Elegir moldeo por inyección multi-cavidad: ¿Es la mejor opción para su proyecto?

Si necesita producir piezas de plástico, hay una buena probabilidad de que termine usando moldeo por inyección. Dado que este proceso de manufactura preciso es una forma rentable de producir volúmenes medios y altos de piezas plásticas idénticas, a menudo es una mejor opción que métodos de producción como mecanizado CNC o fundición de uretano.

Sin embargo, crear un molde es un proceso largo y costoso, por lo que quiere asegurarse de tener el molde correcto desde el principio. En algunas situaciones, los moldes de una sola cavidad, o moldes que producen un producto por ciclo, son el camino a seguir. En otros, podría estar mejor con un molde multi-cavidad que puede producir múltiples productos por ciclo.

En este artículo, repasaremos los conceptos básicos del moldeo por inyección multi-cavidad — incluyendo sus pros, contras y casos de uso — para que pueda decidir si usar un molde multi-cavidad es lo mejor para los requisitos de su proyecto.

¿Qué es el moldeo por inyección multi-cavidad?

El moldeo por inyección multi-cavidad es una forma de moldeo por inyección que implica moldear dos o más piezas idénticas por ciclo. Los moldes multi-cavidad pueden contener entre dos y 164 cavidades, y generalmente aumentan en incrementos (2, 4, 8, 16, 24, 32, etc.). Los moldes apilados (stack molds) — moldes que contienen una imagen espejo del utillaje que hace las piezas — se clasifican como moldes multi-cavidad porque finalmente producen piezas idénticas. Sin embargo, los moldes familiares (family molds) — moldes que producen múltiples piezas similares en tamaño o apariencia pero no idénticas — no pueden clasificarse como moldes multi-cavidad.

Las empresas usan moldes de inyección multi-cavidad para muchos productos diferentes en diversas industrias, incluyendo bienes de consumo, médica y automotriz.

Los equipos de producto a menudo comienzan con un molde de una sola cavidad para validar su diseño antes de pasar a un molde de inyección multi-cavidad. Los moldes de una sola cavidad son menos costosos y más rápidos de producir. Sin embargo, en algunos casos, tiene más sentido usar un molde multi-cavidad desde el inicio. Fabricar el mismo gran volumen de piezas con un molde de una sola cavidad en lugar de uno multi-cavidad significa más ciclos, más tiempo de máquina y costes más altos. Los moldes multi-cavidad le permitirán crear más piezas en menos tiempo y a un menor coste por pieza.

En Fast Radius, generalmente recomendamos tener dos cavidades para productos con más de 10,000 unidades anuales estimadas (EAU), cuatro cavidades para productos con EAU superiores a 50,000, y ocho cavidades para productos con más de 100,000 EAU.

Los pros y contras del moldeo por inyección multi-cavidad

Usar un molde con múltiples cavidades en lugar de uno ofrece varias ventajas. Los moldes de inyección multi-cavidad usan los tiempos de ciclo más eficientemente, por lo que puede producir más piezas por hora. Este aumento en la eficiencia de producción hace posible satisfacer la alta demanda del consumidor más rápido. A pesar de los altos costes iniciales asociados con los moldes multi-cavidad, también pueden ayudarle a reducir su coste por pieza y ahorrar dinero en tiradas de producción de alto volumen.

Diferentes tipos de tecnologías de canal (runner) se usan al diseñar moldes de una sola cavidad e incluso multi-cavidad. Los canales fríos se usan típicamente en utillaje de prototipo para reducir la inversión inicial. Sin embargo, esto aumenta el desperdicio de material y hay un coste involucrado en volver a moler el material excedente de vuelta al proceso o desecharlo. Las tecnologías de canal caliente (hot-runner) se usan típicamente en diseños validados para reducir el desperdicio de material por ciclo. La mayoría de los moldes multi-cavidad usan tales tecnologías.

Sin embargo, el moldeo por inyección multi-cavidad también tiene sus desventajas, comenzando con el coste de crear el molde en sí. Los moldes multi-cavidad requieren más inversiones iniciales que los moldes de una sola cavidad porque toman más material, energía, tiempo y mano de obra para producir. Si tiene un presupuesto limitado o planea fabricar piezas a volúmenes más bajos, usar un molde de una sola cavidad podría ser más práctico.

Los moldes multi-cavidad también tardan más en crearse que sus contrapartes de una sola cavidad. Si necesita lanzar productos al mercado rápidamente, un molde de una sola cavidad u otro método de manufactura con un plazo de entrega más corto podría ser lo mejor. Además, los moldes multi-cavidad tienen costes y riesgos de mantenimiento más altos, lo que puede aumentar su tiempo de comercialización. Después de todo, si una cavidad desarrolla un fallo o se rompe, todo el molde puede volverse menos eficiente o incluso inutilizable.

También vale la pena notar que el moldeo por inyección multi-cavidad requiere una comprensión profunda del equilibrio de llenado (balance of fill) para lograr piezas repetibles, por lo que la mayoría de fabricantes que solo trabajan con moldes de una sola cavidad enfrentarán una curva de aprendizaje al cambiar a moldes multi-cavidad. Necesitarán asegurar que todos los componentes dentro de un molde de inyección multi-cavidad sean extremadamente precisos y tengan puntos de inyección (gating) de tamaño comparable para asegurar los mejores resultados.

Consideraciones clave para el moldeo por inyección multi-cavidad

Al decidir si usar un molde de una sola cavidad vs. multi-cavidad, necesita pensar sobre su volumen de producción deseado, presupuesto y plazo de entrega. Dado que los moldes multi-cavidad son más caros y tardan más en crearse, no son ideales para tiradas de producción pequeñas y presupuestos limitados. Sin embargo, pueden producir más piezas en el mismo período de tiempo que los moldes de una sola cavidad, por lo que son mejores para tiradas de producción medias o grandes.

Otras modificaciones de diseño podrían incluir:

• Determinar el número de cavidades, porque el sistema de enfriamiento en el molde puede afectar el número de cavidades posible para la máquina dada, dependiendo de la geometría de la pieza
• Usar diseños simétricos, ya que ofrecen mejor eficiencia de enfriamiento y flujo
• Prestar atención extra a tipos y ubicación de puntos de inyección (gate), ventilación y flujo de plástico fundido a medida que su molde se vuelve más grande y complejo

El aspecto de coste del moldeo por inyección multi-cavidad

Todo, desde el tamaño y complejidad de una pieza hasta el material del molde y el número de cavidades, puede afectar el precio de un molde de inyección multi-cavidad. No hay una guía de precios única para el moldeo por inyección multi-cavidad, pero generalmente, cuantos más cavidades tenga, más recursos necesitará y más costará producir su producto. También enfrentará costes de mantenimiento más altos, ya que su socio de manufactura necesitará mantener varias cavidades en lugar de una.

Sin embargo, cuando se trata de tiradas de producción de alto volumen, los moldes multi-cavidad ofrecen un gran retorno de inversión. Podrá ahorrar dinero en mecanizado, mano de obra y tiempo de configuración, lograr un coste por pieza más barato y maximizar sus ganancias, ya que una mayor cavitación le permitirá crear más piezas en menos tiempo. Aunque los moldes multi-cavidad requieren una cantidad significativa de dinero por adelantado, ahorrará tiempo y dinero a largo plazo.

Puede reducir aún más los costes usando robótica o automatización y teniendo una comprensión clara de cuántas piezas necesitará producir. Por ejemplo, si sabe que la demanda del consumidor aumentará, tiene sentido comenzar con mayor cavitación, en lugar de crear un molde de una sola cavidad y luego uno multi-cavidad.

Moldeo multi-cavidad con Fast Radius

Los moldes multi-cavidad pueden ahorrarle tiempo y dinero, pero no son la mejor opción para cada proyecto. Dado que crear un molde de inyección requiere invertir una cantidad sustancial de tiempo y dinero, necesita conocer su demanda esperada del consumidor al decidir si crear un molde de una sola cavidad o multi-cavidad. De lo contrario, puede encontrarse gastando dinero creando un molde de una sola cavidad solo para cambiar rápidamente a uno multi-cavidad, o invirtiendo en un costoso molde multi-cavidad cuando uno de una sola cavidad sería suficiente para satisfacer la demanda del consumidor.

Si conoce su EAU, un socio experimentado de diseño y manufactura como Fast Radius puede ayudarle a determinar qué tipo de molde es más adecuado para su proyecto. Estamos listos para dar vida a sus ideas, y también podemos ofrecer asesoramiento sobre material de molde, material de pieza, diseño de molde y más, para que pueda crear piezas de alta calidad de la forma más rentable posible. Incluso podemos ayudarle a evitar los mayores errores de moldeo por inyección. Contáctenos hoy para comenzar.

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