Mecanizado CNC versus moldeo por inyección:¿Qué método es el adecuado para las piezas de plástico?

Cuando los equipos de productos necesitan una gran cantidad de piezas de plástico producidas de manera rentable, probablemente considerarán si el moldeo por inyección es una opción viable. Las herramientas de moldeo por inyección requieren una inversión inicial significativa, pero la durabilidad y la vida útil de los moldes pueden reducir drásticamente el costo unitario de producción.

Si bien el moldeo por inyección se encuentra entre los métodos más populares y confiables para fabricar piezas de plástico, puede que no sea el proceso ideal para ciertos trabajos. Afortunadamente, los componentes de plástico se pueden fabricar a través de varios métodos, incluido el mecanizado CNC, un proceso que ofrece un conjunto de ventajas únicas.

Al decidir entre el mecanizado CNC y el moldeo por inyección, es posible que no haya una opción clara correcta o incorrecta. Los equipos de productos deben evaluar las respectivas ventajas y limitaciones de cada proceso frente a los requisitos específicos del proyecto, como los requisitos de costo, diseño e ingeniería. Aquí es donde empezar.

Consideraciones clave para el mecanizado CNC frente al moldeo por inyección

El proceso de moldeo por inyección de plástico consiste en calentar gránulos de resina termoplástica, inyectar el material fundido en un molde de acero endurecido a través de una boquilla presurizada, expulsar la pieza una vez que se haya enfriado y repetir.

Por el contrario, el mecanizado CNC es un proceso sustractivo que utiliza herramientas de corte y rotación de alta velocidad para crear piezas mediante la eliminación de material de una pieza de trabajo más grande. Debido a que estos dos métodos de fabricación adoptan enfoques extremadamente diferentes sobre cómo se forma realmente la pieza, cada opción viene con su propio conjunto de ventajas y consideraciones.

Corridas de producción

Un factor clave que contribuye es el tamaño de la corrida de producción. Aunque existen excepciones, el moldeo por inyección normalmente solo es económicamente factible cuando las piezas se producen en grandes volúmenes porque los moldes de acero y aluminio utilizados en el proceso pueden ser increíblemente costosos y lentos de fabricar, dependiendo de la complejidad del diseño.

La durabilidad y la vida útil del molde permiten la producción rápida de miles a millones de piezas, lo que reduce drásticamente el costo unitario de las piezas moldeadas por inyección de plástico una vez finalizadas las herramientas. Aumentar el volumen de producción no afecta significativamente el costo unitario de las piezas mecanizadas, por lo que si se espera que los volúmenes de piezas sean altos, podría valer la pena considerar el moldeo por inyección. El mecanizado es mucho más costoso por unidad que el moldeo por inyección de plástico, pero sin tener en cuenta las herramientas del molde, el proceso se puede utilizar para crear cantidades más pequeñas de piezas en plazos más breves.

Diseño

El diseño de piezas introduce otro conjunto de consideraciones que pueden influir en la decisión de un equipo en un sentido u otro. Las esquinas internas afiladas, por ejemplo, son extremadamente difíciles de lograr con el mecanizado CNC a menos que se empleen soluciones alternativas especializadas, mientras que el moldeo por inyección generalmente puede acomodar estos elementos de diseño sin problemas.

Sin embargo, si los equipos anticipan que el diseño de una pieza podría cambiar o actualizarse pronto, el mecanizado podría ser la mejor opción, ya que los costos de moldeo por inyección de plástico personalizado pueden llegar a decenas o cientos de miles de dólares por molde. Además, el mecanizado CNC permite adaptaciones y cambios de diseño bastante sencillos, mientras que las modificaciones a los diseños de moldeo por inyección suelen ser costosas y requieren mucho tiempo.

Materiales

También hay que tener en cuenta el material de la pieza, ya que cada proceso se adapta a diferentes tipos de materiales. Si bien muchos termoplásticos, termoestables y materiales flexibles como cauchos y elastómeros son ideales para el moldeo por inyección, el mecanizado CNC puede perder precisión en materiales más blandos. Por otro lado, muchos plásticos más duros y de alto rendimiento solo se pueden mecanizar.

Tolerancias

La precisión y las tolerancias de una pieza son otro factor. Las tolerancias, o la cantidad de variación física aceptable dentro de las partes viables, ayudan a garantizar que las partes de uso final encajen y funcionen según lo previsto. Los moldes de inyección normalmente se mecanizan con tolerancias estándar de 0,005", mientras que las herramientas de mecanizado CNC pueden cortar piezas de trabajo con tolerancias extremadamente precisas de 0,001". Sin embargo, mecanizar moldes con tolerancias extremadamente estrictas se vuelve costoso rápidamente, lo que aumenta los costos de moldeo por inyección de plástico, por lo que, en muchos casos, mecanizar las piezas directamente puede ser más eficiente.

Acabado superficial

Cuando se trata del acabado de la superficie de una pieza, el moldeo por inyección utiliza pasadores eyectores para extraer a la fuerza la pieza enfriada, lo que puede dejar ligeras imperfecciones cosméticas en la superficie del producto. Puede que esto no importe para algunas aplicaciones, pero si los equipos de productos requieren acabados perfectamente lisos, el mecanizado CNC puede ser la opción ideal para las piezas de plástico.

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El moldeo por inyección y el mecanizado CNC ofrecen a los equipos de productos una gama de fortalezas y dificultades respectivas. La variación del diseño suele ser difícil de lograr económicamente a través del moldeo por inyección, mientras que las piezas de plástico CNC personalizadas se pueden fabricar rápidamente, en cantidades más pequeñas y con materiales especiales.

Vale la pena señalar que, en algunos casos, los dos procesos se pueden usar en conjunto. Si una aplicación de pieza incluye un componente de stock que también deberá ofrecerse con características adicionales o alternativas (como podría ser el caso de las opciones automotrices mejoradas), una técnica para minimizar los gastos de herramientas de molde es mecanizar el molde de referencia, producir la mayor cantidad de la parte de línea de base según sea necesario, luego vuelva a mecanizar el molde para incluir las características adicionales. Volver a mecanizar el molde existente es más rentable que crear un molde completamente nuevo, y los insertos de moldeo se pueden emplear fácilmente para modificar el diseño de la pieza según sea necesario.

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