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

Jack mentira Experto en mecanizado CNC

Especializados en fresado CNC, torneado CNC, impresión 3D, fundición de uretano, herramientas rápidas, moldeo por inyección, fundición de metales,


La impresión 3D industrial tiene un impacto abrumador en diferentes industrias desde diversas perspectivas. La rápida disponibilidad de prototipos rápidos, piezas con diseños costosos o que generalmente no se pueden fabricar, y los avances de materiales también se han vuelto 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? Te lo explicamos aquí en este artículo.

Los defensores afirman que el uso de la impresión 3D industrial para fabricar moldes de plástico ahorra 90% del tiempo, reduce el costo en 70% y facilita las aplicaciones con cargas ligeras. Pero aún es esencial comprender las desventajas de fabricar moldes de plástico utilizando máquinas de impresión 3D industriales en comparación con los moldes de aluminio mecanizados de forma convencional. Por lo tanto, estas son las razones por las que 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, la calidad del molde puede no ser impresionante. La impresora 3D industrial utiliza capas para formar un molde completo, exhibiendo un efecto de escalera en la pared o superficie en ángulo. Al mismo tiempo, es seguro que los moldes se perforarán o escariarán para agujeros y se roscarán o fresarán para características roscadas. Estas operaciones secundarias se suman en el tiempo al molde. Sin embargo, la calidad del molde no debe verse comprometida.

2. Tamaño del molde

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

3. Exposición al 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 a 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 por luz ultravioleta. Estos moldes de plástico se descomponen 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 el estireno y el polietileno. Pero los policarbonatos rellenos de vidrio y otros termoplásticos resistentes pueden mostrar cierta resistencia. En consecuencia, podemos decir que los moldes de plástico fabricados con impresión 3D industrial no son aptos para enfrentar el calor en el proceso de moldeo por inyección.

4. Comparación de Costos

El coste siempre ha sido un punto de discusión entre preferir la fabricación convencional de moldes de aluminio o la fabricación mediante una impresora 3D industrial. Por lo general, los moldes de plástico industriales impresos en 3D se consideran de menor costo, lo cual es una percepción errónea. Por ejemplo, la fabricación de moldes de plástico con una impresora 3D cuesta $1000. Alcanzará la cifra de $20,000 si se fabrica utilizando un método convencional de fabricación de moldes de aluminio.

¿Pero vale la pena? Por supuesto, no es porque el molde formado por 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 tendrá que 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 podría costarle $15,000. Aún así, esta inversión es suficiente para cubrir la producción-consumo durante un tiempo considerable, ya que tales 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

Entre otras complejidades, el diseño del molde es de gran importancia, que a menudo se ve comprometido con las impresoras 3D. No obstante, los moldes compuestos por los procesos convencionales de fabricación de moldes ofrecen una comodidad colosal al agregar una característica técnica de este tipo al diseño del molde. Por lo general, los moldes fabricados con impresoras 3D consumen material plástico, que es reacio a lograr los siguientes objetivos para el molde, y los moldes de aluminio preparados de forma convencional poseen fácilmente estas capacidades. Algunos de los casos notables se dan a continuación:

  • La ubicación exacta y la cantidad de pines eyectores son más difíciles de lograr con las impresoras 3D.
  • Los ángulos de inclinación deben expandirse a 5 grados o más, superando extraordinariamente las necesidades de la mayoría de las herramientas de aluminio.
  • Deben evitarse las compuertas 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 ubicarse de manera similar a las líneas de impresión 3D para evitar que se pegue y mejorar 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 complejo están lejos del dominio de estas impresoras.

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

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

  • Si se requiere una cantidad baja de moldes elementales con un gran ángulo de desmoldeo, 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 ello, pero puede que no siga siendo económico.