Calor versus moldeo por inserción ultrasónico

El moldeo por inyección de plástico ofrece muchos beneficios a los ingenieros. Este proceso de fabricación es rápido, versátil e ideal para producir grandes cantidades de piezas complejas con un alto nivel de precisión. Además, el moldeo por inyección es compatible con materiales reciclables y produce una cantidad mínima de material de desecho, lo que lo convierte en uno de los procesos de fabricación disponibles más respetuosos con el medio ambiente. Las piezas moldeadas por inyección son resistentes por sí solas, pero es posible que el plástico por sí solo no cumpla los requisitos para ciertos casos de uso de alto rendimiento que requieren sujetadores.

Ahí es donde entran en juego el moldeo por inserción, la instalación por calor y la instalación ultrasónica. Todos estos procesos implican la inserción de una inserción roscada de metal en una pieza moldeada para hacerla más fuerte y más resistente al desgaste, pero son técnicas muy diferentes. Aquí hay un desglose completo del moldeo por inserción frente a la instalación ultrasónica y de calor, además de consideraciones clave para los ingenieros.

Insertar moldura

El moldeo por inserción es un subconjunto del moldeo por inyección que consiste en moldear material plástico alrededor de una inserción precolocada. Durante este proceso, el inserto se coloca en la cavidad del molde mientras el molde está abierto. Luego, se cierra el molde, se inyecta el material plástico y se forma una pieza sólida alrededor del inserto precolocado. El moldeo por inserción tiene una amplia gama de aplicaciones en muchas industrias, desde la aeroespacial hasta los suministros médicos, y se usa comúnmente para crear piezas que se usan para ensamblajes posteriores.

El moldeo por inserción puede producir una unión de alta calidad entre la pieza de plástico y la inserción. Sin embargo, puede ser un proceso complicado crear un molde después del hecho de que pueda aceptar un inserto roscado. Los ingenieros que saben que van a querer un inserto en su pieza pueden optimizar su diseño teniendo esto en cuenta y evitar modificaciones que consumen mucho tiempo.

Instalación de calor

En contraste con el moldeo por inserción, la instalación térmica es una forma flexible de agregar insertos roscados que se pueden realizar en cualquier momento. La instalación de calor implica precalentar el inserto y luego usar una prensa manual o neumática para empujarlo dentro de los agujeros preformados en el plástico. Se debe aplicar una fuerza controlada y un cambio de temperatura para asegurarse de que el plástico circundante se derrita lo suficiente antes de que se pueda instalar el inserto.

Debido a que el inserto debe calentarse antes de la instalación, se prefieren ciertos materiales y geometrías más simples. El material del inserto debe ser altamente conductor, como el latón o el aluminio, lo que le permite conducir el calor rápidamente durante la instalación y enfriarse rápidamente después. Los insertos a menudo tienen moleteados diseñados para sujetar la superficie de contacto y crear fuertes fuerzas de retención. La instalación de calor, como la instalación ultrasónica, se usa mejor para la creación de prototipos porque es fácil hacer cambios. Por ejemplo, si el inserto seleccionado es demasiado pequeño, el ingeniero simplemente puede agrandar un poco el orificio y comenzar la instalación nuevamente. No es necesario modificar toda la herramienta.

La instalación de calor tiene numerosas ventajas. Es versátil, confiable y el uso de calor permite que el termoplástico fundido fluya libremente hacia las características de retención. La instalación de calefacción también es muy rentable. En promedio, las máquinas de instalación de calor cuestan un 50 % menos que las máquinas de instalación por ultrasonidos. Sin embargo, la instalación de calor generalmente requiere más tiempo para ejecutarse que la instalación ultrasónica.

Instalación de ultrasonidos

Donde la instalación de calor usa un elemento de calentamiento resistivo, la instalación ultrasónica usa vibraciones de alta frecuencia para instalar insertos. Este proceso utiliza un enfoque doble. Mientras que un cilindro neumático ejerce una fuerza hacia abajo sobre el inserto y lo presiona en el orificio moldeado, una bocina ultrasónica convierte la energía eléctrica en una salida vibratoria mecánica. La bocina, hecha de varios metales, como acero inoxidable y aleaciones de aluminio, envía vibraciones al inserto. Las vibraciones de alta frecuencia crean calor que derrite el termoplástico que rodea el inserto.

Además de la bocina ultrasónica, la instalación ultrasónica también requiere una fuente constante de electricidad, temporizadores de control de ciclo y un transductor de energía eléctrica o mecánica. Todos estos componentes pueden sonar complejos, pero la instalación ultrasónica es en realidad un proceso muy rápido y adaptable. Las máquinas ultrasónicas se pueden modificar fácilmente para acomodar insertos de varios tamaños, formas y geometrías complejas.

Los tiempos de ciclo varían según el tamaño de la plaquita, pero este proceso generalmente es rápido para plaquitas de menos de ¼” de DE. Además, la instalación ultrasónica es más segura que la instalación térmica, ya que no se trata de calor extremo. La instalación ultrasónica tiene la misma o mejor consistencia que la instalación de calor, pero generalmente es más costosa.

Comience con el moldeo por inserción

Dado que hasta el 75 % del rendimiento de un inserto depende de qué tan bien se instaló, es fundamental que los ingenieros y gerentes de producto evalúen todas las consideraciones relevantes para asegurarse de tomar la mejor decisión para su proyecto. Los ingenieros deben considerar el uso de moldeo por inserción si saben que su diseño requerirá una inserción y han tenido en cuenta esa necesidad desde el comienzo de la producción.

La instalación de calor ofrece un alto rendimiento y consistencia por un precio más bajo, pero la instalación ultrasónica es más rápida y, a menudo, más fácilmente adaptable. Es más fácil para los ingenieros tomar una decisión mesurada con respecto a los métodos de instalación con la ayuda de un socio de fabricación de confianza.

En Fast Radius, nos apasiona ayudar a los innovadores a hacer realidad sus visiones a través de métodos de fabricación aditivos y tradicionales. Ofrecemos asesoramiento estratégico sobre el mejor método de instalación para su pieza moldeada con inserto, así como soporte integral durante todo el ciclo de vida de fabricación, desde el diseño y la creación de prototipos hasta el cumplimiento. Contáctenos hoy si está listo para comenzar.

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