Moldes de plástico impresos en 3D frente a herramientas de aluminio convencionales

La impresión 3D industrial tiene un impacto abrumador en diferentes industrias desde diversas perspectivas. La rápida disponibilidad de prototipos rápidos, piezas con diseños generalmente no fabricables o costosos, y los avances de materiales también se han hecho posibles con la impresión 3D industrial. Aparte de eso, la impresión 3D industrial también se está utilizando para la fabricación de moldes de inyección de plástico. Sin embargo, no es adecuado; ¿Por qué? Lo explicaremos aquí en este artículo.

Los proponentes afirman que el uso de la impresión 3D industrial para fabricar moldes de plástico ahorra el 90% del tiempo, reduce el costo en un 70% y facilita las aplicaciones con cargas ligeras. Pero sigue siendo esencial comprender las desventajas de fabricar moldes de plástico con máquinas de impresión 3D industriales en comparación con los moldes de aluminio mecanizados convencionalmente. Entonces, aquí están las razones por las cuales la fabricación de moldes de plástico mediante impresión 3D no se considera una buena opción:

1. Calidad del molde

Cuando se fabrica un molde de plástico con una impresora 3D, es posible que la calidad del molde no sea impresionante. La impresora 3D industrial usa capas para formar un molde completo, exhibiendo un efecto de escalón en la pared o superficie en ángulo. Al mismo tiempo, es seguro que los moldes se taladrarán o escariarán para los agujeros y se roscarán o fresarán para las características roscadas. Estas operaciones secundarias añaden tiempo al molde. Sin embargo, la calidad del molde no debe verse comprometida.

2. Tamaño del molde

El volumen permitido del molde con una impresora 3D industrial es de alrededor de diez pulgadas cúbicas, cerca del tamaño de una toronja. Indiscutiblemente, las máquinas de aditivos modernas tienen mejor capacidad y capacidad para formar moldes. Sin embargo, estas máquinas avanzadas están muy por detrás de los equipos de electroerosión y los centros de mecanizado. La razón es que pueden fabricar convenientemente moldes de hasta 59 pulgadas cúbicas, que es aproximadamente seis veces más grande que la capacidad de una impresora 3D industrial.

3. Exposición a calor excesivo

Los moldes utilizados en el moldeo por inyección deben soportar un calor excesivo para permitir que el material fluya adecuadamente. Por lo general, la temperatura de los moldes de acero y aluminio se mantiene en torno a los 260 ° C, especialmente cuando se preparan plásticos de alta temperatura. Por el contrario, es imposible alcanzar una temperatura tan alta para los moldes de estereolitografía y métodos de impresión 3D similares. Es porque estos procesos involucran resinas fotorreactivas curadas con luz ultravioleta. Estos moldes de plástico se rompen instantáneamente cuando se exponen a tanto calor durante un período prolongado.

Los moldes de plástico impresos en 3D se vuelven ineficaces antes de completar sus 100 disparos de material plástico blando como estireno y polietileno. Pero los policarbonatos rellenos de vidrio y otros termoplásticos resistentes pueden mostrar cierta resistencia. Posteriormente, podemos decir que los moldes de plástico compuestos por impresión 3D industrial no son aptos para afrontar el calor en el proceso de moldeo por inyección.

4. Comparación de costos

El costo siempre ha sido un punto de discusión con respecto a la preferencia de la fabricación convencional de moldes de aluminio o la fabricación con una impresora 3D industrial. Por lo general, los moldes de plástico industriales impresos en 3D se consideran más económicos, lo cual es una percepción errónea. Por ejemplo, la fabricación de moldes de plástico con una impresora 3D cuesta 1000 dólares. Tocará la cifra de 20.000 dólares si se fabrica utilizando un método convencional de fabricación de moldes de aluminio.

¿Pero vale la pena? Eso sí, no es porque el molde que compone la impresora 3D no ofrezca sus servicios más de 50 a 100 veces. El inversor necesitaría otro molde para mantener la velocidad de producción. Entonces, el inversionista deberá incurrir en una inversión de $ 1000 más. Si bien es importante saber aquí que la estimación del costo del molde impreso en 3D puede no incluir el costo de la mano de obra.

Por otro lado, el molde de aluminio producido con métodos convencionales puede costarle $ 15,000. Aún así, esta inversión es suficiente para cubrir producción-consumo durante un tiempo considerable, ya que dichos moldes pueden soportar 10.000 ciclos de producción. Asimismo, con la fabricación convencional de moldes de aluminio, los inversores tienen una mejor capacidad para elegir opciones de personalización.

5. Diseño del molde

En medio de otras complejidades, el diseño del molde es de gran importancia, que a menudo queda comprometido con las impresoras 3D. No obstante, los moldes compuestos por los procesos de fabricación de moldes convencionales ofrecen una comodidad colosal al agregar una característica técnica al diseño del molde. Comúnmente, los moldes hechos de impresoras 3D consumen material plástico, que es reacio a lograr los siguientes objetivos para el molde, y los moldes de aluminio preparados convencionalmente poseen fácilmente estas capacidades. Algunas de las instancias notables se dan a continuación:

  • La ubicación exacta y la cantidad de pines expulsores son más difíciles de lograr con las impresoras 3D.
  • Los ángulos de tiro deben expandirse a 5 grados o más, superando extraordinariamente el de la mayoría de las necesidades de herramientas de aluminio.
  • Deben evitarse las puertas y los túneles en el caso de moldes de plástico impresos en 3D.
  • Para herramientas de plástico, las compuertas de abanico, bebedero y lengüeta deben aumentar tres veces su tamaño original.
  • El flujo de polímero a través del molde de plástico impreso en 3D debe situarse de manera similar a las líneas de impresión en 3D para evitar que se pegue y mejore el llenado a presiones de inyección reducidas.

En consecuencia, el diseño simple de moldes de plástico puede funcionar con la impresora 3D. Sin embargo, los moldes de diseño complejos están lejos del dominio de estos impresores.

Posibles ventajas de la fabricación de moldes con una impresora 3D industrial

De la mano, a pesar de ser un fracaso para producciones de gran volumen, los moldes de plástico compuestos por impresoras 3D aún tienen algunas ventajas. Estas ventajas incluyen:

  • Si se requiere una pequeña cantidad de moldes elementales con un gran ángulo de dibujo, una impresora 3D industrial es perfecta para hacer el molde de plástico.
  • Si su equipo de herramientas y matrices está seguro de que pueden glorificar todas las características necesarias en el molde y está familiarizado con las reglas de diseño del molde, puede continuar. De lo contrario, podría perder su tiempo y dinero.
  • Suponga que tiene suficientes recursos, mano de obra y máquinas para procesar / ensamblar el molde de plástico. En ese caso, puede trabajar en él, pero es posible que no siga siendo económico.