Reducción de su costo de moldeo por inyección en la creación de prototipos de plástico

Vivimos en un mundo de producción en masa donde simplemente no se escapan los moldes de inyección. Casi todos los artículos que utilizamos en nuestro día a día contienen piezas de plástico fabricadas mediante moldeo por inyección. Dada la omnipresencia de tales objetos, obtener información sobre los costos de moldeo por inyección se vuelve vital.

Ahora, múltiples factores determinan el costo del moldeo por inyección. No hay un solo factor en juego aquí. En consecuencia, el objetivo de este artículo es informar y educar a lectores como usted acerca de los costos de moldeo por inyección. De esa manera, cada vez que necesite crear dichos moldes para sus propios propósitos únicos, puede hacerlo mientras incurre en gastos de moldes óptimos.

5 factores que afectan el costo de los moldes de inyección

Al evaluar el costo del moldeo por inyección, encontrará que hay 5 factores principales en juego durante todo el ciclo de producción. A continuación, analizamos cada uno de estos factores para ayudarlo a medir el impacto general en los costos del moldeo por inyección.

En todos los casos, hemos compartido ejemplos de costos de moldeo por inyección apropiados. Le ayudarán a comprender la diferencia que marcan estos factores mencionados a continuación.

Tamaño de la pieza

Las piezas de plástico vienen en una plétora de diferentes tamaños. Dependiendo del propósito en cuestión, podría haber una variedad compleja de piezas para fabricar. Los automóviles son un ejemplo clásico. En un solo vehículo, se incorporarían múltiples partes de este tipo. Cuando piensa en variantes adicionales de tales vehículos, la necesidad de piezas aumenta aún más.

Con tantas piezas diferentes, todas de varios tamaños para fabricar, el costo total del molde de inyección está destinado a aumentar. Esto es especialmente cierto ya que cada parte requeriría su propio tamaño de molde único.

Complejidad de la pieza

Hay algunas partes que son de naturaleza relativamente básica. Las impresiones 3-D tomadas en casa en un volumen bajo son un buen ejemplo de esto, con un grado de complejidad especialmente rudimentario. Un molde de una sola cavidad también se consideraría bastante básico.

Por otro lado, tiene moldes más grandes, a menudo de acero con más cavidades en su interior. Un ejemplo adecuado serían las piezas interiores de un avión hechas de plástico. Se requieren en grandes volúmenes, a menudo en decenas de miles, con una precisión infalible. A menudo, requieren logotipos de la empresa grabados en relieve, lo que aumenta aún más su complejidad. A medida que aumenta esta complejidad, el costo del moldeo por inyección de plástico seguramente aumentará.

Cavidades de piezas

En el caso anterior, citamos moldes de acero con múltiples cavidades. Dichos moldes pueden ser especialmente complejos. Dentro de estos, hay un exceso absoluto de moldes de inyección de plástico. Dependiendo del resultado final, las cavidades requeridas pueden variar considerablemente.

A medida que aumenta la necesidad de tales cavidades de piezas moldeadas por inyección, hay un aumento simultáneo en los costos de moldeo por inyección de plástico.

Acabado de piezas

El ejemplo más apropiado para citar aquí serían las piezas moldeadas por inyección personalizadas. El grado de acabado requerido en una pieza determinada tendrá una relación directa con los costos de fabricación incurridos.

Un acabado liso de alto brillo, por ejemplo, requeriría más horas de trabajo y esfuerzo en comparación con un acabado texturizado. El primero necesitaría pasar por una serie de pasos de pulido antes de que pueda lograr el aspecto deseado. Todos estos pasos adicionales se sumarán al costo total.

Cuando ese es el caso, todo el proceso de moldeo por inyección se vuelve particularmente complejo. Por supuesto, cuando esto sucede, el costo general de los moldes de inyección de plástico aumenta sustancialmente.

Cantidades de piezas

Al determinar el costo de las herramientas de moldeo por inyección, las cantidades de piezas juegan un papel fundamental. Como la lógica te dirá, cuanto mayor sea el número de piezas a fabricar utilizando el mismo molde, el coste por pieza se reducirá.

Al mismo tiempo, tenga en cuenta que existe un ciclo de máquina para cada proyecto de moldeado. Esto tiene una doble implicación del tiempo requerido para crear una salida final cada vez, así como la duración total durante la cual un molde puede crear piezas de producción. Más allá de ese umbral, la calidad termina siendo comprometida. De hecho, un molde de inyección típico simplemente no puede producir ningún resultado una vez que se ha creado la cantidad predeterminada de unidades. Por lo tanto, considere también la necesidad de un nuevo molde de inyección de plástico en este contexto.

¿Qué determina el costo del moldeo por inyección?

Una vez más, enfatizamos que múltiples factores contribuyen al costo de un molde de inyección de plástico típico. Téngalos en cuenta al calcular los costos de moldeo por inyección para crear moldes.

1. Costo de la máquina

La comprensión adecuada del moldeo por inyección requiere que también se dé cuenta y aprecie el costo de las máquinas involucradas en el proceso. Hoy en día, hay máquinas de moldes con un tonelaje gigantesco, que producen moldes de inyección de tipos muy dispares. Estas máquinas de moldes más grandes, junto con las operaciones más complejas que se requieren para ejecutarlas, contribuyen a aumentar los costos.

Además, existen máquinas de moldeo por inyección relativamente más sencillas, pero también más duraderas y versátiles, que son particularmente rentables. Por lo tanto, tenga siempre en cuenta los costes de las máquinas de moldeo por inyección en este contexto.

2. Costo de herramientas (costo del molde)

Esto no es más que el costo de un molde típico. Aquí también, se encontrará al tanto de una serie de factores que afectan los costos de las herramientas. Incluyen la complejidad de la(s) pieza(s) que se está(n) fabricando, el volumen de producción, el proceso seguido para hacer el molde, así como el material del molde, digamos un molde de aluminio o uno de acero, etc.

Los tres métodos siguientes son los más utilizados para fabricar moldes de moldeo por inyección:

Mecanizado CNC

Este es el método más utilizado para fabricar moldes de inyección. Implica el uso de máquinas controladas numéricamente por computadora (CNC) para crear moldes a partir de un bloque de material, generalmente aluminio o acero.

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo, en el que se elimina el exceso de material de un bloque de materia prima mediante herramientas de corte rotativas de alta velocidad.

Los moldes de acero o aluminio generalmente se fabrican con este proceso. Una gran ventaja es el nivel superior de precisión que se logra en este caso. También es relativamente rápido y rentable.

Impresión 3D (Fabricación Aditiva)

A menudo, la impresión 3D demuestra ser uno de los enfoques de menor costo para el moldeo por inyección. Este es un método relativamente nuevo que se usa para hacer moldes. Se trata de construir el molde en capas. Sin embargo, no es adecuado para crear moldes con geometrías complejas.

En general, los avances en la tecnología de impresión 3D han aumentado enormemente las posibilidades generales disponibles, al mismo tiempo que mantienen los costos en niveles óptimos.

EDM (Mecanizado por descarga eléctrica)

Algunos de los diseños de moldes más complejos se realizan con este método. Sí, los costos involucrados pueden ser altos, pero los resultados obtenidos en este caso son superiores a la mayoría. Además, dada la aplicación (en gran medida) industrial de este método, los costos suelen ser menos preocupantes que una calidad excepcional de producción.

3. Costo de mano de obra

No importa qué tan mecanizados sean sus procesos de fabricación, los costos de mano de obra siempre estarán involucrados. Por ejemplo, seguramente necesitará un operador de máquina para ejecutar su proceso de moldeo por inyección. Al mismo tiempo, dependiendo de la geografía en cuestión, así como de su mercado de oferta laboral y la dinámica de la moneda, esto puede o no resultar ser un factor convincente.

4. Coste del material inyectado 

El costo de las materias primas que se inyectan en el molde desempeñará un papel importante en el costo total de las piezas moldeadas por inyección. Hay muchos tipos de plásticos que se pueden usar para el moldeo por inyección, incluidos ABS, PS, PE, PC, PP o TPU. Cuanto más caro sea el material, más caras serán las piezas. En algunos casos, es posible que sea necesario utilizar materiales exóticos que pueden aumentar aún más el costo.

5. Otros

• Resina polimérica – La cantidad, así como la calidad (que debe ser buena para garantizar un rendimiento superior) de la resina polimérica requerida, puede reducir drásticamente el costo. Tenga esto en cuenta al hacer su selección de resina de ingeniería.
• Base del molde – Aquí es donde se encuentran todas las cavidades del moho, incluido un moho familiar similar pero no idéntico (si está presente). Si su molde tiene un tamaño razonablemente grande, aumentaría drásticamente los costos de la base. Por supuesto, la adopción de un enfoque de cavidad central aquí que involucre cavidades de pared ayudaría a mantener los costos del molde bajo control.
• Líneas de refrigeración – También conocidos como canales de enfriamiento, son vitales para la velocidad y la eficiencia con la que se enfrían los moldes, lo que permite que los materiales inyectados se solidifiquen. Sí, garantizar que su provisión se suma a los costos variables.

¿Cómo reducir los costos de moldeo por inyección?

El ahorro en los costos de producción es fundamental cuando llega a la fabricación ya que minimiza el coste final del producto. Como todos sabemos, el truco más simple para reducir el precio por pieza es aumentar la cantidad de piezas, ya que los costos iniciales durante el mecanizado y el diseño del molde se pueden usar en más piezas. Además de eso, también puede probar las siguientes formas de reducir los costos de moldeo por inyección.

1. Evalúe la capacidad de fabricación de su diseño (DFM)

Una de las mejores maneras de reducir los costos de moldeo por inyección es diseñar su pieza de tal manera que sea fácil de fabricar. Esto incluye considerar factores como socavaduras, espesor de pared y acabados complejos. Al simplificar su diseño, a menudo puede reducir la cantidad de cavidades de molde requeridas, lo que a su vez reducirá sus costos de herramientas. Aquí hay algunas direcciones a considerar para la optimización.

1) Eliminar o reducir las socavaduras

En general, las características de socavado complican y, en algunos casos, impiden la inyección de piezas. Eliminarlos si es posible. Si le resulta difícil deshacerse de ellos, pruebe los cierres deslizantes, los núcleos pasantes o cambie la línea de partición y los ángulos de inclinación para simplificar la construcción del molde. Si la técnica se aplica adecuadamente, se reducen los costes de utillaje.

2) Evite el moho del espesor de la pared

Una forma de reducir el costo del moldeo por inyección es usar un molde de paredes más delgadas. Las paredes más delgadas requieren menos material y, por lo tanto, su producción cuesta menos. Además, las paredes más delgadas dan como resultado tiempos de enfriamiento más cortos, lo que puede conducir a tiempos de ciclo reducidos y una mayor productividad.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que los moldes de paredes más delgadas pueden no ser adecuados para todas las aplicaciones. En algunos casos, las paredes más delgadas pueden dar como resultado piezas más débiles y más propensas a romperse. Como tal, es importante considerar cuidadosamente las ventajas y desventajas de usar un molde de paredes más delgadas antes de tomar una decisión.

3) Minimizar los complejos acabados y apariencias

La eliminación de características innecesarias que no agregan un valor significativo a su resultado final es una forma idílica de reducir los costos de moldeo por inyección de plástico. Las superficies texturizadas, por ejemplo, pueden simplemente no ser necesarias. Esto también se aplica a los complementos cosméticos, como el granallado o el pulido con alto contenido de moho. Recuerde que el exceso de características también puede requerir más cavidades de molde que incrementen aún más los costos.

4) Intenta diseñar piezas que se acoplen solas

Si está realizando un proyecto con dos segmentos entrelazados, o una caja que se encaja a presión, es recomendable rediseñar los broches para que se enganchen en lugar de repetir el proceso para cada broche.

2. Moldes universales en lugar de moldes personalizados

Si no necesita un molde personalizado, considere usar el molde universal. Estos moldes suelen ser menos costosos que los moldes personalizados y aun así pueden producir piezas de alta calidad.

Además, si necesita un molde personalizado, considere siempre tener un modelo CAD antes de comenzar el proceso de fabricación. Ayudará a optimizar los diseños e identificar posibles problemas, como ángulos de desmoldeo pronunciados, espesores de pared innecesarios, formas complejas, etc.

Esto le ahorrará mucho dinero (¡y un dolor de cabeza!) a largo plazo. Hacer moldes en lugar de comprar un molde nuevo por completo cuando surge la necesidad es otra forma ingeniosa de ahorrar unos cuantos dólares. Las piezas de acoplamiento automático en lugar de modos múltiples también ayudan en este frente.

3. Minimice el número de cavidades en su molde

Cuantas más cavidades haya en un molde, mayor será el costo. Por lo tanto, es importante minimizar la cantidad de cavidades en su molde siempre que sea posible.

Una forma de reducir el número de cavidades es utilizar un análisis de flujo de molde para optimizar el diseño de su pieza. El análisis Moldflow puede ayudarlo a identificar áreas donde las cavidades pueden eliminarse sin comprometer la función o la estética de la pieza.

4. Utilice materiales de bajo costo siempre que sea posible

El costo del material que utiliza para sus piezas puede tener un impacto significativo en el costo total de producción. Siempre que sea posible, utilice materiales de menor costo como ABS o polipropileno.

Preguntas frecuentes

¿Es caro el moldeo por inyección?

No hay una respuesta simple y directa a esto. Pero en términos generales, se puede decir que, si bien el moldeo por inyección puede ser costoso, no siempre es así. Factores como los volúmenes de producción, así como la complejidad de las piezas que se fabrican, juegan un papel clave en la determinación final de los costos de moldeo por inyección. Cuando se fabrican grandes volúmenes de artículos similares con tolerancias estrechas, el moldeo por inyección demuestra ser un proceso económico.

¿Cuánto cuesta el moldeo por inyección?

Puede oscilar dramáticamente desde unos pocos cientos hasta cientos de miles de dólares. Piense en la amplia aplicación del moldeo por inyección. Hay una variedad virtualmente ilimitada de productos hechos con ellos. En tal escenario, es difícil especificar una cifra exacta en cuanto al costo del moldeo por inyección.

¿El moldeo por inyección es ecológico?

Sí, el moldeo por inyección no solo puede resultar una solución rentable para la fabricación de una gran cantidad de productos de plástico, sino que también puede ser respetuoso con el medio ambiente, al igual que la impresión 3D. En primer lugar, considere el uso óptimo de plástico aquí con un mínimo o ningún desperdicio o filtración. Además, dado que aquí tratamos con plástico fundido, se pueden agregar varios elementos orgánicos a la mezcla para finalmente obtener una salida de moldeo por inyección de plástico ecológica.

Comience con el moldeo por inyección rápida

Como hemos afirmado repetidamente a lo largo de este artículo, puede haber disparidades significativas en los costos de moldeo por inyección para la creación de prototipos de plástico. Factores como los volúmenes de producción y los moldes completamente complejos juegan un papel fundamental en la determinación de los costos finales.

Las empresas a menudo eligen el moldeo por inyección rápida para sus necesidades de creación de prototipos de plástico porque es una forma rentable de crear prototipos rápidamente. Comencemos con el moldeo por inyección rápida en WayKen.