Cómo evitar errores costosos en el moldeo por inyección

Geoff Giordano | 11 de agosto de 2022

Para reducir los costos asociados con el moldeo por inyección, es fundamental priorizar la moldeabilidad de la pieza durante la fase de diseño. Optimizar la moldeabilidad desde el principio puede ahorrar miles de dólares.

El grosor de la pared es la consideración más importante en el diseño para la moldeabilidad, según un experto en procesos, seguido de cerca por la optimización de la expulsión del molde.

Para evitar paredes demasiado gruesas o demasiado delgadas, lo ideal es diseñar un grosor de pared entre 0,040 y 0,140 pulgadas (1,0 a 3,5 mm), según el ingeniero de moldeo por inyección Jack Rulander de Protolabs en Maple Plain, MN. La compañía ofrece una variedad de experiencia en fabricación digital.

"Los diseños que son demasiado gruesos serán propensos a huecos/hundimiento/encogimiento alto, lo que a menudo conduce a la deformación", aconsejó Rulander. "Una pared demasiado delgada, y será propenso a la vacilación, donde el flujo de fusión se ralentiza o se detiene a lo largo de un camino particular. Esto conduce a grietas, líneas de unión débiles, tiros cortos y más".

Para lograr una eyección óptima de la pieza, continuó, los ingenieros deben agregar al menos un grado de inclinación para garantizar que los pasadores y las cuchillas expulsoras saquen las piezas del molde con facilidad. La elección del material juega un papel clave en la cantidad de tiro que se necesita, porque "los semicristalinos a menudo tienen una contracción alta, mientras que los materiales amorfos generalmente tienen una contracción baja. La textura y el acabado de la superficie también juegan un papel. Para la eyección de piezas, las socavaduras y las características internas pueden presentar problemas y puede necesitar ser rediseñado para permitir un moldeado exitoso".

La apariencia final de la pieza es otra consideración para el diseño de piezas y procesos, señaló Rulander. "Las piezas moldeadas por inyección también quedan con vestigios de compuertas y líneas testigo de las superficies de separación/cierre. Las compuertas con lengüeta, que son las más comunes, ofrecen mucha flexibilidad para la colocación, pero también pueden dejar un vestigio más grande en comparación con otras opciones. piezas, es importante encontrar la ubicación ideal donde esa marca sea menos evidente. Cuando se trata de piezas funcionales, estas mismas marcas o destellos (exceso de plástico) en las superficies de separación/cierre pueden afectar el sellado".

Optimizar la forma, el ajuste y la función del molde en la etapa de creación de prototipos es una tarea ideal para la rápida flexibilidad de diseño de la impresión 3D, que permite a los diseñadores evaluar múltiples iteraciones de piezas antes de invertir en moldes costosos para una producción de alto volumen y bajo costo.

Sin embargo, advirtió Rulander, "tener en cuenta el juego final durante la etapa de creación de prototipos es vital, porque lo que funciona bien en una pieza impresa en 3D puede no traducirse en moldeo por inyección. Trate de diseñar teniendo en cuenta el moldeo por inyección durante la fase de creación de prototipos para que puede hacer una transición rápida para moldear cantidades más grandes en lugar de volver a la mesa de dibujo".

Para evitar errores costosos, Rulander ofreció estos consejos:

Durante la pandemia, Protolabs fue un socio asesor clave en la creación del Aura Ventilator de Aura Project, un salvavidas de bajo costo destinado a ser utilizado por organizaciones sin fines de lucro, organizaciones no gubernamentales y pequeños hospitales para ayudar a las comunidades desatendidas.

Protolabs proporcionó servicios de impresión 3D Multi Jet Fusion al pequeño equipo de desarrolladores de Aura para sortear los obstáculos reglamentarios de la FDA durante la fase de creación de prototipos, explicó Rulander.

"Mientras trabajaba con piezas impresas en 3D, el equipo de Aura utilizó la plataforma de cotización digital de Protolabs para recibir cotizaciones rápidas y análisis DFM en menos de una hora para piezas moldeadas por inyección", señaló. "La capacidad de ejecutar repetidamente cotizaciones precisas para piezas de IM al mismo tiempo ayudó al equipo a determinar si cada cambio de diseño en el prototipo impreso en 3D valdría la inversión al final cuando cambiaron a IM para piezas de producción".

Con un diseño óptimo refinado a través de una evaluación inicial rigurosa, Aura hizo la transición a la producción de moldeo por inyección a 500 unidades por mes, "lo que equivale a unas 6000 piezas por mes de Protolabs", según Rulander.

Puede leer el estudio de caso completo de Protolabs/Aura aquí.

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