El arte y la ciencia del moldeo por inyección de prototipos

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Publicado en junio. 1, 2020, | Fabricación rápida de WayKen

Conocemos muchos productos de plástico producidos en masa. Cubos de plástico, fundas de teléfonos, la mayoría de los juguetes como LEGO son todos de plástico. Miles de máquinas de moldeo por inyección trabajan día y noche para producir esas cosas cotidianas en todo el mundo. Pero, ¿qué hacen esas empresas cuando desarrollan un nuevo componente? Todas esas máquinas requieren herramientas muy complejas, entonces, ¿cómo funciona exactamente el moldeo por inyección de prototipos? ¿Existe tal cosa como el moldeo por inyección rápida similar a la creación rápida de prototipos en otras técnicas de fabricación? Aquí encontrará las respuestas a todas esas preguntas.

¿Qué dictan las necesidades de los prototipos de moldeo por inyección?

El progreso nunca deja de mantenernos en una carrera de desarrollo. La empresa que crea más funciones nuevas produce más productos nuevos en un período de tiempo más corto sobrevivirá a la estricta competitividad del mercado global. Por eso, el desarrollo de productos es una de las partes más caras de la fabricación. El moldeo por inyección es un proceso generalmente asociado con la producción en masa. Los complejos moldes endurecidos con canales de refrigeración y procesos automatizados producen piezas idénticas a un ritmo alucinante. Pero cuando necesitamos hacer algo nuevo, producir una pieza no probada, nos encontramos con un problema. ¿Cómo convertir la lenta técnica de producción en masa en un método flexible de moldeo por inyección de prototipos? La respuesta a eso es el moldeo por inyección rápida.

RIM es una rama considerablemente nueva del moldeo por inyección que ofrece buenas perspectivas de flexibilidad. Diría que esta técnica es como una versión ligera de un software que desempaquetas en tu PC y lo usas en un par de minutos en lugar de instalarlo todo durante horas. No podrá usar moldes rápidos de forma permanente, pero obtener un lote de prototipo de moldeo de ellos es una buena ganga.

Pero antes de eso, veamos cómo puede acelerar el proceso de fabricación de las piezas moldeadas por inyección sin recurrir a técnicas especializadas.

Diseño para moldeo por inyección de prototipos

Muchas nuevas empresas e ingenieros de diseño no prestan mucha atención al método de fabricación cuando diseñan un producto. Esto es lo que ahoga muchas buenas ideas. Cuando fabrica piezas de moldeo por inyección personalizadas, debe tener en cuenta muchos parámetros. Uno de los principales es el espesor de la pared. Una pieza moldeada ideal tiene un espesor de pared constante en todas partes. Cuanto más delgadas sean las paredes, más rápido se puede producir la pieza. En realidad, eso no suele ser posible, por lo que nos ceñimos a los cambios graduales en el espesor de la caída. Agregar ángulos y filetes también es una consideración importante porque le permite expulsar la pieza fácilmente. Antes de confirmar el diseño, compruebe siempre que se puede expulsar de la cavidad.

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Diseño de herramientas

El utillaje incluye las mitades del molde de inyección y los eyectores. Las herramientas de moldeo por inyección rápida son aún más complejas, pero se pueden fabricar más rápido. La principal diferencia es la flexibilidad. Un prototipo de molde debería dar la oportunidad de modificarlo considerablemente rápido. Es por eso que los fabricantes de prototipos de moldeo tienden a dividir los moldes en más elementos en comparación con los moldes convencionales. De esta forma, si desea cambiar la cavidad, la quita del utillaje y solo le aplica cambios, si necesita modificar la cavidad y los canales de enfriamiento y los eyectores, puede eliminarlos todos y remanufacturar simultáneamente. Sí, y fabricar desde cero también. Cuando haces todas las partes al mismo tiempo, completarás todo el objeto más rápido.

Otra consideración de diseño importante (aparte del flujo de líquido estándar, el grosor de la pared y los canales de enfriamiento) es la longevidad del molde. Un molde convencional está diseñado para una vida máxima. Es por eso que usan acero templado y requieren mucho tiempo para mecanizarse. El prototipo de moldeo por inyección y las herramientas de moldeo por inyección personalizadas solo deberían durar un tiempo. Es por eso que podemos renunciar a los aceros duros y apegarnos a las aleaciones de aluminio más duras. Esos son mucho más fáciles de procesar, pero pueden hacer que el molde dure las etapas de creación de prototipos y verificación.

Por qué son necesarios ingenieros experimentados para producir buenos moldes

Una vez que el molde prototipo está diseñado, es una buena idea verificar el proceso de fabricación antes de producir el prototipo. Hace sólo unos años esto no era posible. Sin embargo, los métodos modernos de análisis de ingeniería han recorrido un largo camino. Un ingeniero de fabricación experimentado puede emplear las herramientas avanzadas de análisis de elementos finitos para replicar cómo un polímero licuado llenaría el molde y cómo se enfriaría. La experiencia en el área de fabricación hace que los ingenieros puedan replicar los procesos de flujo de molde con buena precisión. Pueden encontrar fallas de diseño desde el principio y evitar nuevas versiones innecesarias del prototipo.

Prototipo de moldeo por inyección

El mecanizado de moldes es un proceso complejo en sí mismo porque las superficies principales suelen estar situadas en espacios cerrados, pero cambiar el material a uno más blando y agregar más separaciones contribuirá en gran medida a reducir el tiempo de fabricación del molde prototipo. Lo principal comienza una vez que se completa el molde.

Luego, finalmente debe usar el molde y obtener sus piezas moldeadas por inyección. No te preocupes, seguro que te equivocas en algo en la primera parte. El proceso de moldeado es bastante complejo, utiliza varias propiedades de materiales diferentes, por lo que no siempre es posible tener en cuenta con precisión cada problema en el diseño. Con el moldeo por inyección de prototipos, inicia el sistema, obtiene la primera pieza prototipo y vuelve a hacer el molde.

Depuración de herramientas

Rehacer el molde para adaptarlo mejor a sus piezas se denomina depuración de herramientas. ¿Qué tipo de problemas pueden surgir con sus moldes de inyección? En primer lugar, puede haber defectos en los que el grosor de la pared no sea el óptimo para el proceso. Verá pequeñas abolladuras en la parte donde el material se solidificó de manera desigual y puede encontrar algunas áreas a las que el material no pudo llegar en absoluto. Por eso es importante comprobar el flujo de molde del polímero con el método FEA.

Otro problema generalizado son las fallas en el enfriamiento. Algunas áreas pueden tardar demasiado en enfriarse y si expulsa la pieza demasiado pronto, podría arruinarla. Asegurar el ciclo de enfriamiento correcto es uno de los temas más complejos en la fabricación de moldes de inyección.

Una vez que su herramienta ha sido depurada, felicidades, ha creado con éxito un prototipo moldeado por inyección. Sin embargo, debe comprender que la optimización del diseño aún no está completa y el diseñador puede volver a cualquier paso anterior para mejorar el prototipo.

¿Por qué elegir Wayken para prototipos de moldeo por inyección?

¿Necesita una forma más rentable y rápida de fabricar piezas? Con más de 10 años de experiencia en prototipos de moldeo por inyección, podemos producir piezas moldeadas por inyección reales para pruebas funcionales, reduciendo así la brecha de fabricación para herramientas de producción. Además, los clientes también pueden fabricar moldes de aluminio asequibles y de alta calidad aquí y los tiempos de respuesta rápidos lo ayudan a reducir los riesgos de diseño, así como a reducir los costos de producción. Si desea obtener más información sobre nuestra capacidad para producir prototipos de moldeo por inyección, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo.