Moldeo por inyección de plástico: opciones de materiales y aplicaciones óptimas

Lo más probable es que esté a un brazo de distancia de algo fabricado con moldeo por inyección de plástico. Altamente fiable y eficiente, el moldeo por inyección de plástico es uno de los métodos más rentables para producir grandes cantidades de componentes precisos y consistentes. Desde cubiertas de mandos a distancia hasta instrumentos quirúrgicos usados en hospitales, desde tapas de botellas de agua hasta elementos interiores de aviones, el moldeo por inyección de plástico se usa para fabricar miles de millones de productos cada año.

Desarrollado por primera vez en 1872 por dos hermanos que buscaban una alternativa al marfil en la producción de bolas de billar, el proceso se ha vuelto más sofisticado en los últimos 100 años, aprovechando avances técnicos y de materiales para convertirse en una de las técnicas más versátiles para producción en masa. En su corazón, sigue siendo un proceso elegante y simple. Los gránulos termoplásticos se calientan a estado líquido, se inyectan en un molde, se dejan enfriar en su lugar y luego se expulsan. Aunque suena bastante básico, formas y productos muy complejos e intrincados pueden fabricarse rápida y precisamente con muy poco desperdicio de material.

Una razón por la que el moldeo por inyección es tan prevalente es que hay una amplia gama de materiales disponibles para el proceso de fabricación, lo que hace posible fabricar productos con especificaciones estrictas. Por ejemplo, un diseño podría requerir rigidez o flexibilidad; estabilidad UV; resistencia al calor, químicos, impacto o fractura; retardancia de llama, o biocompatibilidad. La dureza y el peso también se consideran, junto con el coste del material. Los diseñadores e ingenieros aprovechan combinaciones y personalizaciones para crear piezas únicas que cumplan con necesidades de aplicación altamente complejas o inusuales.

Los seis materiales más comúnmente usados en moldeo por inyección de plástico son:

• Polipropileno (PP)
• Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
• Poliamida (Nylon)
• Polietileno de Alta Densidad (HDPE)
• Policarbonato (PC)
• Mezcla ABS+PC

Hay miles de variaciones dentro de cada uno de estos materiales, permitiendo el plástico perfecto para satisfacer las necesidades del diseño. Cada material tiene sus fortalezas y debilidades. Por ejemplo, el Policarbonato tiene excelente resistencia al impacto, claridad y propiedades ópticas y mecánicas. Sin embargo, no es resistente a químicos y disolventes. ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), a menudo combinado con policarbonato, tiene tenacidad mecánica, amplio rango de tolerancia de temperatura, buena estabilidad dimensional y facilidad de fabricación.

Productos complejos y elegantes hechos con moldeo por inyección de plástico dependen de moldes bien diseñados, también llamados herramientas. Una vez que un producto es diseñado, la herramienta para fabricación debe ser diseñada y construida. Muchos elementos son importantes, como grosor, diseño de nervios, diseño de bosses, transiciones de esquinas, líneas de soldadura, colocación de entradas y ventilaciones adecuadamente ubicadas. Estos moldes son muy costosos; sin embargo, una vez creados, son duraderos y resisten uso repetido con solo mantenimiento rutinario. Con bajos costes de mano de obra, requisitos mínimos de post-procesado y capacidad para acomodar altas tolerancias, el proceso es efectivo y eficiente para tiradas de alta producción y producir calidad de pieza consistente con muy poco desperdicio de material.

Los altos costes iniciales para el moldeo por inyección de plástico hacen que las tecnologías de fabricación aditiva sean una alternativa atractiva para algunos proyectos. La impresión 3D de grado industrial puede proporcionar prototipos de bajo coste y bajo riesgo de nuevos diseños que pueden probarse y perfeccionarse antes de ponerlos en producción en masa. Los productos pueden liberarse de las restricciones de diseño de ángulos de desmoldeo, contrahuellas y otros requisitos de utillaje. Sin la sobrecarga de utillaje, la aditiva puede ser una opción económica para producción de bajo volumen. Además, los diseños aditivos pueden ajustarse fácilmente digitalmente sin tener que crear moldes costosos nuevos, lo que la hace una opción atractiva para proyectos que requieren personalización o serialización. A medida que las tecnologías aditivas maduran para satisfacer las necesidades del mundo actual, ingenieros y diseñadores están recurriendo a estos enfoques innovadores para desarrollar nuevos productos y nuevos modelos de fabricación.

Razones para elegir moldeo por inyección:

• Quiere producir una gran cantidad de componentes o productos idénticos
• Valora producción rápida y bajos costes de mano de obra
• Su diseño presenta geometría compleja o necesidad de consistencia y precisión
• Quiere poder utilizar múltiples tipos de plásticos en componentes o productos únicos
• Quiere incorporar materiales reciclados y experimentar bajas tasas de desperdicio en el proceso de fabricación
• Los costes iniciales de diseño del molde para fabricación se compensarán con un bajo coste por artículo en tiradas de gran cantidad

Razones para considerar fabricación aditiva en lugar de moldeo por inyección:

• Su diseño necesita prototipado o ajustes que serían costosos si se trabaja con moldes
• Necesita un bajo volumen que no justifique el coste del utillaje
• Su diseño incluye personalización de una pieza a otra
• Su diseño no cumple con los requisitos de utillaje de moldeo por inyección como tener en cuenta ángulos de desmoldeo y contrahuellas
• Su diseño contiene geometrías que no serían posibles con moldeo por inyección
• Desea consolidar muchas piezas en una

Resulta que la bola de billar que dio origen al moldeo por inyección no despegó. Aparentemente, no rebotaba en las bandas como sus diseñadores habían esperado. Lo que sí despegó fue la tecnología de moldeo por inyección de plástico, que ahora tiene más de cien años y es lo suficientemente ágil para crear miles de millones de productos versátiles cada año. ¿Tiene curiosidad sobre qué tipo de proceso de fabricación funcionaría mejor para su proyecto? No dude en contactar a nuestro equipo.

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