Mecanizado de plástico VS Moldeo por inyección de plástico, ¿cuál es el mejor método?

Al pasar del diseño a la creación de piezas, debe decidir cómo fabricar la pieza. El mejor de los casos es que haya considerado esto durante el proceso de diseño y su diseño se haya optimizado para uno de los procesos. Recuerde, en el ciclo de vida del desarrollo, la elección correcta puede cambiar. Dos métodos comunes son el mecanizado CNC y el moldeo por inyección. A la hora de elegir entre los dos, cada uno tiene sus ventajas y desventajas.

En este blog, analizaremos los factores que influyen en su decisión de utilizar el moldeo por inyección de plástico o el mecanizado de plástico de precisión.

Proceso de mecanizado de plástico de precisión y moldeo por inyección

Mecanizado CNC:

El mecanizado CNC generalmente comienza con una pieza del material requerido y elimina la capa de material con precisión una a la vez. Este proceso permite el uso de muchos materiales diferentes casi sin restricciones. Además, al estar controlado por ordenador, se pueden conseguir tolerancias muy precisas.

Moldeo por inyección:

Como sugiere el nombre, este proceso consiste en inyectar material en el molde. Esto se hace derritiendo la materia prima y presionándola en el molde a alta presión. Luego se permite que la pieza se enfríe en el molde y luego se expulsa del molde. Repita el proceso en la siguiente sección.

Ventajas y desventajas del moldeo por inyección.

Para comparar y contrastar el moldeo por inyección y el mecanizado CNC, primero debemos comprender las ventajas y desventajas del moldeo por inyección. La siguiente es una introducción detallada a las ventajas y desventajas del mecanizado CNC y el moldeo por inyección para ayudarlo a tomar la mejor decisión para el próximo prototipo o producción de piezas.

Ventajas del moldeo por inyección

Al fabricar una gran cantidad de piezas casi idénticas, la mayoría de los fabricantes eligen el moldeo por inyección. Este proceso es compatible con todo, desde juguetes hasta piezas de motores de automóviles, cualquier cosa que deba producirse en masa con plásticos moldeables.

El moldeo por inyección ofrece una variedad de materiales, y regularmente se crean más materiales para satisfacer la demanda de piezas de plástico de alto rendimiento. Aunque el mecanizado CNC no puede acomodar piezas más blandas que requieren TPE o materiales de caucho, el moldeo por inyección sí.

Desventajas del moldeo por inyección

Cuando el lote es grande, el precio de una sola pieza de moldeo por inyección es más bajo. Los costos asociados con la fabricación de moldes reales para moldeo por inyección elevan los costos iniciales. Ciertos materiales, como los plásticos reforzados con fibra de vidrio, requieren moldes hechos de acero endurecido para herramientas para soportar el aumento de presión.

Otra desventaja del moldeo por inyección tiene que ver con los costos asociados con el reemplazo de piezas, lo que generalmente requiere la producción de nuevas herramientas o moldes. Además, el molde está compuesto por dos mitades, que deben ensamblarse para la inyección, lo que genera posibles defectos superficiales. El sistema de inyección introduce burbujas de aire en el material, provocando más defectos.

Hay muchas buenas razones para utilizar el moldeo por inyección, especialmente en la producción en masa de piezas. Según el uso de su producto, las especificaciones del material y la cantidad requerida, el mecanizado CNC puede proporcionar una mejor solución para comprar piezas de plástico de alta calidad.

¿Qué proceso es adecuado para usted?

En términos generales, esto puede verse como una compensación entre múltiples características diferentes; velocidad, volumen, material, tolerancia/acabado superficial y diseño. Cada uno de estos puede ser fabricación de compuertas mediante un proceso u otro, e incluso puede requerir cambios de piezas para su fabricación.

Velocidad:

Este es el más simple. Para una pequeña cantidad de piezas, el mecanizado CNC es el más rápido. Si necesita 10 piezas en 2 semanas, el mecanizado CNC puede ser su única solución. Si necesita 50.000 piezas en 4 meses, el moldeo por inyección es su mejor opción. El moldeo por inyección toma tiempo para hacer el molde y asegurarse de que las piezas estén dentro de la tolerancia. Esto puede llevar de varias semanas a varios meses. Una vez hecho esto, crear una pieza con un molde es un proceso muy rápido. La inversión inicial en moldeo por inyección generará beneficios sustanciales.

Volumen:

A ver que esto no tiene nada que ver con el tiempo. En cambio, el enfoque principal aquí es el precio de cada parte. Cuál es más barato depende de la cantidad. Cuando necesite cientos de piezas, CNC será más barato. Aunque obtiene algunos beneficios cuantitativos del precio, generalmente verá entre unas pocas y cien piezas. En volúmenes más grandes, no obtendrá ningún beneficio adicional del volumen. Esto es para asignar costos de configuración en función de la cantidad de piezas fabricadas.

El costo real de cada parte de las piezas moldeadas por inyección es mucho más económico que el de las piezas mecanizadas. Desafortunadamente, para el moldeo por inyección, la creación de un molde puede ser un costo inicial significativo. Esta relación se distribuye entre el número de piezas fabricadas para determinar el costo de cada pieza. Para una cierta cantidad, incluso si el costo inicial del molde es alto, las piezas de inyección son más económicas que las piezas mecanizadas. A medida que se fabrican más piezas, la brecha de costos se vuelve más grande. Este cruce puede ocurrir desde 100 partes hasta aproximadamente 5000 partes.

Material:

El mecanizado CNC ofrece más opciones de materiales que se pueden utilizar para fabricar piezas. Si se requieren plásticos de alto rendimiento o plásticos específicos, este puede ser un factor decisivo muy importante. En términos generales, los plásticos más duros son más fáciles de procesar que los materiales más blandos

Para piezas moldeadas por inyección, la selección de materiales puede ser más restringida. Cada vez se consideran más materiales de alto rendimiento para el moldeo por inyección. Solvay es una de las empresas con una variedad de plásticos moldeables. Algunos materiales no se pueden procesar, pero se les puede dar forma. El caucho y otros materiales flexibles entran en esta categoría.

Tolerancia/Acabado superficial:

La ventaja se refleja una vez más en el mecanizado CNC. Para la mayoría de los materiales, se pueden mantener tolerancias más estrictas y se puede obtener un mejor acabado superficial. Una ventaja del moldeo por inyección es la repetibilidad entre lotes. El molde puede soportar millones de piezas con un desgaste mínimo. Esto permite que las partes sean casi iguales de un lote a otro. Con el mecanizado CNC, cada pieza se coloca en la máquina que se creará y se verá más variabilidad.

Diseño

Si el diseño de sus piezas de plástico personalizadas cambiará en un futuro cercano, es económicamente ineficiente invertir en moldes costosos. Si planea cambiar su diseño, es mejor mecanizar las piezas. No solo puede evitar gastar miles de dólares en moldes que ya no están en uso; se beneficiará de la posibilidad de cambiar el diseño en cualquier momento. Como todos sabemos, el procesamiento de plástico es un proceso de fabricación más flexible.

Vale la pena señalar que, en algunos casos, estos dos procesos se pueden utilizar en serie. Si la aplicación de la pieza incluye un componente de stock, el componente también debe proporcionar funciones adicionales o alternativas (como puede ser el caso de la opción de automóvil mejorada), una técnica para minimizar el costo del molde es procesar el molde de referencia y producir como tanta base como sea posible Las piezas se vuelven a trabajar para incluir funciones adicionales. La reelaboración de moldes existentes es más rentable que la creación de moldes nuevos, y los insertos de moldeo se pueden usar fácilmente para modificar el diseño de la pieza según sea necesario.

Como puede ver, la decisión entre el mecanizado y el moldeo por inyección no es fácil. Si necesita ciertas ventajas en términos de tolerancias, precio y características de diseño, es posible que deba considerar una operación de dos pasos, donde la característica principal de la pieza es el moldeo por inyección, y completar la opción de mecanizado secundario para realizar el paso final. Esta es una técnica común que combina las ventajas de los dos procesos.