Moldeo por inyección de plástico:desde opciones de materiales hasta cuándo usarlo

Lo más probable es que esté al alcance de la mano de algo fabricado con moldeo por inyección de plástico. Altamente confiable y eficiente, el moldeo por inyección de plástico es uno de los métodos más rentables para producir grandes cantidades de componentes consistentes y precisos. Desde la cubierta de los controles remotos hasta los instrumentos quirúrgicos utilizados en los hospitales, desde las tapas de las botellas de agua hasta los elementos interiores de los aviones, el moldeo por inyección de plástico se utiliza 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 los avances técnicos y materiales para convertirse en una de las técnicas más versátiles para la producción en masa. En esencia, sigue siendo un proceso elegante y simple. Los gránulos termoplásticos se calientan hasta un estado líquido, se inyectan en un molde, se dejan enfriar en el lugar y luego se expulsan. Si bien suena bastante básico, se pueden fabricar formas y productos muy complejos e intrincados de forma rápida y precisa con muy poco desperdicio de material.

Una de las razones por las que el moldeo por inyección es tan frecuente es que hay disponible una amplia gama de materiales para el proceso de fabricación, lo que hace posible fabricar productos con especificaciones estrictas. Por ejemplo, un diseño puede requerir rigidez o flexibilidad; estabilidad UV; resistencia al calor, química, impacto o fractura; ignífugo o biocompatibilidad. También se consideran la dureza y el peso, junto con el costo del material. Los diseñadores e ingenieros aprovechan las combinaciones y personalizaciones para crear piezas únicas que satisfagan las necesidades de aplicaciones muy complejas o inusuales.

Los seis materiales más utilizados en el moldeo por inyección de plástico son:

• Polipropileno (PP)
• Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
• Poliamida (Nylon)
• Polietileno de alta densidad (HDPE)
• Policarbonato (PC)
• Combinación BS+PC

Existen miles de variaciones dentro de cada uno de estos materiales, lo que permite que el plástico perfecto satisfaga las necesidades del diseño. Cada material tiene sus puntos fuertes y débiles. Por ejemplo, el policarbonato tiene una excelente resistencia al impacto, claridad y propiedades ópticas y mecánicas. No es, sin embargo, resistente a productos químicos y disolventes. El ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), a menudo combinado con policarbonato, tiene dureza mecánica, tolerancia a un amplio rango de temperatura, buena estabilidad dimensional y facilidad de fabricación.

Los productos complejos y elegantes hechos con moldeo por inyección de plástico se basan en moldes bien diseñados, también llamados herramientas. Una vez que se diseña un producto, se debe diseñar y construir la herramienta para su fabricación. Muchos elementos son importantes, como el grosor, el diseño de las nervaduras, el diseño de la protuberancia, las transiciones de las esquinas, las líneas de soldadura, la ubicación de las compuertas y las ventilaciones ubicadas correctamente. Estos moldes son muy caros; sin embargo, una vez creadas, son duraderas y resisten el uso repetido con solo un mantenimiento de rutina. Con bajos costos de mano de obra, requisitos mínimos de posprocesamiento y la capacidad de adaptarse a altas tolerancias, el proceso es efectivo y eficiente para grandes ciclos de producción y produce piezas de calidad constante con muy poco desperdicio de material.

Los altos costos 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 costo y bajo riesgo de nuevos diseños que se pueden probar y perfeccionar antes de ponerlos en producción en masa. Los productos pueden liberarse de las restricciones de diseño de los ángulos de desmoldeo, socavaduras y otros requisitos de herramientas. Sin la sobrecarga de herramientas, los aditivos pueden ser una opción económica para la producción de pequeños volúmenes. Además, los diseños aditivos se pueden ajustar fácilmente digitalmente sin tener que crear costosos moldes nuevos, lo que lo convierte en una opción atractiva para proyectos que requieren personalización o serialización. A medida que las tecnologías aditivas maduran para satisfacer las necesidades del mundo actual, los ingenieros y diseñadores recurren a estos enfoques innovadores para desarrollar nuevos productos y nuevos modelos de fabricación.

Razones para elegir el moldeo por inyección:

• Desea producir una gran cantidad de componentes o productos idénticos
• Usted valora la producción rápida y los bajos costos de mano de obra
• Su diseño presenta una geometría compleja o necesita consistencia y precisión
• Desea poder utilizar múltiples tipos de plásticos en componentes o productos individuales
• Desea incorporar materiales reciclados y experimentar bajas tasas de desechos en el proceso de fabricación
• Los costos iniciales de diseño del molde para la fabricación se compensarán con un bajo costo por artículo en grandes cantidades

Razones para considerar la fabricación aditiva en lugar del moldeo por inyección:

• Su diseño necesita creación de prototipos o ajustes que serían costosos si se trabaja con moldes
• Necesita un volumen bajo que no justifique el costo de las herramientas
• Tu diseño incluye personalización de una pieza a otra
• Su diseño no cumple con los requisitos de las herramientas de moldeo por inyección, como tener en cuenta los ángulos de inclinación y las socavaduras
• Su diseño contiene geometrías que no serían posibles con moldeo por inyección
• Desea consolidar muchas partes en una sola

Resulta que la bola de billar que dio origen al moldeo por inyección no despegó. Aparentemente, no rebotó en los rieles como esperaban sus diseñadores. Lo que despegó fue la tecnología de moldeo por inyección de plástico, que ahora tiene más de cien años y es lo suficientemente ágil como para crear miles de millones de productos versátiles cada año. ¿Tiene curiosidad por saber qué tipo de proceso de fabricación funcionaría mejor para su proyecto? No dude en ponerse en contacto con nuestro equipo.

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