Consejos y trucos de diseño de moldeo por inyección de pared delgada

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación popular y versátil que permite a las empresas producir lotes de producción de alto volumen por un costo por pieza relativamente bajo sin sacrificar la calidad. Es altamente repetible y capaz de producir componentes resistentes que cumplen estrictos requisitos mecánicos y dimensionales.

Cuando las empresas necesitan producir una pieza de plástico con paredes delgadas, como ciertas piezas de automóviles o carcasas de teléfonos celulares, pueden recurrir al moldeo por inyección de paredes delgadas. Sin embargo, deberá tener especial cuidado al diseñar productos con paredes delgadas, ya que el moldeo por inyección de paredes delgadas presenta nuevos desafíos. En este artículo, repasaremos los conceptos básicos del moldeo por inyección de paredes delgadas, sus aplicaciones comunes y algunos consejos de diseño de moldeo por inyección para que pueda comenzar su viaje con el pie derecho.

¿Qué es el moldeo por inyección de pared delgada?

El moldeo por inyección de paredes delgadas es una forma especializada de moldeo por inyección que permite a los fabricantes crear piezas más delgadas y livianas sin sacrificar la integridad estructural. Al optar por el moldeo por inyección de pared delgada en lugar del moldeo por inyección tradicional, las empresas pueden ahorrar material, aumentar la productividad, lograr un menor costo por pieza y reducir el uso de combustible y las emisiones de carbono relacionadas con el envío.

Dado que las piezas de plástico de paredes delgadas tienen menos material para enfriar, los tiempos de ciclo son mucho más rápidos, lo que reduce los plazos de entrega. De hecho, una reducción significativa en el grosor de la pared a veces puede reducir los tiempos de ciclo a la mitad, lo que ayuda a las empresas a poner los productos en manos de los clientes más rápido y a ahorrar en costos operativos. Además, dado que las paredes más delgadas significan menos plástico, las empresas pueden ahorrar dinero en cuanto a materiales y, en el caso de los envases y embalajes, dejar más espacio vacío para el producto.

Sin embargo, el moldeo por inyección de paredes delgadas presenta algunos desafíos. Por un lado, el proceso de inyección es más complicado. Necesita una presión más alta y velocidades de moldeo más rápidas para llenar todas las cavidades delgadas con material fundido, evitar que se congele y asegurarse de que la pieza salga según lo previsto. Por ejemplo, mientras que un componente con paredes estándar se puede rellenar en dos segundos, es posible que esa misma pieza con paredes un 25 % más delgadas deba rellenarse en solo un segundo. Además, es posible que deba tomar medidas adicionales y diseñar puertas cuidadosamente para facilitar la expulsión de piezas.

Usos comunes del moldeo por inyección de paredes delgadas en la fabricación

Los fabricantes a menudo recurren al moldeo por inyección de paredes delgadas cuando se trata de envases de plástico, ya que se puede utilizar para crear todo, desde envases aptos para alimentos hasta envases para dispositivos médicos. Otros usos comunes del moldeo por inyección de paredes delgadas incluyen componentes de teléfonos celulares, tapas y recipientes de plástico, carcasas electrónicas, jeringas y componentes de dispositivos médicos. Incluso las industrias automotriz, de construcción, de electrodomésticos y aeroespacial utilizan el moldeo por inyección de paredes delgadas para piezas y ensamblajes de componentes.

Consejos y trucos de diseño de moldeo por inyección de pared delgada

Las paredes delgadas a menudo conducen a problemas de flujo de material, lo que puede causar áreas sin forma. Otros problemas comunes asociados con las paredes delgadas incluyen enfriamiento desigual, deformaciones, grietas, inconsistencias en la textura cosmética y líneas de unión débiles o puntos de fractura.

Para evitar estos problemas y crear la mejor parte posible:

Presta atención a tu material

La elección del material siempre es importante para el moldeo por inyección, pero es esencial cuando se crean piezas con paredes delgadas. Algunos materiales, como el policarbonato (PC), son pegajosos, lo que dificulta el llenado de moldes con paredes delgadas. Sin embargo, ciertos termoplásticos fluirán más fácilmente a través de secciones estrechas de un molde, como el polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de baja densidad (LDPE), el nailon (PA) y el polipropileno (PP). El caucho de silicona líquida (LSR) también se llena con facilidad, aunque puede aumentar el riesgo de rebabas a lo largo de las líneas de separación del molde.

No existe un material único para el moldeo por inyección de paredes delgadas, así que tenga en cuenta la geometría de su pieza y las necesidades de aplicación al comparar materiales. Además, intente elegir un material que no acelere el desgaste del molde cuando se inyecte a altas velocidades.

Tenga en cuenta el material de su molde

Además de pensar en el material de su producto, deberá considerar cuidadosamente el material de su molde. Si bien el acero P20 se usa a menudo en aplicaciones de moldeo por inyección convencionales, es posible que no sea lo suficientemente resistente para soportar las altas presiones, el desgaste y la erosión asociados con las piezas de moldeo por inyección con paredes delgadas. En su lugar, necesitará un material más resistente, como 718, H-13, D-2 u otro acero resistente.

Es importante tener en cuenta que puede terminar pagando entre un 30 % y un 40 % más por una herramienta hecha de un material resistente en comparación con una hecha de P20. Sin embargo, ese costo adicional puede compensarse fácilmente con el mayor rendimiento y la longevidad de la herramienta.

Tener un espesor de pared uniforme

Si es posible, asegúrese de que su diseño tenga un grosor de pared uniforme en todas partes. Esto permitirá un enfriamiento uniforme y ayudará a evitar deformaciones, marcas de hundimiento, líneas de flujo y tiros cortos. Para obtener los mejores resultados, mantenga el grosor de la pared en un mínimo de 0,9 mm (0,0354") o más.

Agregue costillas o refuerzos

Puede incluir nervaduras en el diseño de su pieza si necesita fortalecer su pieza o aumentar su rigidez. Si bien las nervaduras generalmente tienen la mitad del grosor de la pared que soportan, las nervaduras pueden tener el mismo grosor que la pared si esta tiene menos de 1 mm de grosor. Sin embargo, las marcas de hundimiento y la lectura pueden ser visibles donde la nervadura se cruza con la pared.

Las nervaduras diseñadas incorrectamente pueden provocar deformaciones, marcas de hundimiento, huecos y roturas, lo que causa más problemas de los que merecen la pena. Para evitar estos problemas, diseñe las nervaduras para que tengan el 60 % del espesor de la pared o menos, mantenga los radios de la base pequeños, espacie las nervaduras tres veces el espesor de la pared e incluya 1° de inclinación o más.

Si desea reforzar la pared delgada de la costilla sin hacer que las costillas sean más gruesas, agregue refuerzos (o costillas de soporte cruzado) y siga las mismas pautas.

Incluir radios

Las esquinas afiladas nunca son buenas en el moldeo por inyección, ya que pueden hacer que las piezas se adhieran a la herramienta durante el proceso de expulsión. También requieren más presión para llenarse y pueden generar vacíos si no hay suficiente presión, por lo que es importante incluir radios y redondear las esquinas y los bordes internos y externos. Dado que la cavidad del molde es increíblemente estrecha en el moldeo por inyección de plástico de pared delgada, evitar las esquinas y los bordes afilados es aún más crítico para garantizar un flujo uniforme del material y una expulsión limpia.

Presta atención a la temperatura

La temperatura del molde es clave para el proceso de moldeo por inyección y puede afectar drásticamente la apariencia y el tacto del producto final. Un molde más cálido permite que el plástico inyectado fluya más fácilmente, lo que resulta en una mejor calidad de la superficie.

Cuando se trata de enfriamiento, coloque líneas de enfriamiento sin bucles directamente en los bloques de núcleo y cavidad para mantener la temperatura de la superficie de su molde lo más constante posible. Además, intente aumentar la cantidad de flujo de refrigerante a través de su herramienta, en lugar de disminuir la temperatura del refrigerante, y asegúrese de que la diferencia de temperatura entre el refrigerante de entrega y el refrigerante de retorno sea inferior a 10 °F.

Diseñe puertas con cuidado

Dado que el moldeo por inyección de paredes delgadas implica presiones y velocidades de inyección más altas, las entradas deben ser más grandes que las paredes de la pieza para ayudar a minimizar el desgaste de las entradas y el corte del material. Esto también ayudará a prevenir o eliminar la congelación antes de que se logre el empaque. Si su puerta se conecta a una pared delgada con una punta, una gota en caliente o un bebedero, puede reducir la tensión en la puerta y mejorar el proceso de llenado al incluir un pozo de puerta.

También es posible que desee aumentar los ángulos de desmoldeo de las nervaduras, los bordes y las protuberancias de refuerzo, ya que las piezas de plástico de paredes delgadas experimentan una contracción mínima.

Creación de piezas de paredes delgadas con Fast Radius

El moldeo por inyección de paredes delgadas no solo ayuda a las empresas a reducir el peso de las piezas y el consumo de material, sino que también puede ayudar a reducir los costos y los tiempos de ciclo. Sin embargo, deberá seguir estos consejos y trucos para evitar problemas de flujo de material, enfriamiento desigual y otros problemas.

Un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede ayudarlo durante el proceso de moldeo por inyección, desde el diseño hasta la producción. Cuando trabaja con nosotros, podemos ayudarlo a diseñar herramientas de moldeo por inyección y fabricar piezas de calidad de manera rápida y rentable. Además, al cargar su archivo de pieza en nuestro sitio web, su diseño se someterá a un análisis DFM instantáneo para identificar posibles problemas de fabricación. Cree una cuenta y cargue sus diseños de piezas o contáctenos hoy para comenzar su próximo proyecto de moldeo por inyección.