Herramientas de aluminio frente a acero

El utillaje, o máquina herramienta, se refiere al proceso de construcción de los diferentes tipos de componentes y maquinaria necesarios para la fabricación. Las herramientas se pueden dividir en dos grandes categorías:blandas y duras.

El herramental suave es un enfoque rentable de herramental que es ideal para tiradas de producción de bajo volumen. Muchos fabricantes utilizan herramientas blandas para la creación de prototipos y la creación de unidades de prueba porque este proceso cuenta con plazos de entrega cortos y entregas de pedidos rápidas. Además, es compatible con una amplia variedad de materiales. Sin embargo, las herramientas blandas tienden a desgastarse rápidamente, por lo que no tienen sentido para la producción de mayor volumen.

El herramental duro, por otro lado, es el método de herramental preferido para corridas de producción de alto volumen. Las herramientas duras son más caras que las blandas, pero están diseñadas para durar y se pagan solas con el tiempo. El metal con el que están fabricados es literalmente más duro, lo que produce un molde más robusto y resistente que puede fabricar millones de piezas con alta precisión y exactitud. El aluminio y el acero son los materiales más utilizados para herramientas blandas y duras, respectivamente, y ambos aportan ventajas únicas al proceso de moldeo por inyección.

Estas son las diferencias clave entre las herramientas de aluminio y acero, además de cuándo usar una sobre la otra.

Por qué es importante la elección de materiales

Para los ingenieros y los equipos de productos, elegir el material adecuado para sus herramientas es tan importante como elegir el material adecuado para el proyecto en general. Una herramienta bien hecha con el material correcto hace que el proceso de fabricación sea fluido.

Los ingenieros deben considerar primero el tamaño de la producción y la velocidad de producción porque estos factores son consideraciones clave para determinar los materiales de herramientas apropiados. Después de eso, los ingenieros pueden comenzar a pensar en las cualidades específicas que desean en su herramienta, como la resistencia al desgaste o la capacidad de adaptarse a diseños complejos. Una vez que se han reducido las opciones de materiales, los ingenieros deben elegir el material que satisfaga la mayor cantidad de criterios al menor costo posible.

El caso de las herramientas de acero

Cuando se trata de durabilidad, las herramientas de acero superan a las de aluminio por un amplio margen. El acero ofrece una resistencia superior y es capaz de soportar años de uso repetido, lo que lo convierte en la mejor opción para series de producción de alto volumen. Una herramienta de acero bien diseñada y bien mantenida puede producir millones de piezas sin averiarse. Como tal, el costo por pieza disminuye a medida que aumenta la cantidad.

La fuerza del acero también permite a los diseñadores explorar una gama más amplia de aplicaciones y ser creativos. Cuando una pieza requiere características complejas, extremadamente pequeñas o precisas (características como paredes no uniformes o cavidades de molde estrechas que normalmente traspasarían los límites de las mejores prácticas de diseño de moldes de inyección), los moldes de acero producen mejores resultados. Este material es más capaz de retener su forma en presencia de geometrías complejas.

Además, el acero se puede utilizar con resinas avanzadas reforzadas con vidrio, fibra u otros aditivos. Los metales más blandos como el aluminio son más susceptibles a los arañazos y la erosión de los aditivos, lo que puede afectar negativamente el acabado de la superficie de la herramienta.

El inconveniente más importante de las herramientas de acero es el costo:los moldes de acero generalmente requieren altos costos iniciales. Además, los moldes de acero tardan hasta siete veces más en calentarse y enfriarse que los moldes de aluminio, lo que prolonga los tiempos de ciclo.

El maletín para herramientas de aluminio

El acero es duradero, pero el aluminio ofrece otras valiosas ventajas. Las herramientas de aluminio son más rentables que las de acero por muchas razones. En primer lugar, los costos de inversión inicial son más bajos (los moldes de aluminio generalmente cuestan alrededor de $ 1500) y los ingenieros obtendrán un mejor valor para las tiradas de producción de bajo volumen. Además, dado que este material es ideal para diseños de moldes simples, los ingenieros también pueden ahorrar tiempo y costos de fabricación. En 15 días o menos, los ingenieros pueden construir el molde de aluminio y completar su ciclo de producción.

Las herramientas de aluminio también brindan a los ingenieros más opciones que el acero en lo que respecta a la fabricación. Los moldes de acero son notoriamente difíciles de modificar o reparar porque el material es muy fuerte y, para cambios de diseño más grandes, los ingenieros a menudo tienen que comenzar de nuevo con un molde completamente nuevo si se han producido errores de producción. El aluminio es más blando y fácil de reparar, además su disipación de calor superior reduce la cantidad de piezas rechazadas debido a encogimiento, deformación y marcas de hundimiento.

Sin embargo, las herramientas de aluminio tienen sus limitaciones. El aluminio no es tan duradero como el acero y los moldes tienden a desgastarse después de unos pocos miles de ciclos de producción. Esto puede causar no conformidades en la parte que debe reequiparse, lo que aumenta los costos. Otro punto a tener en cuenta es que, cuando se trabaja con aluminio, la selección de texturas es bastante limitada debido a la baja densidad del material.

Aborde las herramientas con Fast Radius

Los ingenieros deben considerar las herramientas de acero si necesitan fabricar al menos 50 000 piezas muy detalladas y tienen los fondos para invertir en moldes costosos que usarán en el futuro previsible. Vale la pena considerar las herramientas de aluminio para la producción de bajo volumen y para aquellos que buscan una alternativa más rápida y rentable al acero. Como siempre, los equipos de productos deben dedicar algún tiempo a investigar materiales de herramientas para asegurarse de que están tomando la mejor decisión para su proyecto.

Un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede ayudar a los ingenieros y equipos de productos a sopesar sus opciones y elegir el mejor método de herramientas para su ciclo de producción. Nuestro equipo de tecnólogos, ingenieros y diseñadores expertos está preparado para agilizar el proceso de desarrollo de productos, desde la ideación y creación de prototipos hasta la posproducción y el cumplimiento, más rápido de lo que creía posible. Contáctenos hoy para una cotización.

Para saber cómo elegir los mejores materiales para la fabricación aditiva, el moldeo por inyección de plástico y más, consulte nuestras otras guías de materiales en el centro de recursos de Fast Radius.

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