¿Qué proceso de fabricación de plásticos es adecuado para mí?

Los plásticos son una familia de materiales de fabricación muy versátiles:algunos son blandos y flexibles; otros son rígidos y resistentes a los impactos. Esta amplia gama de propiedades físicas garantiza que, independientemente de la aplicación, la fabricación de piezas de plástico sea generalmente rentable y rentable.

Independientemente del uso final, ya sea que las piezas se utilicen para crear diseños innovadores de sillones, componentes de herramientas eléctricas o prótesis, es importante que los diseñadores e ingenieros sepan cómo seleccionar el proceso de fabricación adecuado para sus necesidades.

Tipos de fabricación de productos plásticos

Dado que los plásticos vienen en diferentes formas, tamaños, durabilidad y colores, no debería sorprender que exista una variedad de procesos de fabricación que permitan la producción de piezas de plástico. Aquí hay un resumen rápido de algunos de los más comunes.

Impresión 3D

Este proceso utiliza diseños y modelos CAD para crear piezas tridimensionales añadiendo una capa del material de producción a la vez hasta que la pieza esté completamente formada. La principal ventaja de la impresión 3D es que, en comparación con otros procesos de fabricación, tiene muchas menos limitaciones de diseño, lo que la convierte en un método especialmente económico para crear piezas con geometrías complejas.

A diferencia del mecanizado CNC, por ejemplo, donde los ingenieros pueden tener que considerar cómo el cabezal de la fresadora llegará a lugares estrechos, así como el tamaño de las herramientas necesarias para crear detalles finos en la geometría de la pieza, la impresión 3D permite funciones de diseño complicadas, como canales internos curvos:para ser creados sin herramientas.

El aditivo es capaz de realizar diseños intrincados que son difíciles o imposibles de realizar de manera eficiente con otros procesos de fabricación. También permite crear una pieza como una pieza sólida, en lugar de múltiples componentes que se ensamblan posteriormente.

Mecanizado CNC

Este proceso implica el uso de herramientas de corte controladas por computadora, como fresas, tornos y taladros, junto con la rotación para crear piezas de plástico.

A diferencia de los procesos de fabricación aditiva, el mecanizado CNC es un proceso sustractivo, lo que significa que el material se elimina gradualmente del bloque que eventualmente se convertirá en la pieza terminada, llamada pieza de trabajo. Hay dos grandes categorías de mecanizado CNC:fresado, que utiliza herramientas giratorias y una pieza de trabajo fija; y torneado, que utiliza herramientas fijas y una pieza giratoria.

El mecanizado CNC puede ser una alternativa eficaz para crear piezas que son difíciles de moldear o que requieren tolerancias estrictas, lo que hace que el método sea ideal tanto para la creación de prototipos como para la creación de ciertos productos de uso final, incluidos bujes y engranajes. Sin embargo, la complejidad de las piezas puede aumentar rápidamente el costo por pieza cuando se utilizan procesos de mecanizado, y ciertas formas geométricas, como los canales interiores curvos, pueden ser difíciles, si no imposibles, de crear mediante la fabricación sustractiva.

Moldeo por inyección

Como sugiere el nombre, este proceso consiste en inyectar material termoplástico fundido a presión en moldes de acero endurecido o aluminio. Estos moldes, que pueden ser geométricamente complejos, dan como resultado piezas con tolerancias estrechas, precisión iterativa y acabado superficial de alta calidad, todo lo cual hace que el moldeo por inyección sea un proceso efectivo para series de producción de alto volumen.

Si bien el moldeo por inyección es costoso de preparar y comenzar a funcionar (la creación de moldes puede ser costosa y llevar varios meses), ningún otro proceso de fabricación de productos de plástico puede igualar su capacidad para producir rápidamente series de producción de alto volumen, lo que reduce drásticamente el costo. por pieza.

Moldeo por extrusión

El proceso de moldeo por extrusión es similar al moldeo por inyección en el sentido de que requiere plásticos derretidos para crear piezas. Sin embargo, en lugar de inyectar el material fundido en un molde, los sistemas de extrusión fuerzan el plástico a través de un troquel que le da al plástico una forma fija.

Los tubos de plástico, pajitas, canaletas, marcos de puertas, mangueras y otras piezas simétricas se pueden fabricar de manera eficiente con sistemas de extrusión. Debido a sus formas más simples, las piezas fabricadas por extrusión a menudo tienen bajos costos de producción y herramientas.

Fundición de uretano

El proceso de fundición de uretano implica la creación de un molde de silicona a partir de un patrón maestro del diseño de la pieza finalizada. Una vez que el molde se ha fraguado y se retira el patrón maestro, el molde se puede usar para producir copias individuales de la pieza con altos niveles de exactitud y precisión, así como un buen acabado superficial.

Los moldes de silicona de uretano fundido son menos duraderos que los moldeados duros que se utilizan para el moldeo por inyección, pero se pueden crear de forma mucho más rápida y rentable. Esto hace que la fundición de uretano sea una buena opción para la producción de volumen bajo a medio con plazos de entrega ajustados.

Formado al vacío

La formación al vacío utiliza un vacío para empujar láminas de plástico maleable calentado a través de moldes de una sola superficie. Comúnmente utilizado con termoplásticos como láminas de poliestireno de alto impacto, este proceso se utiliza para crear productos duraderos en una variedad de formas, incluidas cubiertas protectoras, letreros de calles y empaques para productos sensibles al sabor o al olor.

Rotomoldeo

El proceso de rotomoldeo consiste en hacer girar un molde hueco relleno con una resina en polvo a medida que el molde se calienta y se enfría, lo que garantiza que las paredes estén recubiertas uniformemente y sin combaduras ni deformaciones. Es un método efectivo para crear piezas altamente estables con espesores de pared uniformes, como tanques y contenedores de plástico, que normalmente no requieren un acabado superficial adicional.

Factores a tener en cuenta al fabricar piezas de plástico

Debido a que existe una amplia gama de procesos de fabricación disponibles, es importante elegir el que mejor se adapte a la pieza. Aquí hay algunas consideraciones a tener en cuenta.

Materiales

La aplicación de piezas es una consideración primordial al seleccionar un material viable, y determinar las características físicas más beneficiosas para la pieza en cuestión puede ayudar a reducir las opciones de materiales.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que algunos materiales se adaptan mejor a procesos de fabricación específicos. Las piezas elásticas de poliuretano de baja dureza, por ejemplo, son fáciles de producir con fundición de uretano, pero extremadamente difíciles de trabajar cuando se trata de impresión 3D. En algunos casos, las características deseadas del material pueden incluso mejorarse seleccionando estratégicamente un método de fabricación.

Formulario

Factores como los estrictos requisitos de tolerancia, las características internas únicas o un alto nivel de complejidad geométrica ayudarán a determinar qué procesos de fabricación son más económicos y eficientes. Si la pieza exige un proceso específico, es posible que sea necesario realizar revisiones del diseño para la fabricación (DFM) a fin de optimizar la rentabilidad de la producción.

Tiempo de entrega

Los plazos de entrega del producto final ayudarán a determinar el mejor método de fabricación, ya que los tiempos de producción pueden variar significativamente entre procesos. Según la pieza y la máquina, algunas impresoras 3D pueden producir piezas completas y viables en unas pocas horas. En el otro extremo del espectro, mientras que el proceso de moldeo por inyección real es muy rápido, en muchos casos capaz de lograr tiempos de ciclo de menos de un minuto, el mecanizado de los moldes puede tardar meses en finalizar, lo que amplía el programa de producción.

Volumen y Costo

Un último factor importante a tener en cuenta es el volumen de producción requerido. Los sistemas de moldeo por inyección exigen costos iniciales elevados, lo que tiende a hacerlos económicos para tiradas de gran volumen pero ineficientes en términos de costos para la creación de prototipos. Otros procesos, como el mecanizado CNC, tienen costos iniciales más bajos, pero fácilmente pueden costar más por pieza dependiendo de la cantidad de trabajo manual involucrado. Encontrar el equilibrio adecuado entre el volumen de producción y la rentabilidad es clave.

Cómo comenzar su pedido de piezas de plástico

La variedad de procesos de fabricación de plástico disponibles hablan de la versatilidad del plástico. El proceso adecuado para cualquier pieza determinada dependerá de una serie de factores, incluidos la aplicación, el diseño, el volumen de producción y el tiempo de entrega de la pieza.

En Fast Radius, trabajamos en estrecha colaboración con nuestros clientes para asegurarnos de que sus piezas se fabriquen con el proceso de fabricación más eficaz y eficiente. Si tiene preguntas sobre cómo trabajamos o si está listo para comenzar la producción, contáctenos hoy.

Obtenga más información sobre la fabricación de plásticos y los otros servicios que ofrecemos en nuestro centro de recursos. Allí, también puede leer sobre los diferentes tipos de plásticos disponibles, desde poliuretano multipropósito resistente y biocompatible hasta poliuretano elastomérico flexible y gomoso, y más.

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