Cuándo usar moldeo por inyección de bajo volumen

El moldeo por inyección es un método útil de producción que brinda a los fabricantes la capacidad de crear piezas idénticas en grandes volúmenes con una calidad y características constantes. Durante la producción, una boquilla presurizada arroja plástico fundido a un molde de metal duradero diseñado para dejar que la pieza se enfríe y se expulse rápidamente. Una vez expulsada la pieza, la prensa se cierra y se repite la operación. Muchos artículos de plástico cotidianos, desde peines y tapas de botellas hasta piezas y engranajes de automóviles, se producen mediante moldeo por inyección.

Históricamente, las piezas moldeadas por inyección debían fabricarse en grandes cantidades para compensar los altos costos iniciales. Un molde de acero endurecido cuesta decenas de miles de dólares y puede llevar semanas o meses fabricarlo, pero con el tiempo, su durabilidad permite a los fabricantes recuperar su inversión y, al mismo tiempo, reducir el costo por pieza.

Sin embargo, a medida que los mercados evolucionan, como lo demuestra, por ejemplo, el cambio continuo hacia productos personalizados y en lotes pequeños, los fabricantes están adaptando sus operaciones para aprovechar métodos nuevos y más eficientes. El moldeo por inyección de bajo volumen es uno de esos métodos.

Beneficios clave del moldeo por inyección de bajo volumen

El proceso de moldeo por inyección de bajo volumen evita los moldes de acero endurecido y los insertos de aluminio más blando, que suelen ser más fáciles y económicos de fabricar. Obviamente, estos moldes no son tan duraderos como sus contrapartes de acero endurecido, pero la ventaja para los fabricantes es que a menudo no es necesario que lo sean cuando se producen piezas en volúmenes bajos. Cuando se usan estratégicamente, los moldes blandos pueden, en última instancia, reducir los costos de herramientas y acortar los programas de producción.

Por lo general, el moldeo por inyección de bajo volumen se refiere a la fabricación de piezas en cantidades de 100 000 o menos. Si bien ese número probablemente parezca alto para un laico, sigue siendo relativamente bajo en comparación con los números de producción de alto volumen, que pueden alcanzar fácilmente decenas de millones de piezas. Si bien 100 000 no es un límite oficial, sirve como punto de referencia general para el punto en el que los moldes de aluminio se vuelven menos rentables que invertir en moldes de acero endurecido.

Al mismo tiempo, el acero templado necesario para los moldes tradicionales exige una importante inversión inicial de tiempo y dinero. Sin embargo, los moldes de aluminio y acero de grado inferior son mucho menos costosos de crear y se pueden producir más rápido. Con estos moldes, los fabricantes pueden crear prototipos y producir piezas viables sin tener que comprometerse con pedidos mínimos altos, mientras continúan refinando el diseño y la producción de piezas según sea necesario. Esto permite a los fabricantes comenzar la producción antes y, en muchos casos, acelerar significativamente la velocidad de comercialización, lo que reduce el tiempo que lleva ver un retorno de la inversión.

Los plazos de entrega más cortos son especialmente beneficiosos para los equipos de productos más pequeños con presupuestos ajustados, que ahora pueden producir piezas con pedidos mínimos relativamente bajos sin dejar de obtener ganancias. Además, el almacenamiento y la eliminación del exceso de inventario pueden volverse costosos rápidamente, pero el moldeo por inyección rápida de bajo volumen ayuda a minimizar el exceso al permitir que los equipos de producción fabriquen piezas solo en las cantidades requeridas.

Además de crear oportunidades para crear lotes pequeños o piezas personalizadas, el rápido proceso de moldeo por inyección proporciona un medio eficiente de herramientas puente. Esto permite a las empresas de fabricación comenzar a mecanizar moldes de acero endurecido y, al mismo tiempo, emplear moldes de aluminio para producir piezas mientras tanto.

Otro beneficio importante de emplear moldes de inyección más blandos es que rara vez tienen un efecto perjudicial en la calidad de la pieza:las piezas de plástico producidas en pequeños volúmenes son tan buenas como las creadas mediante moldes de acero endurecido cuando se tienen en cuenta las consideraciones de diseño adecuadas.

Consideraciones clave de diseño para el moldeo por inyección de bajo volumen

Hay algunas consideraciones importantes que deben tenerse en cuenta al diseñar piezas para la fabricación en volúmenes bajos, incluida la complejidad general de la pieza, el dibujo, el grosor de la pared y el acabado de la superficie.

Por lo general, cuando trabaja con aluminio, no desea implementar acciones laterales o elevadores normalmente asociados con construcciones complejas en la herramienta. Si bien esas operaciones generalmente causan desgaste en la herramienta (los aluminios más blandos no pueden soportar esa presión por mucho tiempo), los aceros de baja dureza como el P20 sirven como materiales de herramientas de reemplazo óptimos.

Draft se refiere a un cono incorporado en el diseño que facilita que una pieza sea expulsada de su molde. Considere un molde para hornear rectangular:si el molde fuera realmente rectangular, sería difícil quitar un pastel. Sin embargo, los bordes redondeados y los lados cónicos incorporados en el diseño del molde permiten que el pastel salga fácilmente. Este es un principio que también es válido cuando se extraen piezas moldeadas por inyección de sus moldes. Todas las caras verticales deben tener al menos 0,5 grados de inclinación, aunque es preferible más cerca de 2 o 3 grados si el diseño de la pieza lo permite. Algunas superficies complejas pueden requerir hasta 5 grados de inclinación.

También se debe considerar el grosor de las paredes de un componente, ya que las paredes más gruesas no necesariamente equivalen a una mayor resistencia o rendimiento, especialmente cuando se trabaja con materiales termoplásticos. Las secciones transversales gruesas en realidad aumentan la probabilidad de que las piezas se deformen o se hundan durante el proceso de enfriamiento, razón por la cual los grosores de las paredes normalmente deben permanecer entre 0,040 y 0,140 pulgadas (1 a 3,5 milímetros) en la totalidad de la pieza.

Los fabricantes también pueden ahorrar en costos de herramientas y tiempo de entrega al prescindir de acabados superficiales innecesarios en sus moldes. Si la aplicación de la pieza no requiere una superficie extremadamente lisa, lo que puede implicar el pulido manual de las cavidades del molde con pulidores de diamante, probablemente no sea necesario. Usar el acabado más rentable compatible con la aplicación de una pieza dada es clave para reducir los costos de producción y mejorar los tiempos de producción.

Uso del moldeo por inyección de bajo volumen a su favor

El moldeo por inyección es un método de fabricación increíblemente útil que a menudo se aprovecha para crear un gran número de piezas idénticas. El alto costo de mecanizar los moldes de metal endurecido significa que las piezas se deben producir en grandes volúmenes para que el proyecto resulte rentable. Sin embargo, los avances en los procesos de fabricación y la tecnología ahora permiten a los equipos de productos crear de forma económica piezas moldeadas por inyección rápidas en cantidades más pequeñas y proporcionar soluciones eficientes de herramientas puente.

En Fast Radius, siempre nos esforzamos por hacer nuestro trabajo de manera más eficiente. Eso significa trabajar en estrecha colaboración con cada uno de nuestros clientes, desde el diseño y la creación de prototipos hasta la posproducción y el cumplimiento, para garantizar que reciban piezas de alta calidad que se fabriquen de manera asequible y se entreguen en plazos breves. Contáctenos hoy para descubrir cómo podemos hacer que sus diseños cobren vida.