Introduction

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación aditiva que puede utilizarse para producir en serie piezas pequeñas y medianas. Los gránulos de plástico calentados se inyectan a presión en un molde metálico y se enfrían para formar el producto deseado. El moldeo por inyección se utiliza a menudo para producir piezas de plástico en grandes cantidades y es probablemente el método más utilizado para fabricar plásticos.

En este artículo se analizan las ventajas y desventajas de las estructuras reticulares para la impresión 3D.

Ventajas del moldeo por inyección

El moldeo por inyección es un popular proceso de fabricación que produce piezas inyectando un material en un molde. Los materiales más comunes son los polímeros termoplásticos o termoestables. El molde suele ser de acero o aluminio. Los gránulos de plástico se introducen en una cámara donde el material se calienta y se licua. El material licuado se inyecta en los moldes y se deja fraguar y endurecer para dar la forma del producto. El moldeo por inyección puede utilizarse para producir en serie formas complejas con buenas tolerancias de material. Con los materiales termoplásticos, las piezas defectuosas, canales, bebederos y otros residuos suelen reciclarse como material "refundido". El granulado de plástico fresco puede combinarse con granulado de plástico reciclado en determinados porcentajes, que suelen determinarse mediante el control de calidad.

El comité podrá estar compuesto por

 
  • Corredor
  • Portal
  • Eje
  • Flash - Desbordamiento del material que sale del molde.
 

Existen dos grandes categorías de plásticos: Los termoestables y los termoplásticos :

  • Materiales termoestables - Estos materiales son un tipo de polímero que se reticula con otros materiales para formar un material sólido, no maleable. Tras el curado, los materiales termoestables no pueden volver a moldearse ni calentarse sin descomponerse. Algunos ejemplos de materiales termoestables son los epoxis, los poliuretanos, las resinas fenólicas y las siliconas. Los materiales termoestables suelen utilizarse en aplicaciones que requieren gran resistencia y estabilidad. Los termoestables se utilizan a menudo en aplicaciones que requieren un material fuerte y duradero que pueda soportar altas temperaturas y tenga una buena resistencia química. Ejemplos de materiales termoestables son el epoxi, las resinas fenólicas, el poliéster y el éster vinílico.
  • Materiales termoplásticos - Estos materiales poliméricos pueden fundirse varias veces durante el proceso de moldeo por inyección y transformarse en nuevos productos. El material sobrante y las piezas defectuosas pueden triturarse en partículas diminutas, refundirse y convertirse en nuevos productos varias veces. Los materiales suelen ser ligeros, duraderos y tienen una amplia gama de aplicaciones. Entre ellas, bienes de consumo, envases, piezas de automóvil y artículos médicos.

Entre las muchas ventajas del moldeo por inyección se encuentran :

  1. Producción en masa/bajo coste por pieza - La capacidad de fabricar productos en masa de forma consistente es la mayor ventaja del moldeo por inyección. El coste de fabricación por pieza es bajo una vez pagados los gastos de capital. Este proceso es bastante deseable, ya que los precios de los productos tienden a bajar drásticamente a medida que aumenta el número de piezas producidas.
  2. Bajos índices de desechos: el proceso de moldeo por inyección produce unos índices de desechos relativamente bajos en comparación con los procesos de fabricación convencionales.
  3. Consistencia del producto - El moldeo por inyección es conocido por su repetibilidad y consistencia, lo que lo hace ideal para la producción en serie.
  4. Proceso eficiente - Este proceso es rápido, consistente y tiene tiempos de ciclo cortos. Los moldes multicavidad aumentan aún más la velocidad del ciclo de producción.
  5. Selección de materiales - La industria de la fundición dispone de una amplia gama de materiales. Además, los plásticos, el caucho y la silicona están disponibles como materiales.
  6. Precisión dimensional: las piezas pueden fabricarse con tolerancias muy ajustadas. No son infrecuentes las tolerancias dimensionales de +/- 0,005".
  7. Poco o ningún postprocesamiento - Normalmente sólo se requiere un postprocesamiento mínimo.

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación ampliamente utilizado que puede producir piezas para una gran variedad de industrias, entre las que se incluyen las siguientes :

  • Transporte (incluidos los sectores de automoción y aeroespacial): los fabricantes de piezas moldeadas por inyección suministran una gran variedad de piezas, como tapones de depósito de combustible, pomos e interruptores, asas, pastillas de freno y paneles de carrocería.
  • Alimentación y bebidas - Los productos de alimentación y bebidas deben cumplir estrictas normas de la Food and Drug Administration (FDA). Con la ayuda del moldeo por inyección, las empresas de alimentación y bebidas pueden cumplir estas normas fabricando productos con materiales y plásticos aptos para uso alimentario.
  • Productos farmacéuticos - El moldeo por inyección se utiliza para fabricar una gran variedad de productos farmacéuticos, como jeringuillas, botellas, inhaladores, cierres, kits de diagnóstico y mucho más. Estas piezas también cumplen las normas industriales y gubernamentales de composición de materiales, esterilización, uniformidad y calidad. 
  • Medicina - El moldeo por inyección suministra un gran volumen de productos médicos, como instrumentos médicos, implantes, prótesis, kits de pruebas diagnósticas, envases de equipos, productos preoperatorios, piezas de estetoscopio, componentes de rayos X y herramientas de investigación médica. Estos productos están sujetos a las mismas normas estrictas que los medicamentos, los alimentos y las bebidas.
  • Bienes de consumo - Hay una plétora de artículos moldeados por inyección en plástico para bienes de consumo. Entre ellos se incluyen artículos para el hogar, carcasas de aparatos electrónicos, componentes, juguetes, piezas de automóvil, artículos de ocio, herramientas de jardinería, carcasas de herramientas eléctricas, accesorios para ordenadores y teléfonos, instrumentos musicales, etc.
  • Telecomunicaciones: incluye adaptadores, conectores, bridas, soportes de antena y otros cables de comunicación y datos.
  • Construcción - Las molduras en la construcción incluyen accesorios de desagüe y sanitarios, marcos de puertas y ventanas, tejas, revestimientos, herrajes, otros elementos arquitectónicos, componentes de aislamiento, cajas de conexiones eléctricas y otros componentes.

Desventajas del moldeo por inyección

Aunque el moldeo por inyección tiene muchas ventajas, como cualquier producto fabricado en serie, también presenta algunos inconvenientes. Éstas se enumeran a continuación:

  1. Alto coste de herramientas y equipos - El coste de las máquinas de moldeo por inyección es elevado. Estas máquinas cuestan varios cientos de miles de dólares. Las herramientas para la producción industrial pueden costar entre 25.000 y 50.000 dólares. A menudo se utilizan herramientas prototipo para desarrollar una herramienta cara.
  2. Proceso de desarrollo de moldes - Los plazos de entrega de moldes pueden ser de hasta 12 semanas para moldes complejos que producen piezas precisas. El desarrollo de moldes suele requerir cambios en el molde. La colocación de puertas, eyectores, etc. son aspectos esenciales para un buen desarrollo del producto.
  3. Diseño de productos - El proceso de diseño puede ser complicado y a menudo se necesitan prototipos para minimizar costes. Hay que evitar los grandes rebajes, que suelen aumentar los costes del proyecto. Para expulsar las piezas del molde es necesario contar con radios y socavados adecuados. Hay que controlar el grosor de las paredes.
  4. Contracción del material - La contracción se debe a una combinación de factores entre los que se incluyen el tipo de material plástico utilizado, el tamaño y la forma del molde, el grosor de la pared del molde, la velocidad de enfriamiento del material plástico y las condiciones de moldeo. Estas variables deben ajustarse para optimizar el proceso de producción.
  5. Riesgo de errores de producción - Si el molde no se diseña correctamente o no se fijan los parámetros del proceso, pueden producirse errores que se acumulan rápidamente si no se controlan adecuadamente durante el montaje y la producción.
  6. Limitaciones para piezas grandes - Existen limitaciones de tamaño para las máquinas de moldeo por inyección y los moldes.
  7. Los lotes pequeños son caros - El proceso de moldeo está diseñado para producir grandes volúmenes con el fin de optimizar los costes. Los lotes pequeños dificultan la absorción de los costes asociados a la puesta a punto.
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