Las 5 principales tendencias en fabricación de moldes y moldeo por inyección para 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 usó 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 con tornillo de extrusión en 1946, que dio a los ingenieros mayor control, y continuó haciendo numerosas contribuciones a la industria que definen lo que pensamos como moldeo por inyección hoy.

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

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

1. Un cambio global hacia la sostenibilidad

La sostenibilidad es una consideración importante para cualquier tipo de fabricación, pero la industria del plástico ha sido especialmente examinada 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 deja acumular en vertederos. Además, se estima que la fabricación por sí sola representa el 21% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero.

El auge del consumidor eco-consciente y un cambio cultural más amplio hacia la sostenibilidad han inspirado a las empresas de fabricación a examinar sus operaciones y pensar en cómo pueden reducir el desperdicio. Esto puede incluir hacer funcionar máquinas de moldeo por inyección más eficientemente para conservar energía, crear productos con materiales 100% reciclados, implementar fuentes de energía renovables o híbridas en instalaciones de fabricación, ser más conscientes del desperdicio de material y más.

Aunque la tendencia de sostenibilidad es prometedora, los equipos de producto deben ser conscientes de cómo estas tendencias pueden afectar su capacidad para cumplir requisitos críticos del proyecto. Por ejemplo, los materiales reciclados pueden afectar negativamente las propiedades físicas y mecánicas de la pieza final.

Muchos filamentos de plástico reciclado en el mercado hoy tienen problemas de calidad que obstaculizan la capacidad de lograr piezas consistentemente de alta calidad de una serie de 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 hacia un futuro más sostenible llevará tiempo e investigación, pero es un esfuerzo que vale la pena para la mayoría de las empresas de fabricación.

2. Un interés renovado en bioplásticos

Inspirados por la tendencia de sostenibilidad, muchos fabricantes están explorando los beneficios de usar bioplástico para fabricación de moldes y moldeo por inyección.

Los bioplásticos, o bioplásticos PLA, son alternativas a los plásticos basados en petróleo que se derivan de biomasas como maíz, caña de azúcar, algas marinas o incluso caparazones de camarón. Los bioplásticos son biodegradables, neutros en carbono y se descomponen en solo biomasa, dióxido de carbono y agua en entornos naturales. Si los fabricantes crean productos y envases con bioplásticos, pueden ayudar a crear impulso hacia mercados más ecológicos y reducir el daño ambiental.

Esta tendencia ya muestra mucha promesa. 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 los poliésteres basados en petróleo, los equipos de producto deben ser conscientes de las limitaciones de este material.

Por ejemplo, los bioplásticos no son completamente libres de contaminación porque todavía hay costes de cosecha, refinamiento y envío que considerar, aunque el material en sí sea renovable. Además, la reciclabilidad de los bioplásticos puede comprometerse fácilmente. Los bioplásticos a menudo se combinan con polímeros no reciclables para aumentar su resistencia, y estos bioplásticos híbridos se descomponen en materiales no tóxicos en tres meses bajo condiciones específicas de compostaje. Sin embargo, si estos bioplásticos híbridos terminan en un vertedero tradicional, esa misma descomposición puede tardar al menos 100 años. Ningún plástico es perfecto, pero estamos emocionados de ver qué avances en bioplásticos traerá 2021.

3. Experimentando con alternativas de materiales

En 2020, el uso de materiales compuestos 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 unen para hacer un producto general más fuerte. Los ingenieros pueden hacer el material aún más fuerte añadiendo fibras de vidrio o carbono a la matriz polimérica circundante.

Por libra, los compuestos son más fuertes que materiales de alto rendimiento como el acero y más ligeros, lo que los hace ideales para muchas aplicaciones automotrices, aeroespaciales y de construcción. Los compuestos ofrecen a los equipos de producto una alternativa duradera, flexible y rentable a los materiales a los que están acostumbrados a usar para fabricación de moldes y 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 médicos y militares.

4. Un aumento en la demanda de materiales ligeros

En general, consumidores y fabricantes quieren productos más ligeros. En los sectores automotriz y aeroespacial, piezas más ligeras a menudo se traducen en mejor kilometraje de gasolina o mayor duración de batería.

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

5. Uso creciente de automatización

La automatización y el mayor uso de software, aprendizaje automático y análisis avanzados en la fabricación son tendencias crecientes que probablemente continuarán en 2021. La programación de hoy es más simple que en años pasados, lo que lleva a ciclos de producción más rápidos, tiempo de inactividad reducido y mantenimiento más eficiente.

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

Los diseñadores y equipos de producto también deberían aprovechar el análisis de flujo de molde en 2021 para mantener una ventaja competitiva. El análisis de flujo de molde usa 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 contracción, deformación, patrones de llenado irregulares y mucho más antes de pasar al prototipado. Este software inteligente también puede predecir cómo reaccionará el molde cuando se inyecte con materiales fundidos a presión.

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

Mirando hacia el futuro de la fabricación de moldes

2020 fue un año impredecible e inédito. Algunos fabricantes, ingenieros y equipos de producto podrían estar tentados a volver al statu quo, pero pueden lograr mejores resultados en 2021 aprovechando algunas de las valiosas oportunidades descritas en las tendencias mencionadas. La automatización, el aligeramiento y un compromiso renovado con la fabricación ecológica seguramente agitarán la fabricación de moldes muy pronto. Un socio de fabricación experimentado puede ayudar a los equipos de producto a hacer su próximo movimiento su mejor movimiento.

Cuando los equipos de producto se asocian con Fast Radius, obtienen lo mejor de ambos mundos —experiencia e innovación. Hemos pasado años perfeccionando la fabricación bajo demanda multi-proceso y con esa base sólida, somos libres de mantener el pulso sobre lo que viene en fabricación de moldes, plásticos y moldeo por inyección. Nuestros socios pueden esperar tasas de desperdicio bajas, costes laborales bajos y asistencia experta en diseño e ingeniería durante las etapas de desarrollo de producto, producción y entrega. Contáctenos hoy para una cotización — ¡creemos algo increíble!

Para más información del sector manufacturero y proyecciones de tendencias para 2021, consulte los artículos relacionados del blog en el centro de aprendizaje de Fast Radius.

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