Producción de bajo volumen usando moldes por inyección, fundición y termo formado

Combinar el desarrollo de moldes con la impresión 3D de escritorio permite a los ingenieros y diseñadores crecer el arsenal de materiales que pueden usar y llevar las capacidades de sus impresoras 3D más allá del prototipado hacia el reino de la producción.

Formlabs

 

Fabricar moldes permite producciones pequeñas de 150 a 600 piezas o hacer pruebas de los diseños de moldes antes de llevarlos a los costosos herramentales. La manufactura de moldes es usada en industrias como la de diseño de productos, emprendedores, profesores, para corridas de lotes cortos, prototipar moldes complejos, probar producción de plásticos para piezas finales y en general para ayudar en cualquier situación donde es necesario crear varias copias de una pieza de forma sencilla y económica. Imprimir en 3D piezas para suplir el proceso de moldeado tiende a ser más rápido y económico que mediante el fresado CNC y más sencillo que trabajar con moldes de silicón.

Los moldes impresos en 3D normalmente son más económicos y sencillos de utilizar que los maquinados en CNC o hechos de silicón para fabricar cantidades pequeñas de piezas

 

En este post, hablaremos de 3 técnicas para fabricar moldes que son fácilmente remplazadas por la impresión 3D: Moldeo por Inyección, fundición y termoformado. Para mayor información de estas técnicas y la guía de diseño para fabricación de moldes e impresión 3D puedes ver este webinar de Formlabs.

 

Moldeo por inyección


El moldeo por inyección fue inventado en 1872 por John Wesley Hyatt y originalmente se usaba de forma parecida a una aguja hipodérmica.  La máquina de moldeo por inyección moderna fue completada en 1956 con la invención del tornillo de vaivén.

 

En el proceso de moldeo por inyección moderno un tornillo de vaivén conduce los pellets polímeros a través de un sistema de alimentación hacia un cilindro calentado. Conforme los pellets se acercan al área caliente se comienzan a derretir y son empujados dentro de la cavidad del molde donde la presión es aplicada. Después la pieza formada se enfría dentro del molde para finalmente extraerla y utilizar nuevamente el molde.

Una carcasa de una USB creada utilizando moldeo por inyección directamente en un molde impreso en 3D con Formlabs Hight Tem Resin

 

 

Los polímeros usados en el moldeo por inyección son relativamente económicos y pueden ser usados para lograr gran cantidad de propiedades, por lo que es popular para crear empaques y productos de consumo (algo interesante: Legos, que requieren ser fuertes y precisos son piezas fabricadas por moldes de inyección).

 

Los moldes pueden ser impresos en 3D directamente en varios materiales como Formlabs Standard Resin o High Tem Resin. La prueba de nuestro documento guía para moldeo por inyección fue hecho usando la máquina de inyección Galomb Model-B100 que cuesta alrededor de los $3500 USD.

 

Fundición


La fundición es una técnica popular en muchas industrias, la joyería en particular. Puede ser usada para piezas pequeñas y grandes en una gran variedad de metales. Originada hace más de 5000 años, la fundición permite al creador trabajar con gran variedad de materiales y es una de más sencillas para generar piezas metálicas.

 

En la fundición un molde hueco es creado a partir de una pieza maestra, que puede ser esculpida a mano o impresa en 3D (como pueden ver en nuestro video tutorial de BJB Enterprises como hacer moldes de silicón con la Form 2). La pieza maestra es inmersa en un material para fundición como arena, barro, concreto, resina epoxica, yeso o silicón. El material para fundición se endurece, y metal o plástico puede ser vertido dentro del molde, y la pieza maestra puede ser retirada y quemada para crear la pieza final.

Puedes imprimir una pieza maestra detallada utilizando un material como Formlabs Castable Resin, que se quema completamente para crear un molde reusable

 

 

Termoformado y termoformado al vacío


Los procesos de termoformado y termoformado al vacío son similares al moldeo por inyección en el uso de calor y presión para crear las piezas finales de plástico. Estos métodos se originaron en la década de 1940 para producir parabrisas de los aviones sin uniones visibles y mapas en alto relieve para el ejército. Actualmente son usados comúnmente para producir envases de bajo costo donde la exactitud dimensional no es tan crítica y un grosor no uniforme es aceptable.

El envase para este rastrillo fue creado mediante termo formado al vacío

 

 

En el termoformado, se calienta una hoja de plástico que es puesta bajo presión en medio de dos mitades del molde para crear una pieza. En el termoformado al vacío, solo una mitad del molde se utiliza, ya que mediante succión se jala el plástico hacia abajo sobre el molde. La maquinaria para estos procesos es bastante económica, y es posible que sea fabricada por usted mismo.

En el diagrama, A representa la presión desde la parte de reversa de la cara del molde, B representa la presión del plástico que va tomando forma y C representa el calor para el mismo plástico

 

 

Consideraciones de diseño para impresión 3D y fabricación de moldes

 

Cuando estés modelando piezas para producirse en moldes, necesitas considerar factores como presión, desgasificación y diferencias en el enfriado y calentamiento. Ve el webinar de Formlabs  “Haciendo moldes con impresión 3D” para aprender más acerca de cómo comenzar y la guía para diseño.


Fuente: Formlabs , información sobre compra Formlabs en México en Century3D

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