Herramienta de moldeo por inyección es uno de los aspectos más significativos de la fabricación actual de una amplia gama de piezas de plástico. Además, tiene diversas aplicaciones en el mercado. Estos productos pueden ir desde piezas de automóvil hasta utensilios domésticos, etc. Este artículo le ayudará a realizar un análisis más detallado de las herramientas de moldeo por inyección. Nos centraremos en las distintas categorías, las que existen actualmente en el mercado y los principales fabricantes.

¿Qué es el utillaje de moldeo por inyección?

Herramientas de moldeo por inyección puede definirse como el equipo y las herramientas que se utilizan en el proceso de moldeo por inyección. Así, puede ayudar a dar forma de plástico fundido a piezas acabadas. Además, este proceso es muy importante en la producción en masa de artículos de plástico complejos, y ofrece una gran precisión y eficacia. Puede incluir el moldeo del plástico utilizando una variedad de diseños de componentes. Además, la configuración del utillaje de moldeo por inyección consta de una base de molde, su núcleo, canales de refrigeración y una placa de cavidades. Así, toda esta configuración garantiza que el plástico fundido se moldeará con precisión, se enfriará y se expulsará del molde.

¿Cómo se fabrican las herramientas de moldeo por inyección? Un proceso completo

He aquí un proceso adecuado y detallado de cómo se forman las herramientas de moldeo por inyección.

1. Fase de diseño

●       Diseño conceptual: Comienza cuando los ingenieros y diseñadores realizan el diseño conceptual del molde de acuerdo con las especificaciones del producto. Estas especificaciones pueden ser la geometría de la pieza, los medios de flujo o los medios de enfriamiento.

●       Modelado CAD: A continuación, el La herramienta CAD se emplea para construir un modelo 3D preciso del molde que hay que fabricar. Los componentes principales son la disposición de los componentes, el diseño, la inyección y el sistema de refrigeración.

●       Revisión del diseño: Una vez hecho y revisado, se comprueba de nuevo para garantizar que cumple los requisitos funcionales y de fabricación. Así, puede consistir en una predicción de cómo fluye el metal dentro de un molde, cómo se enfría el molde o dónde y cómo se expulsan las piezas.

2. Creación de prototipos

En este caso, el molde prototipo suele fabricarse con un material menos costoso, el aluminio. Este molde prototipo se utiliza generalmente para probar el diseño y confirmar la funcionalidad del molde. Así, este paso suele ayudar a identificar posibles problemas y a realizar ajustes antes de la producción final.

 3. Fabricación de herramientas

●       Selección de materiales: Una vez finalizado el diseño y sus especificaciones, el siguiente paso es seleccionar el material de utillaje adecuado. Así, los materiales habituales pueden ser acero para herramientas (como P20, H13), acero inoxidable o aluminio. Su selección depende de factores como el volumen de producción, la complejidad de la pieza y consideraciones de coste.

●       Mecanizado: A continuación, se utilizan procesos de mecanizado CNC para cortar y dar forma a los componentes moldeados a partir del material seleccionado. Estos procesos suelen ser fresado, taladrado y rectificado de precisión. Así, pueden conseguir las dimensiones y acabados superficiales requeridos.

●       Tratamiento térmico: Después de eso, Algunos materiales para herramientas pasan por procesos de tratamiento térmico, es decir, endurecimiento y revenido. Ayudan a optimizar sus propiedades mecánicas, como la dureza y la tenacidad.

4. Montaje

●       Base del molde: Justo después de la fabricación, se ensamblan la base del molde, la cavidad y otros componentes. Así pues, incluye principalmente insertos de montaje, guías y cualquier mecanismo necesario para llevar a cabo los procesos de expulsión y refrigeración de las piezas.

●       Ajuste y alineación:  Aquí, los componentes se ajustan y alinean cuidadosamente. Así, pueden ayudar a realizar operaciones precisas durante el moldeo por inyección.

5. Tratamiento de superficies

Aquí, las superficies críticas del molde, es decir, la cavidad y el núcleo, pasan por procesos de acabado superficial. Así, pueden obtener la suavidad y textura requeridas. Esto puede incluir procesos de pulido, EDM (mecanizado por descarga eléctrica) o texturizado. Todos ellos ayudan a conferir características superficiales específicas a las piezas moldeadas.

6. Pruebas y validación

●       Pruebas: Una vez que el molde está completamente preparado, experimenta las pruebas de funcionamiento. Éstas se realizan utilizando la máquina de moldeo por inyección y el material objetivo en condiciones de producción. Así, esta fase prueba la funcionalidad del molde, la calidad de la pieza y el rendimiento.

●       Ajustes: Si hay algún problema con el moho o la superficie, es necesario Se pueden realizar ajustes en los sistemas de refrigeración, inyección o expulsión. Así, pueden ayudar a optimizar la calidad de las piezas y los tiempos de ciclo.

Tipos de herramientas de moldeo por inyección

Veamos los distintos tipos de herramientas de moldeo por inyección disponibles.

1. Moldes de cavidad única

Los moldes de cavidad única pueden formar una pieza a la vez en un solo disparo. Estos moldes se utilizan cuando hay una producción de tiradas cortas o cuando es necesario producir piezas de prototipado. Debido a su estructura básica, los moldes de cavidad única son comparativamente más baratos y fáciles de construir que los moldes multicavidad. Aun así, funcionan lentamente porque crean la pieza una sola vez, en un solo ciclo. Suelen utilizarse cuando se necesita una tolerancia ajustada o cuando la pieza puede tener una designación difícil de crear en un molde de varias cavidades.

2. Moldes multicavidad

Los moldes multicavidad tienen múltiples cavidades dentro del mismo molde que proporcionan varias piezas idénticas en cada ciclo de inyección. Esto ayuda a aumentar la eficacia de la producción y hace que los moldes multicavidad sean adecuados para la fabricación de grandes volúmenes. Además, estos moldes son más complejos y caros de fabricar y diseñar que los de una sola cavidad. Sin embargo, ayudan a aumentar la producción y a reducir los costes por pieza. Por tanto, pueden justificar la inversión inicial cuando se trata de escenarios de producción en masa.

3. Moldes familiares

Los moldes familiares crean varias cavidades que producen diversas piezas al mismo tiempo en un solo ciclo. Esto significa que cada cavidad del molde forma una pieza, lo que puede ser ideal para entornos de ensamblaje en los que suelen necesitarse numerosas piezas a la vez. Los moldes familiares suelen utilizarse para moldear piezas pertenecientes a un grupo específico. Porque permiten el moldeo simultáneo de los miembros de este grupo, lo que reduce el tiempo. Sin embargo, deben estar muy bien diseñados en cuanto al tiempo de llenado y enfriamiento de todas las cavidades del molde. Esta condición puede hacer que sean más difíciles de producir y mantener que los moldes de una o varias cavidades.

4. Moldes de dos disparos

Los moldes de dos disparos o moldes multimaterial o multicolor, permiten moldear dos materiales o colores diferentes en un solo ciclo. Esta técnica es la mejor para muchos casos, como los engranajes que requieren la incorporación de varios colores o materiales. Así, se pueden conseguir piezas con asas o zonas de varios colores. El proceso implica dos ciclos de inyección separados: primero se inyecta el material y luego se enfría parcialmente. En segundo lugar, se inyecta el material por encima o alrededor del primer material. El método de moldeo de dos disparos permite mejorar la función y el aspecto de las piezas. Sin embargo, este proceso exige equipos exclusivos y diseños precisos de los moldes.

5. Moldes de canal caliente

Estos moldes utilizan un sistema de calentamiento para poder mantener el plástico en estado fundido mientras fluye por el sistema de canalización hasta las cavidades del molde. Este enfoque de copiado en caliente disminuye la magnitud de los desechos de plástico, puesto que ya no hay patines que desprender y reciclar. Los sistemas de canal caliente pueden reducir los tiempos de ciclo y mejorar la calidad de la pieza, ya que ayudan a mantener la continuidad del plástico fundido, mejorando así las garantías de un acabado superficial deficiente. Los sistemas de canal frío son más fáciles de diseñar que los moldes de canal caliente, pero estos últimos son relativamente caros tanto en diseño como en fabricación y también en mantenimiento.

6. Moldes de canal frío

Los moldes de canal frío tienen canales por los que fluye el plástico fundido antes de entrar en las cavidades. En cambio, en los sistemas de canal frío, los bloques de canal se solidifican con la pieza y deben desmoldearse y reciclarse o eliminarse con frecuencia. Estos moldes suelen ser más fáciles y baratos que los de canal caliente. Por lo tanto, son adecuados para un uso generalizado. Sin embargo, producen más chatarra y la duración del ciclo puede ser mayor debido a la necesidad de volver a fundir y manipular los patines solidificados.

Diferentes parámetros y valores clave asociados al utillaje de moldeo por inyección

He aquí algunos parámetros y valores clave que suelen asociarse a utillaje de moldeo por inyección.

¿Cuáles son las ventajas de las herramientas de moldeo por inyección?

●       Alta eficacia: No obstante, cabe señalar que una vez diseñados y construidos los moldes, el proceso de inyección del material en el molde es muy eficaz y permite crear muchas piezas en poco tiempo.

●       Coherencia y precisión: El moldeo por inyección también da lugar a un desmoldeo preciso y uniforme, proporcionando así tolerancias similares para la gran tirada de la misma pieza.

●       Geometrías complejas: El proceso permite a los diseñadores crear diseños polifacéticos y elaborados en las piezas. Algo que no sería posible con otras técnicas.

●       Moldes, Variedad: Tanto los polímeros termoplásticos como los termoestables, así como los elastómeros, se prefieren como la mayoría de los materiales. Porque presentan flexibilidad en su selección.

●       Bajos residuos: Hoy en día, el moldeo por inyección es respetuoso con el medio ambiente, principalmente gracias a los sistemas de canal caliente. Además, no permite el desperdicio de material.

●       Resistencia y durabilidad: Permite incorporar los rellenos en el material inyectado para mejorar la fuerza y la resistencia de las piezas.

●       Automatización: El moldeo por inyección puede implicar un alto nivel de automatización; esto tiende a repercutir en la reducción de los gastos de mano de obra, así como en el aumento de la productividad.

¿Cuáles son las desventajas del utillaje de moldeo por inyección?

He aquí algunos inconvenientes y limitaciones del utillaje de moldeo por inyección.

●       Alto coste inicial de utillaje: La creación y el desarrollo de moldes implican muchos costes, ya que los diseños pueden ser complejos, lo que a menudo conlleva costes muy elevados.

●       Largos plazos de entrega: Desde el diseño hasta la producción, puede pasar mucho tiempo; a decir verdad, es mucho tiempo cuando se trata de proyectos con calendarios ajustados.

●       Limitaciones de diseño: El cambio de moldes es costoso y, a veces, requiere la adquisición de moldes nuevos. 

●       Máquina; tiene limitaciones: No es posible utilizar todos los materiales cuando se trata del moldeo por inyección, lo que reduce el tipo de material a utilizar.

●       Limitaciones del tamaño de las piezas: La producción está limitada por el tamaño del molde y de la máquina; es difícil para piezas grandes.

●       Mantenimiento del complejo: Por otro lado, los moldes necesitan un mantenimiento periódico para garantizar su productividad y durabilidad.

●       Retos del control de calidad: Puede ser difícil de mantener, sobre todo con las numerosas tiradas de producción en los mercados mundiales actuales. 

●       Impacto medioambiental: Como proceso de fabricación, el moldeo por inyección puede producir plásticos y, por tanto, generar residuos plásticos, lo que requiere medidas de eliminación de residuos. 

Conclusión

En conclusión, las herramientas de moldeo por inyección ocupan un lugar muy importante en la fabricación moderna. Proporcionan versatilidad y eficacia en la producción de piezas de plástico. Por lo tanto, es muy importante conocer los distintos tipos de herramientas y los factores que intervienen en la elección del fabricante adecuado. Además de esto, la calidad y la precisión, la atención al cliente, el coste y el plazo de entrega son también consideraciones muy importantes a la hora de seleccionar un fabricante. Además, este campo del moldeo por inyección evoluciona continuamente y consigue un rendimiento y una sostenibilidad óptimos en las operaciones de fabricación.

Preguntas frecuentes

Q1. ¿Cuánto tiempo se tarda en fabricar utillaje de moldeo por inyección?

El plazo de entrega es el tiempo necesario para fabricar el producto. Puede llevar de unas semanas a varios meses, según la complejidad del diseño. Además, puede variar con el tiempo.

Q2. ¿Qué factores deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un fabricante de utillaje?

Este factor puede ser la experiencia, la calidad, el servicio al cliente, el precio, el tiempo y la capacidad de procesar determinados materiales. Además, también hay que tener en cuenta las piezas intrincadas.

Q3. ¿Cuáles son los problemas habituales en el utillaje de moldeo por inyección?

Entre estos problemas figuran los defectos de las piezas, es decir, alabeos o marcas de hundimiento, las variaciones de calidad y la exigencia de la localización de un control estricto de los factores de inyección.