Tres elementos esenciales para diseños de moldeo por inyección limpios y funcionales

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, escamas o pellets de termoplástico se funden e inyectan en un molde. Una vez que el material termoplástico se enfría y endurece, los pasadores expulsores sacan la pieza terminada del molde. Muchos de los productos de consumo que la gente usa cada día son moldeados por inyección, desde cargadores de teléfono hasta piezas de coche y ladrillos Lego®.

Una vez fabricado 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 crítico. Aquí tiene un curso intensivo en optimizar el diseño de una pieza moldeada por inyección —más consejos y trucos para diseñadores de producto.

Tres consejos y mejores prácticas de diseño de molde de inyección

Las piezas moldeadas por inyección pueden presentar geometrías complejas, y ofrecen a los diseñadores de producto una buena cantidad de flexibilidad de diseño. La única advertencia es que los equipos de producto deben diseñar sus piezas alrededor de los requisitos específicos del moldeo por inyección.

Es muy desafiante hacer ajustes de diseño después de que la pieza ya ha sido fabricada. Como tal, los diseñadores de producto deben diseñar la pieza de plástico perfectamente para moldeo por inyección para reducir el riesgo de problemas con el diseño de la herramienta, lograr los mejores resultados y reducir costos. Para diseñar piezas limpias y funcionales, comience con estas tres mejores prácticas de diseño de moldeo por inyección:

1. Mantener espesores de pared consistentes

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

Si la pieza está diseñada para incluir diferentes espesores, los diseñadores de producto deben hacer la transición entre ellos 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 espesor debería funcionar.

Las secciones gruesas en un diseño de molde de inyección pueden causar deformación, hundimiento y otros defectos, pero a veces son necesarias para geometrías complejas. Los diseñadores de producto pueden incluir secciones más gruesas en sus moldes mientras se adhieren a las limitaciones de espesor de벽 ahuecando estas secciones. Incluir nervaduras en la pieza fortalece las secciones huecas y proporciona rigidez.

El espesor de las nervaduras varía dependiendo del termoplástico usado, pero las nervaduras siempre deben ser menos de dos tercios del espesor de la pared principal. Si la nervadura es demasiado gruesa, causará marcas de hundimiento en la superficie exterior.

2. Eliminar rebajes que no sean críticos para el diseño

Los rebajes son características que impiden que la pieza moldeada por inyección sea expulsada limpiamente del molde sin daño estructural. Los rebajes pueden venir en una variedad de formas —agujeros, cavidades o áreas donde la alineación no es perpendicular a la línea de partición del molde. La mejor apuesta de un diseñador de producto es evitar los rebajes por completo. Siempre hacen que el diseño del molde de inyección sea más costoso, complicado e intensivo en mano de obra de lo necesario.

Aún así, hay algunos trucos de diseño para manejar rebajes. La forma más simple de arreglar un rebaje es mover la línea de partición del molde de modo que interseccione con el rebaje. Sin embargo, este consejo solo es aplicable para diseños con rebajes en el exterior del molde.

Los "bumpoffs" o rebajes de extracción son una opción si la característica y el material son lo suficientemente flexibles para expandirse y deformarse sobre el molde durante la expulsión. El bumpoff debe estar lejos de las estructuras de soporte del molde y tener un ángulo de entrada entre 30 y 45 grados.

Como último recurso, las acciones laterales o elevadores pueden arreglar rebajes cuando el molde no puede rediseñarse para evitarlos. Los núcleos de acción lateral son insertos perpendiculares que se deslizan dentro y fuera del molde a medida que se abre y cierra. Estos mecanismos aumentan significativamente el costo y la complejidad. Incluso con estas soluciones, convendría a los diseñadores evitar los rebajes por completo y eliminarlos durante el prototipado.

3. Desmoldeo, desmoldeo, desmoldeo

Los ángulos de desmoldeo son consideraciones de diseño que facilitan la expulsión limpia de una pieza moldeada por inyección del molde. Esto puede sonar como una característica de diseño no esencial, pero los desmoldeos son críticos para fabricar piezas moldeadas por inyección funcionales. Los desmoldeos ayudan a prevenir que la pieza se dañe al liberarse, reducen costos de producción, aceleran los cronogramas de producción, aseguran un acabado superficial uniforme y proporcionan una serie de otros beneficios. Sin ángulos de desmoldeo, los equipos de producto arriesgan dañar sus moldes costosos y producir un gran número de piezas rechazables.

Los desmoldeos deben considerarse temprano en el proceso de diseño. Los ángulos de desmoldeo variarán según varios factores relacionados con la pieza, incluyendo espesor de pared, profundidad de pared, material y cualquier tasa de contracción, textura o requisito de expulsión aplicable. Es mejor aplicar tanto ángulo de desmoldeo como sea posible. Los diseñadores de producto deberían incluir un grado de desmoldeo por pulgada de profundidad de cavidad para empezar, ajustando para los factores mencionados según sea necesario.

Incluso si parece que el desmoldeo podría afectar negativamente el rendimiento de la pieza, siempre es mejor tener desmoldeo que no tenerlo. Las piezas pueden diseñarse con un mínimo de 0,25 grados de desmoldeo, generalmente, pero el grado más pequeño de desmoldeo posible dependerá de la geometría y material únicos de la pieza.

Obtenga ayuda de los expertos en diseño

Esta lista corta solo rasca la superficie de consideraciones clave de diseño para piezas moldeadas por inyección. Los equipos de producto también deben considerar factores incluyendo líneas de partición, diseño de entrada, ubicación de entrada y más. La mejor manera de optimizar diseños de piezas para rentabilidad, tiempo de producción y eficiencia es asociarse con un experto en fabricación que pueda ofrecer consejos cruciales a lo largo del proceso de diseño.

Los expertos en diseño e ingeniería de Fast Radius pueden ayudarle a resolver puntos problemáticos comunes de diseño de moldes, re-optimizar diseños actuales o crear algo totalmente nuevo. Podemos ayudar a reducir su ciclo de desarrollo hasta en un 90% y acelerar su tiempo de comercialización en cualquier producto. Hagamos posibles cosas nuevas — contáctenos hoy.

Para más información sobre todo lo relacionado con moldeo por inyección, consulte los artículos relacionados del blog en el centro de recursos de Fast Radius.

¿Listo para fabricar sus piezas con Fast Radius?

Solicite su presupuesto