El moldeo por inyección es el proceso más popular del mundo para la fabricación de piezas de plástico. Mediante el uso de moldes metálicos duraderos, el moldeo por inyección permite crear cientos de miles de unidades en poco tiempo.
Y el moldeo no es caro. Al menos, inyectar una dosis de material en un molde no lo es: el proceso es rapidísimo y los gránulos son una forma económica de plástico. Pero los moldes en sí mismos... son Son caros, ya que la mayoría están fabricados con metales de primera calidad y mediante mecanizado manual o CNC.
Para prototipos y fabricación de series cortas, un molde profesional puede estar muy por encima del presupuesto de una empresa. E incluso los moldes de aluminio más asequibles, fabricados por herramientas rápidas — siguen siendo demasiado caros para algunos proyectos.
Una forma de fabricar piezas moldeadas por inyección a muy bajo costo es simplemente imprimir los moldes en 3D. Estos moldes de plástico no durarán mucho tiempo y, desde luego, no se pueden usar para la producción en masa, pero funcionan bien para prototipos rápidos.
Este artículo analiza cómo y por qué se podría utilizar la impresión 3D para fabricar moldes de plástico para moldeo por inyección.
¿Por qué utilizar la impresión 3D para fabricar moldes?
La impresión 3D no se utiliza ampliamente como herramienta para la fabricación de moldes. En cambio, se usa con mayor frecuencia para la creación rápida de prototipos y la producción de lotes pequeños de piezas personalizadas.
Sin embargo, cuando se trata de moldear piezas por inyección con un presupuesto ajustado, la impresión 3D ofrece varias posibilidades. La fabricación aditiva es muy económica, con costos de configuración mínimos, y puede utilizarse para crear un artículo único, como un molde.
Los moldes impresos en 3D son mucho menos sólidos y duraderos que incluso los moldes de metal mecanizados más endebles, pero son suficientemente buenos para ciertos prototipos fabricados con ciertos materiales.
En la gran mayoría de los casos, 3ERP recomienda: Mecanizado CNC para la creación de moldes de moldeo por inyección.
¿Qué industrias utilizan la impresión 3D para la fabricación de moldes?
Algunos sectores utilizan la impresión 3D con bastante regularidad para la fabricación de moldes, aunque no con frecuencia para el moldeo por inyección.
Los joyeros, por ejemplo, suelen utilizar impresoras 3D de estereolitografía (SLA) para ayudar en el proceso de fundición a la cera perdida. Después de imprimir en 3D un modelo de una pieza de joyeríaEl joyero puede usar el modelo como patrón positivo para crear un molde. El modelo impreso en 3D se puede quemar, dejando solo el molde, que a su vez se puede usar para fabricar la joya de metal.
El dental La industria utiliza impresoras 3D de forma similar. Los profesionales dentales ahora pueden generar un modelo 3D de los dientes de un paciente y, posteriormente, crear un modelo inverso de esos dientes mediante una impresora 3D. Este modelo impreso puede funcionar como molde y utilizarse para fabricar alineadores y retenedores dentales personalizados con materiales blandos y médicamente seguros.
¿Qué tipo de impresora 3D es la mejor para fabricar moldes?
Las impresoras 3D FDM —las impresoras 3D de escritorio más comunes— no son especialmente adecuadas para fabricar moldes. Esto se debe a que las piezas impresas con FDM suelen tener una superficie rugosa con líneas de capa.
Las mejores tecnologías de fabricación aditiva para la fabricación de moldes incluyen: chorro de material impresión 3D y Estereolitografía Impresión 3D.
Ambas tecnologías ofrecen un alto nivel de detalle y precisión, así como un buen acabado superficial que facilita un flujo uniforme del material durante el proceso de inyección.
Materiales imprimibles en 3D para moldes
Se puede utilizar una variedad de plásticos imprimibles en 3D para fabricar moldes para moldeo por inyección. Sin embargo, el material debe tener una resistencia suficientemente alta. resistencia a la temperatura para mantener su forma incluso mientras se le inyecta plástico fundido.
Cuanto mayor sea la temperatura de fusión del plástico inyectado, mayor deberá ser la temperatura de deflexión térmica del molde.
Para la inyección de material, un material de fabricación de moldes ampliamente utilizado es ABS digital Stratasys, que tiene una temperatura de deflexión térmica de hasta 95 °C. Stratasys dice que el material es “ideal para la creación rápida de prototipos”. encajar Piezas para uso a altas o bajas temperaturas, diseños funcionales con versatilidad y flexibilidad multimateriales, moldes, herramientas de fabricación, piezas eléctricas y mucho más.”
Para SLA, un material común para la fabricación de moldes es Resina de alta temperatura FormlabsFormlabs afirma: “Tanto las resinas transparentes como las de alta temperatura se pueden usar para imprimir moldes funcionales pequeños, y la resina de alta temperatura ofrece compatibilidad con un rango más amplio de temperaturas de fusión del termoplástico… La rigidez relativamente alta de la resina de alta temperatura significa que el molde no se deformará al retirar la pieza”.
Diseño de un molde impreso en 3D
Al diseñar un molde impreso en 3D, es importante tener en cuenta dos cosas: si el diseño se imprimirá correctamente y si el molde impreso funcionará adecuadamente cuando se inyecte plástico fundido en él.
Para un molde bien impreso:
- Mantenga las estructuras de soporte en el exterior del molde, lejos de la cavidad del mismo. Esto garantiza que las imperfecciones causadas por la eliminación de los soportes no aparezcan en las piezas moldeadas.
- Imprime con la máxima resolución y la menor altura de capa posible para reducir el efecto escalonado en las formas curvas.
- Incorpora orificios de ventilación para reducir las posibilidades de que quede aire atrapado y se formen burbujas.
Para un moldeado eficaz:
- Mantenga paredes delgadas con un espesor uniforme en toda su extensión.
- Añada ángulos de desmoldeo para facilitar la expulsión de la pieza.
- Incorpora radios; sin bordes ni esquinas afiladas.
Para obtener más consejos de diseño, lea nuestra Consejos de diseño para la impresión 3D por estereolitografía. Luego lee nuestra guía sobre Diseño de piezas para moldeo por inyección..
¿Enmarcado o sin enmarcar?
Una buena manera de prolongar la vida útil de un molde impreso en 3D es utilizar un marco de aluminioEl molde impreso se coloca dentro del marco metálico, que protege el molde de plástico, más frágil, de la presión y el calor producidos por la boquilla de la máquina de moldeo por inyección.
Gracias a que el molde se ajusta perfectamente al marco de aluminio, queda protegido contra la deformación tras repetidas inyecciones. Además, el marco incorpora un canal que conecta la boquilla de moldeo por inyección con el bebedero del molde impreso, eliminando la necesidad de contacto directo entre la boquilla y el molde.
Los marcos de aluminio son mucho más duraderos que los moldes impresos en 3D que se colocan en su interior. Esto significa que los fabricantes pueden usar un solo marco de aluminio para varios moldes diferentes, que a su vez pueden utilizarse para producir múltiples unidades moldeadas.
Es posible utilizar un molde impreso sin marco, pero esto requiere más material de impresión 3D y hace que los moldes sean más propensos a deformarse.
Metodos alternativos
El moldeo por inyección con moldes impresos en 3D puede ser una buena opción para las empresas que tengan acceso a una impresora 3D SLA o de inyección de material.
Sin embargo, también se pueden lograr pequeñas series de piezas de plástico moldeado con fundición al vacíoLa fundición al vacío utiliza moldes de silicona económicos para fabricar rápidamente prototipos de plástico. Al igual que los moldes impresos en 3D, los moldes de silicona tienen una vida útil corta.
La fundición al vacío puede ser preferible, ya que produce piezas moldeadas con un acabado superficial extremadamente liso.
3ERP es un proveedor experimentado de servicios de fabricación como impresión 3D, moldeo por inyección, mecanizado CNC y fundición al vacío. Contáctenos para obtener más información. presupuesto gratuito.
