinas afiladas o las letras, pueden experimentar un leve redondeo en el proceso de enfriamiento, impactando la definición de los detalles más finos. Dicho esto, es posible agregar un acabado al patrón maestro que imite un acabado o textura SPI. También puede pintar piezas de fundición de uretano para que coincidan con los colores Pantone, y también se pueden agregar ciertos colores y pigmentos directamente a los materiales de fundición.

Espesor de pared

Las piezas producidas con fundición de uretano deben tener un espesor de pared mínimo de 0,040” (1 mm), aunque se pueden lograr paredes tan delgadas como 0,020” (0,5 mm) para algunos componentes pequeños. Las piezas más grandes generalmente requieren paredes más gruesas para garantizar la integridad estructural de la pieza.

La fundición de uretano permite piezas con espesores de pared variables o geometrías irregulares, pero el diseño de piezas como tales debe hacerse solo cuando sea estrictamente necesario. Mantener un grosor uniforme ayuda a minimizar la posibilidad de que se produzca una contracción y una deformación inadecuadas durante el proceso de curado.

Socavaduras y calado

Si bien las socavaduras pueden complicar rápidamente el diseño del moldeo por inyección, la naturaleza flexible de los moldes de silicona utilizados en la fundición de uretano generalmente permite que las piezas se retiren fácilmente y sin dañarlas.

Lo mismo ocurre con los ángulos de desmoldeo:son necesarios para expulsar piezas de moldes metálicos, pero menos esenciales para piezas fundidas en uretano. Dicho esto, incorporar de 3 a 5 grados de inclinación en el diseño de la pieza puede reducir significativamente la tensión en su molde y extender su ciclo de vida.

Costillas

Las nervaduras agregan estabilidad y resistencia, pero es importante asegurarse de que estén orientadas para maximizar la rigidez a la flexión de las paredes que soportan. Como regla general, la altura de la nervadura no debe ser más de tres veces su ancho, y el ancho de la nervadura donde se encuentra con la pared de la pieza debe estar entre el 40 y el 60 % del espesor de la pared. Por último, para maximizar la resistencia de la nervadura, todas las esquinas interiores deben tener un radio de empalme de al menos el 25 % del espesor de la pared de la pieza.

Jefes

Los salientes permiten unir piezas de acoplamiento seguras mediante el uso de tornillos, pasadores y otros sujetadores. Al igual que con las nervaduras, el radio de la base debe ser aproximadamente el 25 % del grosor de la pared de la pieza, lo que tiene el beneficio adicional en este caso de ayudar a evitar que el sujetador se queme cuando se coloca en el saliente.

Las esquinas salientes interiores deben usar un radio de filete de 0,060” (1,5 mm) para minimizar el grosor y reducir la probabilidad de que se desarrollen hundimientos. Asegurarse de que los salientes no superen el 60 % del grosor nominal de la pared también ayuda a minimizar la contracción.

Aproveche los beneficios de la fundición de uretano hoy

Las ventajas de la fundición de uretano (tiempos de entrega cortos, bajo costo y flexibilidad de diseño y materiales, por nombrar algunas) solo valen la pena si cumple con las mejores prácticas de diseño y fabricación. Esto significa prestar atención a variables como las propiedades del material de fundición de uretano, las tolerancias generales de las piezas de caucho y todo lo demás, lo que rápidamente se complica sin la ayuda de un socio de fabricación experimentado.

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