3 componentes clave de diseños limpios y funcionales moldeados por inyección

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación popular para la producción en masa de piezas de plástico idénticas con buenas tolerancias. Durante este proceso, las escamas o gránulos termoplásticos se funden y se inyectan en un molde. Una vez que el material termoplástico se enfría y endurece, los pasadores de expulsión sacan la pieza completa del molde. Muchos de los productos orientados al consumidor que la gente usa todos los días están moldeados por inyección, desde cargadores de teléfonos hasta piezas de automóviles y ladrillos Lego®.

Una vez que se fabrica el molde, los ingenieros tienen un medio para reproducir consistentemente piezas complejas a un costo por unidad muy bajo. Como tal, perfeccionar los procesos de fabricación de moldes es fundamental. Este es un curso intensivo sobre cómo optimizar el diseño de una pieza moldeada por inyección, además de consejos y trucos para diseñadores de productos.

Tres consejos y prácticas recomendadas para el diseño de moldes de inyección

Las piezas moldeadas por inyección pueden presentar geometrías complejas y ofrecer a los diseñadores de productos una gran flexibilidad de diseño. La única advertencia es que los equipos de productos deben diseñar sus piezas en torno a los requisitos específicos del moldeo por inyección.

Es muy difícil hacer ajustes de diseño después de que la pieza ya se haya fabricado. Como tal, los diseñadores de productos deben diseñar la pieza de plástico a la perfección para el moldeo por inyección a fin de reducir el riesgo de problemas con el diseño de la herramienta, lograr los mejores resultados y reducir los costos. Para diseñar piezas limpias y funcionales, comience con estas tres mejores prácticas de diseño de moldeo por inyección:

1. Mantenga espesores de pared consistentes

La regla número uno del diseño de piezas de moldeo por inyección es administrar el grosor del molde. Las paredes no uniformes pueden hacer que la pieza se deforme a medida que el material termoplástico se enfría o que se produzcan marcas de hundimiento. Los espesores de pared recomendados varían según el plástico utilizado. Por ejemplo, el poliuretano (PUR) tiene un espesor de pared recomendado de 0,080 a 0,750 pulgadas, mientras que el poliestireno (PS) tiene un rango mucho menor de 0,035 a 0,150 pulgadas. Una buena regla general es mantener el grosor de la pared de cualquier molde entre 1,2 mm y 3 mm.

Si la pieza está diseñada para incluir diferentes espesores, los diseñadores de productos deben hacer que la transición entre ellos sea lo más suave posible. Esto asegura que el plástico fundido fluya uniformemente dentro de la cavidad del molde. Un chaflán o filete que sea 3 veces más largo que la diferencia de grosor debería ser suficiente.

Las secciones gruesas en un diseño de molde de inyección pueden causar deformaciones, hundimientos y otros defectos, pero a veces son necesarias para geometrías complejas. Los diseñadores de productos pueden incluir secciones más gruesas en sus moldes mientras se adhieren a las limitaciones del grosor de la pared vaciando estas secciones. La inclusión de nervios en la pieza refuerza los perfiles huecos y aporta rigidez.

El grosor de las nervaduras varía según el termoplástico utilizado, pero las nervaduras siempre deben tener menos de dos tercios del grosor de la pared principal. Si la nervadura es demasiado gruesa, causará marcas de hundimiento en la superficie exterior.

2. Elimine las socavaduras que no son críticas para el diseño

Las socavaduras son características que evitan que la pieza moldeada por inyección sea expulsada limpiamente del molde sin ningún daño estructural. Las socavaduras pueden presentarse en una variedad de formas:orificios, cavidades o áreas donde la alineación no es perpendicular a la línea de partición del molde. La mejor apuesta de un diseñador de productos es evitar las socavaduras por completo. Siempre hacen que el diseño del molde de inyección sea más costoso, complicado y laborioso de lo necesario.

Aún así, hay algunos trucos de diseño para manejar socavaduras. La forma más sencilla de arreglar una muesca es mover la línea de separación del molde de modo que se cruce con la muesca. Sin embargo, este consejo solo se aplica a diseños con muescas en el exterior del molde.

Los relieves, o socavaduras de decapado, son una opción si la característica y el material son lo suficientemente flexibles para expandirse y deformarse sobre el molde durante la expulsión. El relieve debe estar lejos de las estructuras de soporte del molde y tener un ángulo de avance de entre 30 y 45 grados.

Como último recurso, las acciones laterales o los elevadores pueden corregir socavaduras cuando el molde no se puede rediseñar para evitar socavaduras. Los núcleos de acción lateral son insertos perpendiculares que se deslizan hacia adentro y hacia afuera del molde a medida que se abre y se cierra. Estos mecanismos aumentan significativamente los costos y la complejidad. Incluso con estas soluciones, sería conveniente que los diseñadores se mantuvieran alejados de las socavaduras y las eliminaran durante la creación de prototipos.

3. Borrador, borrador, borrador

Los ángulos de inclinación son consideraciones de diseño que facilitan la expulsión limpia del molde de una pieza moldeada por inyección. Esto puede sonar como una característica de diseño no esencial, pero los borradores son fundamentales para fabricar piezas moldeadas por inyección funcionales. Los borradores ayudan a evitar que la pieza se dañe al soltarla, reducen los costos de producción, aceleran los plazos de producción, aseguran un acabado superficial uniforme y brindan muchos otros beneficios. Sin ángulos de inclinación, los equipos de productos corren el riesgo de dañar sus costosos moldes y producir una gran cantidad de piezas rechazables.

Los borradores deben tenerse en cuenta al principio del proceso de diseño. Los ángulos de desmoldeo variarán según una serie de factores relacionados con la pieza, incluido el grosor de la pared, la profundidad de la pared, el material y cualquier índice de contracción, textura o requisitos de eyección aplicables. Lo mejor es aplicar tanto ángulo de inclinación como sea posible. Los diseñadores de productos deben incluir un grado de inclinación por pulgada de profundidad de la cavidad para comenzar, ajustando los factores antes mencionados según sea necesario.

Incluso si parece que el ángulo de inclinación podría afectar negativamente el rendimiento de la pieza, siempre es mejor tener ángulo de inclinación que no tener ángulo de inclinación. Las piezas se pueden diseñar con un mínimo de 0,25 grados de inclinación, por lo general, pero el menor grado de inclinación posible dependerá de la geometría y el material únicos de la pieza.

Obtenga ayuda de los expertos en diseño

Esta breve lista solo toca la superficie de las consideraciones de diseño clave para las piezas moldeadas por inyección. Los equipos de productos también deben tener en cuenta factores como las líneas de partición, el diseño de la puerta, la ubicación de la puerta y más. La mejor manera de optimizar los diseños de piezas para obtener rentabilidad, tiempo de producción y eficiencia es asociarse con un experto en fabricación que pueda ofrecer consejos cruciales durante todo el proceso de diseño.

Los expertos en diseño e ingeniería de Fast Radius pueden ayudarlo a resolver los puntos débiles comunes del diseño de moldes, volver a optimizar los diseños actuales o crear algo totalmente nuevo. Podemos ayudarlo a reducir su ciclo de desarrollo hasta en un 90 % y acelerar el tiempo de comercialización de cualquier producto. Hagamos posibles cosas nuevas:contáctenos hoy.

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