Consejos para moldes de impresión 3D

El moldeo por inyección es el proceso más popular del mundo para la fabricación de piezas de plástico. Utilizando moldes de metal duraderos, el moldeo por inyección permite crear cientos de miles de unidades en un corto espacio de tiempo.

Y el moldeado no es caro. Al menos, inyectar una inyección de material en un molde no lo es:el proceso es muy rápido y los gránulos son una forma económica de plástico. Pero los propios moldes son caros, la mayoría de ellos están hechos de metales de primera calidad y fabricados con mecanizado manual o CNC.

Para prototipos y fabricación a corto plazo, un molde profesional puede estar mucho más allá del presupuesto de una empresa. E incluso los moldes de aluminio más asequibles (fabricados con herramientas rápidas) siguen siendo demasiado caros para algunos proyectos.

Una forma de hacer piezas moldeadas por inyección a un costo muy bajo es simplemente imprimir los moldes en 3D. Estos moldes de plástico no durarán mucho tiempo y ciertamente no se pueden usar para la fabricación en masa, pero funcionan bien para ciertos prototipos rápidos.

Este artículo analiza cómo y por qué podría usar la impresión 3D para fabricar moldes de plástico para moldeo por inyección.

¿Por qué utilizar la impresión 3D para moldes?

La impresión 3D no se usa mucho como herramienta de fabricación de moldes. En cambio, se usa más comúnmente para la creación rápida de prototipos y la producción de lotes pequeños de piezas personalizadas.

Sin embargo, cuando se moldean por inyección piezas con un presupuesto ajustado, la impresión 3D ofrece algunas posibilidades. La fabricación aditiva es muy económica, con costos de instalación mínimos y se puede utilizar para crear un artículo único como un molde.

Los moldes impresos en 3D son mucho menos sólidos y duraderos que incluso los moldes de metal mecanizado más endebles, pero son lo suficientemente buenos para ciertos prototipos hechos de ciertos materiales.

Para la gran mayoría de los casos, 3ERP recomienda el mecanizado CNC para la creación de moldes de moldeo por inyección.

¿Qué industrias utilizan la impresión 3D para moldes?

Algunos sectores utilizan la impresión 3D con bastante regularidad para la fabricación de moldes, aunque no con frecuencia para el moldeo por inyección.

Los joyeros, por ejemplo, suelen utilizar impresoras 3D de estereolitografía (SLA) para ayudar en el proceso de fundición por inversión. Después de imprimir en 3D un modelo de una joyería , el joyero puede usar el modelo como patrón positivo para hacer un molde. Luego, el modelo impreso en 3D se puede quemar, dejando solo el molde, que se puede usar para hacer las joyas de metal.

El dental la industria utiliza las impresoras 3D de manera similar. Los profesionales dentales ahora pueden generar un modelo 3D de los dientes de un paciente y luego crear un modelo inverso de esos dientes usando una impresora 3D. Ese modelo impreso puede funcionar como un molde y se puede usar para fabricar alineadores y retenedores dentales específicos para cada paciente a partir de materiales blandos y seguros desde el punto de vista médico.

¿Qué tipo de impresora 3D es mejor para hacer moldes?

Las impresoras 3D FDM, las impresoras 3D de escritorio más comunes, no son particularmente adecuadas para hacer moldes. Esto se debe a que las piezas impresas con FDM suelen tener una superficie rugosa con líneas de capas.

Las mejores tecnologías de FA para la fabricación de moldes incluyen inyección de material Impresión 3D y Estereolitografía impresión 3D.

Ambas tecnologías ofrecen un alto nivel de detalle y precisión, así como un buen acabado superficial que facilita el flujo fluido del material durante el proceso de inyección.

Materiales imprimibles en 3D para moldes

Se puede utilizar una gama de plásticos imprimibles en 3D para fabricar moldes para moldeo por inyección. Sin embargo, un material debe tener una resistencia a la temperatura suficientemente alta para mantener su forma incluso mientras se le inyecta plástico fundido.

Cuanto mayor sea la temperatura de fusión del plástico inyectado, mayor debe ser la temperatura de deflexión térmica del molde.

Para la inyección de material, un material de fabricación de moldes ampliamente utilizado es Stratasys Digital ABS , que tiene una temperatura de deflexión térmica de hasta 95°C. Stratasys dice que el material es "ideal para la creación rápida de prototipos de piezas de ajuste a presión para uso en temperaturas altas o bajas, diseños funcionales con versatilidad y flexibilidad de múltiples materiales, moldes, herramientas de fabricación, piezas eléctricas y más".

Para SLA, un material común para la fabricación de moldes es la resina para altas temperaturas de Formlabs. . Formlabs dice:"Tanto las resinas transparentes como las de alta temperatura se pueden usar para imprimir pequeños moldes funcionales, y la alta temperatura ofrece compatibilidad con una gama más amplia de temperaturas de fusión de termoplásticos... La rigidez relativamente alta de la resina de alta temperatura significa que el molde no se deformará al retirar el parte.”

Diseño de un molde impreso en 3D

Al diseñar un molde impreso en 3D, es importante tener en cuenta dos cosas:si el diseño se imprimirá bien y si el molde impreso funcionará correctamente cuando se le inyecte plástico fundido.

Para un molde bien impreso:

• Mantenga las estructuras de soporte en el exterior del molde, lejos de la cavidad del molde. Esto asegura que las imperfecciones causadas por la eliminación del soporte no aparezcan en las piezas moldeadas.
• Imprima a la resolución más alta con las alturas de capa más bajas para reducir el efecto escalonado en las características curvas.
• Incorpore salidas de aire para reducir las posibilidades de burbujas y aire atrapado.

Para un moldeado eficaz:

• Mantenga paredes delgadas con un grosor constante en todas partes.
• Agregue ángulos de inclinación para facilitar la expulsión de piezas.
• Incorporar radios; sin bordes afilados ni esquinas.

Para obtener más consejos de diseño, lea nuestros consejos de diseño para la impresión 3D de estereolitografía. Entonces lea nuestra guía sobre el diseño de piezas para moldeo por inyección.

¿Con o sin marco?

Una buena forma de prolongar la vida útil de un molde impreso en 3D es utilizar un marco de aluminio . El molde impreso se coloca dentro del marco de metal, que protege el molde de plástico más frágil de la presión y el calor producidos por la boquilla de la máquina de moldeo por inyección.

Debido a que el molde se asienta cómodamente dentro del marco de aluminio, también está protegido contra deformaciones después de inyecciones repetidas. Además, el marco contiene un canal que conecta la boquilla de moldeo por inyección con el bebedero del molde impreso, lo que elimina la necesidad de contacto directo entre la boquilla y el molde.

Los marcos de aluminio son mucho más duraderos que los moldes impresos en 3D colocados dentro de ellos. Esto significa que los fabricantes pueden usar un solo marco de aluminio para varios moldes diferentes, que a su vez se pueden usar para producir múltiples unidades moldeadas.

Es posible usar un molde impreso sin marco, pero esto requiere más material de impresión 3D y deja los moldes más susceptibles a deformarse.

Métodos alternativos

El moldeo por inyección con moldes impresos en 3D puede ser una buena opción para las empresas con acceso a una impresora 3D SLA o de inyección de material.

Sin embargo, también se pueden lograr tiradas pequeñas de piezas de plástico moldeadas con fundición al vacío. La fundición al vacío utiliza moldes de silicona económicos para fabricar rápidamente prototipos de plástico. Al igual que con los moldes impresos en 3D, los moldes de silicona tienen una vida útil corta.

Puede ser preferible la fundición al vacío, ya que produce piezas moldeadas con un acabado superficial extremadamente suave.

3ERP es un proveedor experimentado de servicios de fabricación como impresión 3D, moldeo por inyección, mecanizado CNC y fundición al vacío. Póngase en contacto para obtener un presupuesto gratuito.