Fundición de Uretano: Materiales, Color, Transparencia y Aplicaciones

La fundición de uretano es un proceso de moldeo de bajo costo para la fabricación de piezas plásticas rígidas o similares al caucho. Adecuada para prototipos y ciertas piezas de uso final, la fundición de uretano no requiere herramientas duras costosas, sino que utiliza moldes de silicona para producir un número limitado de fundiciones.

Los clientes tienen varias opciones cuando se trata de fundición de uretano. Además de la elección entre piezas rígidas o flexibles, pueden agregar fácilmente color a sus fundiciones —ya sea durante o después de la fabricación— e incluso pueden utilizar materiales transparentes para crear artículos como carcasas de electrónica transparentes y cajas de presentación.

Este artículo analiza algunos de los aspectos clave de la fundición de uretano: qué es, qué tipo de materiales se pueden usar, cómo agregar color o transparencia a las piezas fundidas, y ejemplos de cuándo la fundición de uretano es una técnica apropiada.

¿Qué es la fundición de uretano?

La fundición de uretano es un proceso de fabricación de calidad de producción para lotes de piezas de corta duración. Es similar al moldeo por inyección, pero la herramienta utilizada es suave y flexible en lugar de metálica. Debido a esto, la fundición de uretano es mucho más rentable que el moldeo por inyección, especialmente para producción de bajo volumen, y ofrece plazos de entrega más cortos.

La fundición de uretano produce piezas que generalmente son menos resistentes que las piezas moldeadas por inyección, pero que tienen un excelente acabado superficial. Estas piezas de alta calidad pueden fabricarse con tolerancias bastante ajustadas y requieren un post-procesamiento mínimo.

El proceso de fundición de uretano es el siguiente:

1. Obtenemos un patrón maestro positivo o fabricamos uno utilizando una técnica como la impresión 3D estereolitografía o mecanizado CNC.
2. Colocamos el patrón maestro en un recipiente con silicona líquida, creando un molde negativo.
3. Cortamos el molde de silicona completamente curado por la mitad y removemos el patrón maestro.
4. Llenamos el molde de silicona con uretano y lo dejamos curar para fabricar la pieza fundida. Podemos reutilizar el molde de silicona alrededor de 20 veces antes de desecharlo.

La fundición de uretano a veces se denomina fundición al vacío o moldeo de uretano. Sin embargo, no siempre es necesario aplicar el procedimiento de vacío para fabricar piezas de uretano.

Lee nuestro artículo sobre cómo hacer un molde de silicona para más información sobre el proceso de fabricación de moldes de silicona.

Materiales para fundición de uretano

La fundición de uretano no ofrece una gran cantidad de opciones de materiales en comparación con, por ejemplo, el mecanizado CNC (compatible con una amplia gama de polímeros termoplásticos). Sin embargo, funciona con dos tipos distintos de resina de fundición de uretano, dando a los fabricantes un elemento importante de flexibilidad en su desarrollo de productos.

Debería ser bastante obvio si una pieza requiere un material rígido o elastomérico dependiendo de su uso final. La rigidez es esencial para la mayoría de las funciones mecánicas, mientras que la elasticidad puede ser útil para absorción de impactos, agarre y otros usos.

Rígido

Los uretanos Shore D son un grupo de plásticos de uretano rígidos que suelen ser duros y duraderos y que pueden usarse para piezas finales como carcasas, estuches, electrónica de consumo, juguetes, empaques, lentes, dispositivos médicos y científicos, y paneles.

Elastomérico

Los uretanos Shore A son un grupo de plásticos de uretano suaves y flexibles con buena resistencia al impacto. Comparten propiedades físicas con el caucho. Estos uretanos pueden usarse para artículos como agarres y revestimientos de caucho, sobremoldeados, botones y teclados, conectores de cables, e incluso botas de caucho.

Piezas fundidas de uretano coloreadas

Aunque la fundición de uretano no ofrece una amplia selección de materiales, sí ofrece excelentes opciones de coloración, incluyendo colores fundidos.

Esto puede hacer que la fundición de uretano sea una buena opción para juguetes, bienes de consumo y productos de marca que necesitan coincidir con el esquema de colores corporativos de una empresa. También permite a los departamentos de I+D prototipar productos en una gama de colores.

Color fundido

Dado que los uretanos se inyectan en el molde de silicona en forma líquida, es relativamente fácil agregar pigmentos a la mezcla líquida.

Este enfoque para piezas de uretano coloreadas produce varios beneficios. El color aplicado no se astilla ni se pela, ya que se mezcla con el plástico a través de toda la pieza, no solo en su superficie. Además, no afecta la textura superficial de la pieza, lo cual puede ser importante para algunas aplicaciones.

Por otro lado, puede ser difícil establecer la cantidad correcta de tinte para agregar al uretano antes de la fundición, por lo que puede ser necesario desechar fundiciones de prueba antes de encontrar el tono correcto.

Pintura

El color también puede aplicarse a las piezas de uretano después de que la fundición esté completa, en forma de pinturas aplicadas a la superficie de la pieza.

Pintar piezas de uretano da al fabricante acceso a una gama más amplia de colores y le permite ajustar el nivel de brillo. La pintura también puede usarse para suavizar la textura superficial de una pieza. Además, las pinturas de alta calidad son menos propensas a decolorarse tras la exposición a la luz UV que los pigmentos internos.

El inconveniente de pintar piezas de uretano es que las pinturas son propensas a astillarse y rayarse. También exige un paso adicional completo en el proceso de fabricación, aumentando el presupuesto general del proyecto.

Piezas fundidas de uretano transparentes

Uno de los beneficios del uretano es su disponibilidad en formulaciones transparentes. Las resinas transparentes son útiles para artículos como carcasas de electrónica, lentes y componentes de iluminación.

En la mayoría de los casos, se utiliza una cámara de vacío en las piezas transparentes para eliminar burbujas de aire, que de otro modo disminuirían la apariencia de las piezas fundidas transparentes.

Los materiales transparentes también pueden mezclarse con pigmentos para piezas transparentes coloreadas.

Fundición de uretano comparada con alternativas

Fundición de uretano vs Estereolitografía

Al igual que la fundición de uretano, otro proceso de fabricación común para la creación de piezas transparentes es la Estereolitografía (SLA), un proceso de fabricación aditiva (impresión 3D) basado en láser. La SLA se utiliza en odontología, joyería y otras disciplinas que requieren piezas transparentes detalladas.

La SLA puede producir geometrías más complejas y características más finas que la fundición de uretano; después de todo, la fundición de uretano a veces usa una pieza impresa en SLA para el patrón maestro, y habrá alguna pérdida de detalle después del moldeo y la fundición.

Pero la fundición de uretano puede ser mejor si se requieren varias copias de la pieza. Además, no es posible agregar pigmentos a las resinas SLA, mientras que sí es posible para los uretanos de fundición.

Fundición de uretano vs Mecanizado CNC

La fundición de uretano y el mecanizado CNC son técnicas de producción muy diferentes, pero ocasionalmente pueden usarse para producir piezas similares. Ambos pueden fabricar piezas plásticas rígidas como carcasas, por ejemplo, y ambos son adecuados para tiradas de producción de bajo volumen.

El mecanizado CNC es mucho más preciso que la fundición de uretano y puede crear características más detalladas. También es compatible con una amplia gama de materiales, a diferencia de la fundición de uretano.

El proceso de fundición de uretano es mucho más barato en cualquier volumen, pero especialmente cuando se requieren múltiples unidades.

Fundición de uretano vs Moldeo por Inyección

Los procesos de fundición de uretano y moldeo por inyección comparten muchas similitudes, siendo la diferencia clave el material del molde: la fundición de uretano tiene un molde de silicona suave, mientras que el moldeo por inyección requiere herramientas metálicas.

El moldeo por inyección es mucho más adecuado para volúmenes de pedidos medianos a grandes y para piezas que necesitan ser más resistentes.

Cuando se trata de pequeñas cantidades, la fundición de uretano es una buena alternativa de bajo presupuesto al moldeo por inyección, ya que no se necesita herramienta metálica costosa.

Aplicaciones de la fundición de uretano

La fundición de uretano se usa ampliamente para prototipado, pero también es un proceso de calidad de producción adecuado para ciertas aplicaciones de uso final. Porque aunque las piezas fundidas de uretano no son especialmente resistentes, poseen otras cualidades deseables.

Dispositivos médicos

Similar a los productos aptos para alimentos, los dispositivos médicos pueden beneficiarse de la fundición de uretano debido a los materiales no tóxicos involucrados.

Sin embargo, es importante recordar que no todos los uretanos fundibles son biocompatibles.

Carcasas y envolventes

Las opciones de coloración y transparencia hacen que la fundición de uretano sea adecuada para la fabricación de carcasas y envolventes para artículos como electrónica de consumo y dispositivos médicos personalizados.

Es posible lograr sobremoldeo con fundición de uretano, lo cual puede, por ejemplo, ser útil para colocar componentes electrónicos dentro de una carcasa de caucho.

Equipamiento deportivo

Algunos poliuretanos son adecuados para la producción de artículos deportivos como ruedas pequeñas, agarres de mancuernas, componentes subacuáticos y acolchado de cascos.

Piezas de producción de bajo volumen

La fundición de uertano se usa regularmente para producción de bajo volumen en lotes de hasta 20 unidades. Puede ser especialmente útil para piezas grandes como parachoques de automóviles, que serían muy costosos de mecanizar o moldear con herramientas metálicas.

Prototipos

Debido a su velocidad y bajo costo, la fundición de uretano es una solución bastante versátil para diversas tareas de prototipado. Puede usarse para prototipar piezas que eventualmente se producirán en masa usando moldeo por inyección.

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