Preguntas que deberías conocer sobre el moldeado por inyección rápida

El Moldeo por Inyección es una de las formas más comunes de fabricar su producto en producción. El primer paso es elegir una opción de herramienta que funcione para su proyecto. Aquí hay 8 preguntas de clientes reales que ayudarán a facilitar la elección de su Herramienta de Moldeo por Inyección.

A. Costo de herramientas de molde por inyección

Cuando se trata de moldeo por inyección, la herramienta misma es la parte más cara, pero ¿qué factores contribuyen a todo el costo?

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Moldeo por Inyección Rápida (RIM):

Este método utiliza moldes simplificados de cavidad única que a menudo están hechos de aluminio o resina epoxi. Estos moldes son más rápidos y baratos de crear en comparación con sus contrapartes de producción, ofreciendo plazos de entrega más rápidos y costos iniciales más bajos.

• Materiales: Aluminio, epoxy, acero niquelado (para mayor durabilidad)
• Tiempo de entrega: 2-4 semanas para diseños simples, más tiempo para geometrías complejas
• Limitaciones: Tamaño de parte y complejidad limitados, menor durabilidad y repetibilidad en comparación con los moldes de producción, posible desviación dimensional con respecto a la pieza final
• Aplicaciones: Pruebas funcionales, validación de diseño, series de producción de bajo volumen

Moldeo por Inserción de Prototipos (PIM):

El PIM utiliza inserts hechos de materiales como aluminio o cobre berilio, integrados en una base de molde de producción estándar. Esto ofrece tiempos de entrega más rápidos que los moldes de producción completa, mientras entrega una calidad más cercana al producto final.

• Materiales: Aluminio, cobre berilio (para mayor resistencia al calor), acero (para geometrías complejas)
• Tiempo de entrega: 4-6 semanas para diseños simples, más tiempo para características intrincadas
• Limitaciones: Puede ser más caro que RIM, limitado a configuraciones de base de molde, todavía podría no ser un replica de la pieza de producción final
• Aplicaciones: Pruebas funcionales, verificación de diseño, ejecuciones de producción piloto, validación previa a la producción

Impresión 3D para Patrones de Moldeo por Inyección:

El enfoque de prototipo rápido mediante impresión 3D utiliza patrones impresos en 3D para crear moldes de arena para fundición de moldes metálicos. Ofrece una forma relativamente rápida y asequible de producir moldes de prototipo, especialmente para geometrías más simples.

• Materiales: Materiales de impresión 3D como ABS, resinas SLA, nylon SLS (para mejor resistencia al calor)
• Tiempo de entrega: 1-2 semanas para diseños simples, más tiempo para geometrías complejas
• Limitaciones: Opciones de material limitadas, menor resistencia mecánica y resistencia al calor en comparación con moldes metálicos, no ideal para geometrías complejas o piezas de alta precisión
• Aplicaciones: Verificación inicial de diseño, pruebas tempranas, prototipos de bajo volumen con formas simples

En muchos casos, pasar directamente de la impresión 3D a herramientas de acero dura tiene sentido cuando se considera el tiempo de entrega total del proyecto. Una excepción común son los diseños de productos que dependen de suposiciones técnicas que solo pueden validarse al obtener piezas en el polímero adecuado que salen de un molde.

Lee más: Hemos creado una guía de prototipado de herramientas rápidas que discute otras opciones para herramientas rápidas.

El aluminio rara vez tiene sentido si un molde se fabrica en China (lo cubriremos más adelante). El acero es el material de molde más común, pero elegir el material adecuado de acero para el molde de inyección es similar a seleccionar la fundación de un edificio: dictará la durabilidad, rendimiento y, en última instancia, calidad de tus piezas. Como ingenieros, entendemos la naturaleza crítica de esta decisión.

Profundicemos en los tres tipos más comunes de acero duro y acero preendurecido utilizados en el moldeo por inyección:

Acero Duro:

1. / / H13: Este trío ofrece una opción robusta. Después de la temple, alcanzan una dureza de Rockwell C de 49-53 HRC, lo que los hace adecuados para moldes de endurecimiento ordinario. Su versatilidad permite diversas aplicaciones en varios proyectos.

ESR: Este acero lleva el rendimiento del grupo anterior un paso más allá. Tiene el mismo rango de dureza (49-53 HRC) después del endurecimiento, pero sobresale en aplicaciones que requieren tanto durabilidad como un acabado altamente pulido.

S136 / S136SUP / : No te dejes engañar por la referencia "acero acero" - en realidad, estos son aceros inoxidables de alto rendimiento. Su fortaleza reside en la resistencia a la corrosión, lo que los hace ideales para moldes procesando materiales como POM y PVC, que pueden ser corrosivos para aceros estándares. Además, también mantienen su integridad a la hora de lograr un acabado pulido.

Vida útil: Las herramientas de molde hechas de aceros duros como 1.#, # y # suelen durar entre 300K y 500K disparos, pero pueden alcanzar 1 millón si la estructura del molde es simple.

Acero Preendurecido:

S50C / S55C: Estos aceros ofrecen una opción económica para bases de moldes, proporcionando la resistencia adecuada y maquinabilidad. Sin embargo, su dureza inferior limita su idoneidad para aplicaciones de alto desgaste.

718 / 718H: Conocidos por su dureza y capacidad para lograr un buen acabado superficial con técnicas de pulido estándar, el 718 y 718H son elecciones populares para cavidades de moldes e inserts. Sus propiedades versátiles los convierten en una opción para diversas aplicaciones.

738 / 738H: Ofreciendo una rigidez superior en comparación con los grados 718, el 738 y 738H sobresalen en aplicaciones de núcleos e inserts. Aunque sus capacidades de pulido son consideradas "ordinarias," su rigidez a menudo supera esta limitación en aplicaciones específicas.

Una Nota sobre P20: Es importante aclarar la percepción del acero P20 en China. Si bien técnicamente abarca una serie que podría incluir materiales como 718 o 738, el término "P20" en China a menudo se refiere a un acero de menor grado con propiedades potencialmente menos deseables en comparación con la serie 718/738.

NAK80 / XPM: El campeón de los aceros preendurecidos, NAK80 cuenta con una dureza de 37-43 HRC. Esto, junto con sus excelentes capacidades de pulido, lo convierte en la elección preferida para moldes que requieren partes de alta precisión de materiales como PC, PA+GF y PC+GF.

Recuerda, este es solo un punto de partida. Seleccionar el grado de acero óptimo requiere una consideración cuidadosa de factores como la complejidad de las piezas, tipo de plástico, volumen de producción y presupuesto. Consultar con fabricantes de moldes experimentados y proveedores de materiales es crucial para asegurarte de que tomes la mejor decisión para tu proyecto específico.

Vida útil: Para materiales preendurecidos, la vida del molde suele ser entre 100K y 300K disparos.
En particular:

• 278#; 718#; p20#: 100k-200K;
• NAK80; XPM: 200-300K

Mira estos videos sobre cómo probar las propiedades del acero que podrían ayudarte a seleccionar los tipos que necesitas.

Cuando hablamos de tonelaje o el término 'tonelada' en el proceso de moldeo por inyección, significa la capacidad de la máquina de prensa de moldeo por inyección con respecto a la fuerza de sujeción que puede ejercer. No tiene nada que ver con el peso de la máquina.

Así que, si encuentras una declaración como "este molde requiere una máquina de 120 toneladas," significa esencialmente que el molde necesita una prensa capaz de ejercer una fuerza de sujeción mínima de 120 toneladas (toneladas métricas, específicamente) para mantener las mitades del molde cerradas de forma segura durante el proceso de moldeo por inyección. Esta fuerza asegura:

• Cierre adecuado del molde: Previene que el plástico fundido se Filtre por causa de que no se cierra correctamente (conocido como flash).
• Precisión dimensional: Mantiene la forma de la cavidad del molde para la formación precisa de partes.
• Piezas de alta calidad: Minimiza la deformación y otros defectos causados por una fuerza de sujeción insuficiente.

Es importante entender que la capacidad de la máquina de moldeo por inyección no es el único factor a considerar al elegir una prensa de moldeo por inyección de plástico. Aquí hay algunos parámetros clave adicionales:

• Tamaño del disparo: El volumen de plástico fundido que la máquina puede inyectar en el molde. Esto debe ser compatible con el tamaño de la pieza y la selección de materiales.
• Presión de inyección: La presión aplicada para forzar el plástico fundido dentro de la cavidad del molde.
• Recorrido de sujeción: La distancia máxima que las mitades del molde pueden recorrer durante la apertura y cierre. El tamaño de las piezas inyectadas debe ser removido entre las dos mitades del molde cuando esté abierto.
• Tamaño de la placa: Las dimensiones de las placas móviles y estacionarias que sostienen el molde.

También te puede interesar leer: ¿Cómo comprobar la primera producción de un nuevo molde de inyección de plástico?

El atractivo de la velocidad y la asequibilidad a menudo conduce a la pregunta sobre las herramientas blandas, particularmente los moldes de aluminio. Si bien este enfoque podría parecer atractivo a primera vista, vamos a profundizar para entender por qué, en muchos casos, los moldes de acero duro siguen siendo la opción preferida para el proceso promedio de moldeo por inyección de plástico:

Consideraciones de costo en China

En China, la diferencia de costo entre moldes de acero duro y de aluminio suele ser sorprendentemente mínima. Esto elimina la ventaja de costo inicial que el aluminio podría parecer ofrecer en otros lugares.

Proceso Automatizado

Las modernas instalaciones de moldeo por inyección usan ampliamente la automatización. Aunque mecanizar acero duro toma un poco más de tiempo debido a su dureza inherente, la diferencia se mide típicamente en días, no en semanas. Esta ventaja de automatización disminuye significativamente el argumento de ahorro de tiempo para las herramientas blandas.

Durabilidad y Eficiencia de Producción

Los moldes de aluminio, por naturaleza, son menos duraderos que sus contrapartes de acero duro. Esto se traduce en vidas útiles más cortas, más reemplazos frecuentes y, en última instancia, costos totales más altos, especialmente para series de producción de alto volumen. Los moldes de acero duro proporcionan ciclos significativamente más altos, maximizando la eficiencia de producción y minimizando el tiempo de inactividad por cambios de molde.

Calidad de la Pieza y Precisión

Las herramientas blandas pueden luchar por mantener el mismo nivel de precisión dimensional y acabado superficial que los moldes de acero duro durante un uso prolongado. Esto puede llevar a problemas de calidad de la pieza, tasas de residuos aumentadas y la necesidad de pasos de acabado adicionales. Los moldes de acero duro aseguran una calidad constante de las piezas a lo largo de su vida útil, minimizando el trabajo adicional y maximizando el rendimiento.

Nuestra Experiencia

Nos han abordado sobre herramientas blandas en el pasado, y después de un análisis cuidadoso, hemos llegado a la conclusión de que los moldes de acero duro ofrecen el mejor valor general. Su durabilidad, eficiencia y capacidad para entregar una calidad superior de las piezas los convierte en la inversión más inteligente a largo plazo, incluso considerando los tiempos de mecanizado ligeramente más largos.

Conclusión sobre Moldes de Aluminio

En China, la combinación de acero fácilmente disponible, prácticas de mecanizado eficientes y economías de escala a menudo reduce la brecha de costos entre moldes de acero duro y de aluminio. Cuando se considera la durabilidad superior, vida útil más larga y eficiencia de producción más alta de los moldes de acero duro, a menudo se convierten en la opción más rentable a largo plazo, incluso para las primeras producciones.

El mundo que nos rodea se forma mediante el moldeo por inyección, una tecnología que transforma conceptos en realidades tangibles. Esta guía, con suerte, ha respondido algunas de tus preguntas clave sobre el moldeo por inyección de plástico y te ha proporcionado el conocimiento para utilizar este intrincado proceso con confianza.

Hemos cubierto factores críticos como la selección de materiales, opciones de acero, sistemas de pasaje y diseño de compuertas, lo que te permite optimizar la eficiencia de producción y lograr una calidad superior de las piezas. También hemos explorado consideraciones importantes a menudo pasadas por alto, como el control de calidad y el impacto ambiental.

Pero el viaje no termina aquí. Nuestra experiencia se extiende mucho más allá de esta guía.

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