Una guía para el diseño de herramientas y moldes para la fabricación

Las herramientas son la columna vertebral de  moldeo por inyección de plástico . Sin un diseño de herramienta adecuado, su pieza de plástico nunca se escalaría correctamente. Un diseño de herramienta de calidad puede ahorrarle enormes cantidades de tiempo y dinero durante la producción. Antes de ponerse en contacto con un fabricante de herramientas, aquí hay algunos datos sobre las herramientas que debe tener en cuenta.

¿Qué son las herramientas?

El herramental, también conocido como molde, se refiere al espacio de la cavidad negativa donde se inyecta resina plástica fundida para crear una pieza. Las piezas de gran cantidad y calidad requieren herramientas adecuadas. Dado que el diseño y la construcción de herramientas son complejos, la fabricación requiere una importante inversión de capital y suficiente tiempo de preparación para crear una herramienta eficaz.

Herramientas de prototipos y herramientas de prototipos

El proceso de diseño de herramientas comienza en la fase de desarrollo del prototipo. Aquí, la impresión 3D, el uretano fundido y las técnicas de mecanizado crean prototipos de herramientas. Estos prototipos de bajo volumen solucionan problemas, desarrollan y validan el diseño de herramientas durante la producción piloto. Si bien este paso puede parecer innecesario, la reducción temprana de errores en el proceso de fabricación y ensamblaje puede reducir significativamente el tiempo y el costo más adelante.

Consideraciones a la hora de diseñar una herramienta

El diseño y las opciones de herramientas adecuadas deben adaptarse a la complejidad, la vida útil, la aplicación y el volumen de producción potencial de la herramienta. Elegir en qué herramental invertir es la parte más difícil del proceso de herramental. Si la pieza va directamente a la fabricación por contrato de gran volumen, será más rentable invertir directamente en herramientas de producción costosas a largo plazo. En otros casos, como la fabricación de bajo volumen, el uso de una herramienta prototipo puede ser más beneficioso hasta que la producción aumente significativamente.

Los fabricantes de herramientas brindan la asistencia necesaria con el proceso de diseño de herramientas porque conocen bien las técnicas de fabricación y el diseño de herramientas. Pueden ejecutar análisis de flujo de moldes para optimizar el diseño de herramientas y elegir las mejores ubicaciones para las líneas de partición, la entrada y las ubicaciones de expulsión. Un ingeniero de diseño de prototipos de calidad trabajará en estrecha colaboración con los fabricantes de herramientas para garantizar la fabricación de la herramienta óptima para su aplicación.

Cómo diseñar y fabricar una herramienta

Después de colaborar con los fabricantes de herramientas en el diseño, la pieza está lista y aprobada para la etapa de muestreo T1. Construirán la primera herramienta con un tiempo de entrega de 2 a 16 semanas dependiendo de las consideraciones de diseño. El muestreo T1 demuestra que las herramientas funcionan correctamente y producen piezas ideales. Una vez que se acepta la muestra T1, pueden comenzar las modificaciones necesarias y la texturización estética del molde. Estas modificaciones adicionales pueden tardar entre 1 y 2 semanas en completarse. Los moldes modificados, denominados muestras T2, se envían para aprobación de textura y apariencia. Una vez que se aprueban las muestras T2, el fabricante de herramientas las entrega al fabricante por contrato.

Una vez con el fabricante, las muestras T2 se colocan en la línea de producción para el desarrollo del proceso y la calificación de la pieza. El herramental se somete a una serie de estudios de moldeo que ayudan a delinear las condiciones y características óptimas para crear piezas usando esa herramienta. El fabricante realiza pruebas experimentales para aislar las entradas del proceso y los impactos correspondientes en las características de la pieza. Esta prueba inicial ayuda al moldeador a validar una ventana de procesamiento ideal que produce piezas dentro de las especificaciones.

Después del desarrollo del proceso inicial, las calificaciones y las validaciones, la herramienta ingresa en un programa de mantenimiento de producción regular. Aquí, la herramienta se monitorea regularmente para detectar desgaste y otros posibles problemas que afectan la calidad de la pieza o la vida útil de la herramienta.

Características básicas de una herramienta

• Mitad de la cavidad – La mitad de la cavidad es el lado de una herramienta que no se mueve. Por lo general, se adjunta al costado de la máquina de moldeo.
• Mitad central – El lado de la herramienta que abre y cierra con la máquina de moldes contra la mitad de la cavidad. Se abre al retirar la pieza de la herramienta.
• Líneas de refrigeración – Canales que permiten que el refrigerante fluya por toda la herramienta y controlan el enfriamiento de la pieza de plástico.
• Sistema eyector – Pasadores en la mitad del núcleo de la herramienta que ayudan a empujar la parte enfriada después del moldeado.
• Corredor – Una ruta de flujo para la resina plástica que permite que la prensa inyecte material directamente en la cavidad de la pieza.
• Acciones secundarias – Se agregaron piezas móviles dentro de la cavidad de la pieza para permitir muescas.

Todo el proceso, desde el prototipo hasta la producción, puede llevar meses y una inversión significativa para completarse correctamente. Por lo tanto, es vital diseñar sus piezas para la fabricación a lo largo del desarrollo del producto. Es posible que un diseño de producto creado mediante mecanizado o impresión 3D no se traduzca fácilmente en un diseño de herramientas para una producción de gran volumen. Recomendamos asociarse con una empresa de desarrollo de productos íntimamente familiarizada con el diseño de herramientas y el proceso de fabricación que incorporará inicialmente ese conocimiento en el diseño de su producto. Si no está seguro de cómo empezar o si desea recibir asesoramiento de expertos sobre el diseño de sus herramientas, póngase en contacto con nosotros y estaremos encantados de ayudarle.