Elegir entre Vacido de Poliuretano y Moldeo por Inyección: Guía Práctica de DFM

El diseño para fabricabilidad (DFM) implica optimizar el diseño de la pieza para que los fabricantes puedan fabricar piezas de alta calidad con el menor coste por unidad posible. Al tener en cuenta el método de fabricación y sus restricciones, los diseñadores pueden reducir tiempo de producción, recortar costes y prevenir rediseños extensos.

Las mejores prácticas de DFM varían dependiendo del producto que esté fabricando y su método de fabricación elegido. Aunque el moldeo por inyección y el vaciado de poliuretano son ambas tecnologías de moldeo que pueden crear piezas plásticas moldeadas, tienen diferentes directrices de DFM. Aquí tiene todo lo que necesita saber.

Vacido de poliuretano vs. moldeo por inyección

Antes de empezar a moldear piezas por inyección, el utillaje apropiado necesita ser diseñado y fabricado vía mecanizado CNC. La geometría de su pieza impactará directamente su utillaje, así que si tiene un componente complejo, necesitará utillaje complejo. Las piezas complejas pueden necesitar incorporar acciones de deslizamiento, elevadores o núcleos removibles en el diseño del molde. Durante el proceso de moldeo por inyección, el núcleo y la cavidad se unirán. El plástico fundido se inyectará entonces en el utillaje, se enfriará, endurecerá y expulsará para crear una pieza usable.

El vaciado de poliuretano comienza con un modelo maestro creado vía mecanizado CNC o impresión 3D. El operador coloca el modelo en una caja de molde, llena la caja con silicona líquida y luego la cura. Después de completar el proceso de curado, el molde se corta a la mitad para remover el modelo. Lo que queda es una cavidad en la forma de la pieza que será moldeada. Luego, la cavidad se llena con resina de vaciado de poliuretano y se coloca en una cámara de vacío calentada para curado.

• Aunque ambos procesos implican llenar la cavidad de un molde con material plástico, hay algunas diferencias clave entre vaciado de poliuretano y moldeo por inyección.
• Los moldes para moldeo por inyección a menudo son de acero o aluminio, haciéndolos mucho más duraderos que los moldes de silicona usados en vaciado de poliuretano.
• Crear un molde de vaciado de poliuretano es menos costoso que crear uno para moldeo por inyección. Los moldes de inyección complejos pueden costar fácilmente decenas de miles de dólares, pero fabricar un molde de vaciado de poliuretano típicamente cuesta cientos o miles de dólares.
• Mientras que puede tomar varios meses para que un molde de inyección entre en etapa de producción, los moldes de vaciado de poliuretano pueden utillarse en menos de dos semanas.
• El vaciado de poliuretano es más indulgente respecto a espesor de pared y rebajes que el moldeo por inyección.

Si está planificando una serie de producción de alto volumen o tiene tolerancias ajustadas, considere moldeo por inyección. Los moldes metálicos son más duraderos y rígidos que los de silicona, y el metal entregará consistentemente calidad de pieza consistente. Además, tendrá mucho más control al moldear por inyección comparado con vaciado de poliuretano. No solo el fabricante puede controlar flujo de material y tasas de enfriamiento, sino también temperatura y ubicación de inyección al moldear por inyección. Aunque el coste de crear un molde para moldeo por inyección pueda parecer alto inicialmente, se vuelve rentable cuando se divide entre miles de piezas.

Por otro lado, el vaciado de poliuretano es ideal al desarrollar prototipos o ejecutar series de producción de bajo volumen, ya que el utillaje blando ofrece velocidad, flexibilidad y asequibilidad. Si tiene alta demanda para su producto pero su utillaje permanente no está listo aún, puede comenzar producción con vaciado de poliuretano.

Principales preocupaciones de DFM para vaciado de poliuretano y moldeo por inyección

Cuando se trata de DFM para vaciado de poliuretano o moldeo por inyección, querrá tener en cuenta tolerancias, espesor de pared y rebajes.

Tolerancias

Ningún proceso de fabricación es perfecto, así que diseñadores e ingenieros permiten estas variaciones estableciendo tolerancias aceptables. Las piezas se comparan con estas variaciones de medida aceptables desde medidas base, así que aquellas cuyas dimensiones se adhieren a estas restricciones serán consideradas aceptables. Aquellas con variaciones dimensionales sobre la cantidad definida en la tolerancia no funcionarán como se espera. Estas tolerancias se establecen durante el proceso de diseño, y dictan qué procesos de fabricación pueden usarse.

Lograr tolerancias ajustadas con poliuretano vaciado es muy difícil —si no imposible— porque los moldes son de silicona flexible que puede moverse por la carga de vacío. No debería usar poliuretano vaciado para fabricar sus piezas si necesita componentes increíblemente precisos.

Por otro lado, los moldes de inyección metálicos ofrecen menos variación en dimensiones finales medidas, ya que no se mueven tanto. Sin embargo, el plástico fundido se contrae al enfriarse, lo que causa variaciones menores en las dimensiones finales medidas de la pieza. Necesitará establecer tolerancias de moldeo por inyección que reflejen esto.

Sub-tolerar puede ser más asequible, pero puede afectar usabilidad, y sobre-tolerar es más caro y lento. Tomándose el tiempo para encontrar el equilibrio perfecto entre los dos, puede asegurar que sus piezas sean fiables, funcionales y encajen con otras piezas como se espera. Considere la función de su pieza, apilamiento de tolerancias y los procesos de fabricación y ensamblaje. Si su método de fabricación elegido no puede cumplir sus requisitos de tolerancia, puede necesitar usar una tecnología de fabricación diferente. También puede rediseñar su pieza para que funcione con tolerancias holgadas.

Espesor de pared

Mantener un espesor de pared uniforme es importante porque aumenta la consistencia pieza a pieza, mejora la distribución de tensiones y reduce costes. Espesor de pared inconsistente o no uniforme puede resultar en deformación, marcas de hundimiento, contracción, disparos cortos o vacíos en piezas moldeadas por inyección.

El espesor de pared ideal de una pieza depende de su tamaño, geometría y requisitos estructurales y estéticos. Para mejores resultados, recomendamos que los espesores de pared para piezas moldeadas por inyección estén entre 1-4 mm. Es posible tener paredes de espesores variables al crear piezas con vaciado de poliuretano, aunque puede experimentar algo de contracción o deformación durante el curado. Para ambos procesos, es mejor mantener el espesor de pared por debajo de 5 mm.

Cualquier protuberancia o indentación que le impida expulsar su pieza de un molde de una pieza sin daño se considera rebaje. En algunos casos, superficies hundidas, ranuras y características de voladizo pueden hacer el proceso de desmoldeo difícil y dañar su pieza. Otras veces, estas características no causarán ningún daño. Depende de cómo diseñó y orientó estas características y su componente.

Rebajes

El impacto de los rebajes también depende de su método de fabricación. Gracias a la flexibilidad que ofrece la silicona de vaciado de poliuretano, simplemente puede doblar y estirar el utillaje para liberar su pieza si tiene un rebaje. Lo mismo no puede decirse del utillaje metálico usado en moldeo por inyección, que es mucho menos flexible. Su fabricante puede necesitar añadir acciones, crear un orificio o ranura en su molde, o rediseñar su molde con características paralelas al eje donde el molde se separa para asegurar que su pieza pueda expulsarse. Esto resulta en utillaje más complejo y caro.

Diseño para fabricabilidad con Fast Radius

Ya sea que elija vaciado de poliuretano o moldeo por inyección, integrar DFM en el proceso de diseño reducirá su coste por pieza y ahorrará tiempo. Al tener en cuenta su método de fabricación, tolerancias, espesores de pared y rebajes mientras diseña, puede minimizar desalineaciones de piezas y optimizar el proceso de producción.

No importa qué proceso de fabricación elija, Fast Radius puede ayudarle a diseñar para fabricabilidad para asegurar que está satisfecho con la calidad y coste del producto final. Nuestro equipo de expertos puede asesorarle sobre tolerancias y espesores de pared apropiados o ayudarle a determinar qué solución para rebajes es la más adecuada para su diseño. Contáctenos hoy para comenzar.