5 tendencias de fabricación de moldes, plásticos y moldeo por inyección que definirán el 2021

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación simple y efectivo con una rica historia. La primera máquina de moldeo por inyección fue creada en 1872 por John Wesley e Isaiah Wyatt, y usaba un émbolo para inyectar plástico a través de un cilindro calentado en un molde.

La industria del moldeo por inyección progresó lentamente después de este desarrollo inicial, pero experimentó un renacimiento durante la década de 1940 cuando la Segunda Guerra Mundial creó un aumento en la demanda de productos producidos en masa. James Watson Hendry construyó la primera máquina de inyección de tornillo de extrusión en 1946, lo que brindó a los ingenieros un mayor control y realizó numerosas contribuciones a la industria que definen lo que consideramos moldeo por inyección en la actualidad.

En 2020, el moldeo por inyección de plástico se puede encontrar en una amplia variedad de industrias, desde la aeroespacial hasta el embalaje y los juguetes para niños. Aunque la tecnología existe desde hace muchos años, el campo del moldeo por inyección, la fabricación de moldes y los plásticos continúa evolucionando en respuesta a los nuevos avances tecnológicos, las disrupciones del mercado y otros factores sociales y económicos.

Aquí hay cinco tendencias clave de la industria que probablemente determinarán la dirección de la fabricación de moldes, los plásticos y el moldeo por inyección en el próximo año.

1. Un cambio global hacia la sostenibilidad

La sustentabilidad es una consideración importante para cualquier tipo de fabricación, pero la industria del plástico ha sido objeto de un escrutinio especial por sus deficiencias en este sentido. Desde 1950, el mundo ha producido 8 mil millones de toneladas de plástico y solo el 9 % se ha reciclado; el 91 % restante se incinera o se acumula en vertederos. Además, se estima que la fabricación por sí sola representa el 21 % de todas las emisiones de gases de efecto invernadero.

El surgimiento del consumidor con conciencia ecológica y un cambio cultural más amplio hacia la sustentabilidad han inspirado a las empresas manufactureras a examinar sus operaciones y pensar en cómo pueden reducir los desechos. Esto puede incluir operar máquinas de moldeo por inyección de manera más eficiente para conservar energía, crear productos a partir de materiales 100 % reciclados, implementar fuentes de energía renovables o híbridas en las instalaciones de fabricación, tener más cuidado con el desperdicio de materiales y más.

Aunque la tendencia de la sustentabilidad es prometedora, los equipos de productos deben tener en cuenta cómo estas tendencias pueden afectar su capacidad para cumplir con los requisitos críticos del proyecto. Por ejemplo, los materiales reciclados pueden tener un impacto negativo en las propiedades físicas y mecánicas de la pieza final.

Muchos filamentos de plástico reciclado en el mercado hoy en día tienen problemas de calidad que dificultan la capacidad de lograr piezas de alta calidad constante de una producción a la siguiente. En este caso, usar filamento de plástico virgen podría ser la mejor manera de lograr una pieza limpia y funcional. Alejarse del plástico virgen y avanzar hacia un futuro más sostenible requerirá tiempo e investigación, pero es un esfuerzo que vale la pena para la mayoría de las empresas de fabricación.

2. Un renovado interés por los bioplásticos

Inspirados por la tendencia de la sustentabilidad, muchos fabricantes están explorando los beneficios del uso de bioplásticos para la fabricación de moldes y el moldeo por inyección.

Los bioplásticos, o bioplásticos PLA, son alternativas a los plásticos a base de petróleo que se derivan de biomasas como el maíz, la caña de azúcar, las algas o incluso las conchas de gambas. Los bioplásticos son biodegradables, neutros en carbono y se descomponen solo en biomasa, dióxido de carbono y agua en entornos naturales. Si los fabricantes crean productos y envases a partir de bioplásticos, pueden ayudar a impulsar mercados más ecológicos y reducir el daño ambiental.

Esta tendencia ya está mostrando muchas promesas. Según European Bioplastics, se espera que el mercado global de bioplásticos aumente un 25 % para 2023. Aunque los bioplásticos PLA son ecológicos y ofrecen propiedades mecánicas comparables a las de los poliésteres a base de petróleo, los equipos de productos deben tener en cuenta las limitaciones de este material.

Por ejemplo, los bioplásticos no están completamente libres de contaminación porque todavía hay que considerar los costos de recolección, refinación y envío, a pesar de que el material en sí es renovable. Además, la reciclabilidad de los bioplásticos puede verse fácilmente comprometida. Los bioplásticos a menudo se combinan con polímeros no reciclables para aumentar su resistencia, y estos bioplásticos híbridos se descompondrán en materiales no tóxicos en tres meses en condiciones específicas de compostaje. Sin embargo, si estos bioplásticos híbridos acaban en un vertedero tradicional, esa misma descomposición puede tardar al menos 100 años. Ningún plástico es perfecto, pero estamos emocionados de ver qué avances traerá el 2021 en bioplásticos.

3. Experimentando con materiales alternativos

En 2020, el uso de materiales compuestos se destacó como una de las principales tendencias en las industrias automotriz y aeroespacial, y esperamos que esta tendencia continúe. Un material compuesto es una mezcla heterogénea de dos o más materiales que se juntan para hacer un producto más fuerte en general. Los ingenieros pueden hacer que el material sea aún más resistente agregando fibras de vidrio o de carbono a la matriz polimérica circundante.

Libra por libra, los compuestos son más fuertes que los materiales de alto rendimiento como el acero y más livianos, lo que los hace ideales para muchas aplicaciones automotrices, aeroespaciales y de construcción. Los compuestos ofrecen a los equipos de productos una alternativa duradera, flexible y rentable a los materiales que están acostumbrados a usar para la fabricación de moldes y el moldeo por inyección. Los fabricantes e ingenieros deberían esperar ver más materiales compuestos en 2021, especialmente a medida que ganan más tracción en los espacios médico y militar.

4. Un aumento en la demanda de materiales ligeros

En general, los consumidores y los fabricantes quieren productos más ligeros. En los sectores automotriz y aeroespacial, las piezas más livianas a menudo se traducen en un mejor consumo de combustible o una mayor duración de la batería.

Cuando se trata de la fabricación de dispositivos médicos, los reemplazos de articulaciones y los stents fabricados con materiales livianos pueden mejorar drásticamente los resultados de los pacientes. A medida que la tendencia de aligeramiento encaja con el mayor uso de materiales compuestos, los ingenieros y los equipos de productos deberían incorporar consideraciones de peso más fácilmente en sus planes de diseño para 2021.

5. Mayor uso de la automatización

La automatización y el mayor uso de software, aprendizaje automático y análisis avanzado en la fabricación son tendencias crecientes que probablemente continuarán en 2021. La programación actual es más simple que en años anteriores, lo que conduce a ciclos de producción más rápidos, menos tiempo de inactividad y un mantenimiento más eficiente. .

La automatización también ofrece más control del proceso de moldeo por inyección. Los fabricantes, ingenieros y equipos de productos deben aprovechar la oportunidad de usar software para avanzar en la fabricación de moldes y el moldeo por inyección si aún no lo han hecho.

Los diseñadores y los equipos de productos también deberían aprovechar el análisis de flujo de moldes en 2021 para mantener una ventaja competitiva. El análisis de flujo de molde utiliza software para simular el ciclo de moldeo por inyección y predecir cómo se llenará el molde, lo que es especialmente útil durante la fase de diseño. Los ingenieros pueden usar el análisis de flujo de molde para probar la contracción, la deformación, los patrones de relleno irregulares y mucho más antes de pasar a la creación de prototipos. Este software inteligente también puede predecir cómo reaccionará el molde cuando se le inyectan materiales fundidos presurizados.

La tecnología puede ser costosa, pero las ventajas técnicas y económicas superan con creces los costos.

Mirando hacia el futuro de la fabricación de moldes

2020 fue un año impredecible y sin precedentes. Algunos fabricantes, ingenieros y equipos de productos pueden verse tentados a volver al statu quo, pero pueden lograr mejores resultados en 2021 si aprovechan algunas de las valiosas oportunidades detalladas en las tendencias antes mencionadas. La automatización, el aligeramiento y un compromiso renovado con la fabricación respetuosa con el medio ambiente seguramente revolucionarán la fabricación de moldes muy pronto. Un socio de fabricación experimentado puede ayudar a los equipos de productos a hacer que su próximo paso sea el mejor.

Cuando los equipos de productos se asocian con Fast Radius, obtienen lo mejor de ambos mundos:experiencia e innovación. Hemos pasado años perfeccionando la fabricación bajo demanda de múltiples procesos y con esa base sólida, somos libres de mantenernos al tanto de lo que viene en la fabricación de moldes, plásticos y moldeo por inyección. Nuestros socios pueden esperar bajas tasas de desperdicio, bajos costos de mano de obra y asistencia experta en diseño e ingeniería a lo largo de las etapas de desarrollo, producción y cumplimiento del producto. Contáctenos hoy para una cotización, creemos algo increíble.

Para obtener más información sobre la industria manufacturera y proyecciones de tendencias para 2021, consulte los artículos de blog relacionados en el centro de aprendizaje de Fast Radius.

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