Molde de inyección de aluminio VS molde de inyección de acero VS molde impreso en 3D

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Publicado el 18 de enero de 2020 | Por Candy, Gerente de Proyectos de Sendot Technology

Como su proveedor de producción creativa, nos comprometemos a fabricar moldes de inyección de plástico y piezas moldeadas rentables para cada cliente. Además, mejoramos continuamente nuestros procesos de molde de aluminio para brindarle una experiencia de alto valor.

Alrededor del 80 % de las piezas de plástico se fabrican mediante moldeo por inyección de plástico. Durante mucho tiempo, se consideró que el moldeo por inyección era únicamente un proceso de producción en masa. Con la innovación de las técnicas industriales, el moldeo por inyección rápido no es la única forma de desarrollar moldes. Los centros de mecanizado CNC han reducido considerablemente el tiempo de mecanizado de moldes. Los sistemas CAD/CAM/CAE han reducido los tiempos de diseño y verificación. Además, se han creado nuevas variedades de moldes. El molde de inyección de aluminio y el molde impreso en 3D compiten con el molde de acero endurecido por el mercado de fabricación. Pero, ¿cuál es la diferencia entre ellos? ¿Qué molde podrá hacer que su producto sea más eficiente?

Naturalmente, querrá que su prototipo se fabrique más rápido, a un precio más económico y que se vea lo mejor posible. Comparemos los moldes de inyección de aluminio, de acero e impresos en 3D y determinemos cuál es más útil en cada situación.

1. Tiempo de entrega

El tiempo de entrega es el intervalo entre el inicio del desarrollo del molde y el momento en que está listo para producir piezas. Los métodos de diseño y los cálculos para los tres tipos de moldes son prácticamente diferentes, pero es en la etapa de fabricación donde ocurren los cambios significativos.

Los moldes de inyección de aluminio se fabrican a partir de bloques de aluminio mediante mecanizado CNC y operaciones de acabado. En algunos casos se requiere mecanizado por descarga eléctrica (EDM) adicional  cuando las cavidades deben tener esquinas afiladas inalcanzables mediante fresado. En general, el procesamiento es principalmente mecánico, no se necesita procesamiento térmico y casi no se requiere herramental especializado. Una cavidad de aluminio promedio se fabrica en 10-15 días.

Los moldes de acero se fabrican de manera similar, pero con algunas diferencias. Primero, el material es mucho más duro y tarda mucho más en mecanizarse, desgasta las herramientas de corte y requiere herramental especializado. Segundo, se necesitan una serie de operaciones de procesamiento térmico para aumentar la vida útil del molde. Todo eso lleva tiempo. Como resultado, los moldes de inyección de acero tardan  de 2 a 5 meses en completarse.

Los moldes impresos en 3D se crean mediante procesos de fabricación aditiva por sinterización de metal. Se sinteriza una gran cantidad de polvo metálico fino capa por capa para formar la cavidad de un molde de inyección. La principal ventaja de este proceso es que prácticamente no necesita preparación de fabricación ni herramental alguno. El tiempo promedio para crear un molde de este tipo es de solo 2-3 días.

2. Robustez

La robustez es básicamente la cantidad de piezas que un molde puede producir antes de desgastarse demasiado. Un parámetro importante a considerar si está fabricando un lote de productos.

Los moldes de inyección de acero se endurecen mediante tratamiento térmico y están diseñados específicamente para durar. Tienen una cantidad mínima de uniones y están hechos del acero más duradero. Por eso duran millones de piezas.

El herramental de aluminio está hecho de un material más blando; sin embargo, algunas aleaciones de aluminio tienen una resistencia excepcional. Esto hace que los moldes resistan hasta 5.000 piezas en un lote. El promedio es de 100-2.000 piezas.

Los moldes impresos en 3D son los peores cuando consideramos su robustez. La cavidad sinterizada tiene muchos problemas. Es porosa y no tan resistente como la fabricada a partir de bloques sólidos. Actualmente, la cavidad impresa en 3D puede resistir de 50 a 200 piezas en un lote.

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3. Tiempo de fabricación

Cuando un producto debe fabricarse como lote, el tiempo de fabricación por pieza se convierte en un factor importante. Por tiempo de fabricación me refiero al periodo entre la inyección del polímero líquido y la expulsión de la pieza final. Este factor varía según el material del molde, la presión de inyección y la temperatura.

Los moldes de acero pueden resistir la mayor presión y temperatura de inyección, por lo que el proceso de fabricación puede tardar apenas 5-10 segundos.

Los moldes de inyección de aluminio no son tan resistentes, por lo que la presión y la temperatura para ellos son un 20-30 % más bajas que para el moldeo con acero. El tiempo de fabricación es de 44-70 segundos, lo cual es considerable cuando empezamos a hablar de miles de piezas.

Los moldes impresos en 3D se comportan aún peor bajo alta temperatura y presión. Por lo tanto, son los que más tiempo tardan en fabricar una pieza, concretamente 150-250 segundos.

4. Precisión de la pieza y acabado superficial

La calidad de la pieza es uno de los factores más importantes. Al fin y al cabo, esta pieza servirá como elemento de un mecanismo mayor y puede presentarse a futuros inversores. La pieza debe verse profesional.

La precisión del molde de inyección de acero y de aluminio es similar y depende únicamente de las capacidades de mecanizado y pulido. La precisión del molde impreso en 3D, sin embargo, está determinada por los procesos de fabricación aditiva. La AM implica la fusión y el enfriamiento del material, y la distorsión por calor reduce considerablemente la precisión. Las tecnologías modernas pueden producir cavidades de acero y aluminio con una tolerancia de hasta IT6 y moldes impresos en 3D con una tolerancia de hasta IT9.

5. Flexibilidad

La flexibilidad es importante para los prototipos de preproducción, cuando apenas está probando cómo se verá y funcionará su producto final. Una vez hecho el prototipo inicial con algunos materiales, querrá probar los materiales que eligió inicialmente para el producto y querrá poner a prueba el programa de fabricación. La mayoría de las veces encontrará algunos problemas que le harán modificar su diseño. Por ejemplo, durante las pruebas de funcionamiento se detectó algún defecto o el proceso de inyección dio lugar a una pieza porosa. Ahí es cuando quiere cambiar el diseño y, con él, el molde. Los distintos materiales de molde tienen diferente flexibilidad.

Los moldes de acero se endurecen mediante tratamiento térmico. Normalmente se hace después de que se hayan mecanizado todas las piezas esenciales y solo queda una pequeña capa de material por rectificar. Si necesita modificar algunas características, puede resultar difícil porque la dureza de la cavidad es muy alta.

Los moldes de aluminio están hechos de un material más blando y su cavidad a menudo se fabrica como una pieza separada instalada en la base del molde. Por eso es mucho más fácil retirar la cavidad y realizar ajustes.

Los moldes impresos en 3D son difíciles de modificar porque implicaría mecanizar una parte de la cavidad y el acabado superficial no sería uniforme, ya que el mecanizado proporcionará un mejor acabado superficial. Es más fácil volver a fabricar el molde por completo, lo que no llevará demasiado tiempo pero acarreará costos adicionales que no son deseables en la creación de prototipos y las pruebas de lotes de preproducción.

Fabricación personalizada de moldes de aluminio

En Sendot Technology tenemos más de 20 años de experiencia en la construcción de moldes de aluminio, ofreciendo servicios integrales desde el prototipo hasta la producción. Como su proveedor de moldes certificado ISO 9001: 2005, nos comprometemos a la fabricación de moldes de inyección de plástico y piezas moldeadas rentables, y seguimos mejorando los procesos de herramental para ofrecer costos más bajos y piezas de alta calidad a nuestros clientes. Al trabajar con nosotros, haremos que sus proyectos sean un gran éxito de principio a fin.