Cuándo la impresión 3D supera al herramental de moldeo tradicional

El moldeo por inyección es un proceso simple y repetible que es ideal para producir en masa piezas con formas intrincadas. Este proceso usa alto calor y presión para inyectar material fundido en el molde de inyección antes de enfriar el material. Después del enfriamiento, puede abrir el molde y revelar su pieza terminada.

Un molde bien hecho, o herramienta, es esencial para producir piezas de moldeo por inyección funcionales. A medida que la tecnología de impresión 3D se ha desarrollado, los moldes de inyección impresos en 3D se han convertido en una alternativa rentable al herramental de acero tradicional. ¿Son los moldes impresos en 3D la mejor opción para su próxima tirada de producción? Aquí está lo que necesita saber.

Cómo se fabrican los moldes de inyección impresos en 3D

Para imprimir moldes de inyección en 3D, necesitará crear un archivo digital que sea el inverso de su diseño final. La impresora leerá el archivo y depositará material en capas según corresponda, agregando soportes donde sea necesario para prevenir deformación. Una vez completada la impresión, el molde puede insertarse en un marco de aluminio que soporta el molde contra el calor y la presión de la boquilla de moldeo por inyección para prevenir deformación.

Al diseñar un molde, incluya ventilaciones de aire en el diseño para mejorar el flujo del material fundido en el molde, minimizar la presión, acelerar el proceso de inyección y reducir el riesgo de rebaba (flashing). También puede imprimir el molde a una altura de capa más baja y orientar las caras internas del molde para que ninguna estructura de soporte toque ninguna de las caras del molde. Esto mejora la calidad superficial de la pieza y minimiza la cantidad de post-procesamiento necesaria.

Las ventajas de imprimir moldes de inyección en 3D

La impresión 3D es una gran opción de herramental de molde si desea mantener bajos los costos de producción. El proceso de moldeo por inyección en sí es muy rentable para tiradas de producción de alto volumen, pero hacer los moldes puede volverse costoso muy rápido. Moldes de acero complejos con múltiples cavidades, por ejemplo, pueden costar fácilmente más de 100 000 dólares. Muchos fabricantes hacen imprimir sus moldes de inyección en 3D porque les permite producir moldes a una fracción del costo de los métodos tradicionales y hace que las tiradas de producción de bajo volumen sean más rentables. Los métodos de herramental de molde tradicionales son costosos y requieren mucho equipo, pero la impresión 3D de moldes de inyección simples requiere equipo limitado y puede costar significativamente menos.

Además de ser más barato, hacer moldes con impresión 3D es mucho más rápido que usar métodos de herramental tradicionales. Puede tomar de dos a cinco meses producir un molde de inyección de acero y 10–15 días fabricar un molde de inyección de aluminio mediante mecanizado CNC, pero típicamente toma solo dos a tres días crear un molde impreso en 3D. Usar procesos de manufactura aditiva no implica herramental y poca o ninguna preparación de manufactura, lo que lo hace ideal para quienes buscan lograr tiempos de respuesta rápidos sin sacrificar complejidad o precisión.

Puede imprimir componentes precisos y complejos con una impresora 3D. Este alto nivel de precisión combinado con costos más bajos también hace que la impresión 3D sea genial para crear rápidamente prototipos detallados que representen con precisión el producto final. Los ingenieros pueden alterar el diseño y ver los resultados rápidamente, permitiéndoles refinar el molde antes de la producción en masa y reducir la probabilidad de errores.

Las limitaciones de la impresión 3D de moldes de inyección

La impresión 3D de moldes de inyección ofrece muchas ventajas, pero hay algunas limitaciones a considerar. Por ejemplo, solo puede imprimir en 3D un molde que sea aproximadamente del tamaño de una toronja (grapefruit) porque los volúmenes de pieza a menudo están limitados a 10 pulgadas cúbicas. Construir un molde usando mecanizado por descarga eléctrica (EDM), por otro lado, le permite crear cavidades de molde precisas con volúmenes de pieza de hasta 59 pulgadas cúbicas. Además, dado que la impresión 3D deposita material capa por capa, un molde impreso en 3D puede tener pequeños bordes en superficies inclinadas que requieren mecanizado o lijado para remover.

También, un molde impreso en 3D es menos duradero que un molde con herramental tradicional bajo ciertas circunstancias. Los moldes de plástico impresos en 3D tienden a descomponerse cuando están expuestos continuamente al calor y la presión del moldeo por inyección, por lo que solo deben usarse para prototipado o tiradas pequeñas de hasta 1000 piezas. Para tiradas de producción de alto volumen, considere usar mecanizado CNC o EDM para crear moldes de acero o aluminio para moldeo por inyección.

Asociarse con Fast Radius

La impresión 3D ha hecho que la creación de moldes de inyección sea rápida y rentable, pero no es adecuada para cada situación. Si está planeando una tirada grande o necesita crear piezas grandes, puede estar mejor usando un método de herramental tradicional, como mecanizado CNC o EDM. Un socio de manufactura experimentado puede ayudar a asegurar que elija el método de herramental de molde que produzca los mejores resultados para su proyecto.

Cuando se asocia con Fast Radius, nuestro equipo de expertos le ayudará a determinar si el uso de moldes de inyección impresos en 3D es la mejor opción para su proyecto. Cuando aproveche nuestros servicios de moldeo por inyección, recibirá piezas fuertes, precisas con excelentes acabados superficiales a un bajo costo por unidad. Contáctenos hoy para comenzar.