¿Por qué los moldes de plástico son caros?

Actualizar:23-04-2019
Resumen:

Los moldes de inyección de plástico son caros porque so […]

Los moldes de inyección de plástico son caros porque son sistemas mecánicos muy complejos. Requiere: ingeniería y diseño, materiales especiales, maquinaria y personal altamente calificado para fabricarlos, ensamblarlos y probarlos.

El proceso de moldeo por inyección es uno donde el material plástico fundido es forzado en una cavidad del molde a alta presión. El proceso de moldeo por inyección es capaz de producir rápidamente grandes cantidades de piezas con una precisión muy alta. Se alcanzan rutinariamente tolerancias de unas pocas milésimas de pulgada. Con la combinación correcta de material, diseño de piezas y construcción de moldes, se pueden lograr tolerancias de hasta milésimas de pulgada para características pequeñas.

La resistencia relativamente baja del aluminio que lo hace más rápido para fabricar moldes también limita su vida útil. Los moldes de aluminio suelen estar diseñados para producir desde unos pocos miles hasta unos cientos de miles de piezas con características relativamente simples.

Acero para herramientas pre-endurecido para producción moderada, moldes más complejos.

Los moldes de acero para herramientas pre-endurecidos son mucho más resistentes y duraderos, y aún así son lo suficientemente suaves para ser trabajados por procesos de mecanizado convencionales, como el fresado y el torneado. Los moldes de acero para herramientas pre-endurecidos generalmente están diseñados para producir de cien mil a quinientas mil piezas, y pueden tener una amplia gama de características como diapositivas y formas más complejas que podrían romperse en un molde de aluminio.

Acero endurecido para moldes de alta producción y larga vida.

Los moldes de acero para herramientas endurecidos son los más duraderos y caros, ya que en parte a través de la fabricación, sus componentes se tratan térmicamente para lograr una dureza mayor que la que se puede mecanizar. A partir de ese momento, la fabricación debe continuar utilizando los procesos de rectificado y EDM.

Los moldes de acero endurecido están destinados a producir un millón o más de piezas. Su dureza les permite resistir el desgaste de su propia operación y la abrasión del material plástico, especialmente los materiales reforzados con fibra de vidrio. La construcción híbrida es muy común, cuando las piezas de acero se usan en un molde de aluminio para agregar resistencia a una característica delgada, o las piezas de un molde de acero se endurecen para evitar el desgaste en una característica de molde giratorio o deslizante.

Moldes:

Los moldes de cavidad única ofrecen los costos de herramental más bajos y la precisión más alta en la penalización de los costos unitarios más altos. Los moldes de cavidades múltiples se utilizan para aumentar la capacidad y reducir los costos unitarios.

Los moldes familiares, los moldes de cavidades múltiples con diferentes elementos juntos, ofrecen el menor costo de molde y el bajo costo unitario. Sin embargo, presentan otros problemas de igualar las condiciones del proceso para cada parte y equilibrar el suministro cuando varía la mezcla o el rendimiento del producto en una etapa de fabricación posterior.

Ingeniería y Diseño:

El diseño de los moldes de inyección comienza con una revisión de las especificaciones de las piezas, que incluye: Estética: color, claridad, alto brillo, mate, textura especial, etc. Material: resistencia, tenacidad, dureza, resistencia química y ambiental Interacción con las partes de acoplamiento: ajustes y tolerancias Objetivos de demanda y costo unitario.

A partir de este proceso de revisión, el concepto de diseño de molde evoluciona y las decisiones se toman como resultado de una especificación de molde:

Moldes de una sola cavidad o familia múltiple El grado del molde: aluminio, acero para herramientas pre-endurecido o acero para herramientas endurecido Consideraciones sobre el flujo de materiales Líneas de separación y compuertas Acabado: alto brillo, texturas, texto y gráficos incrustados, etc. Exactitud y tolerancias Pasajes de enfriamiento Sistema de expulsión Corredores o diseño de sistema sin corredor

El siguiente paso es el diseño real del molde. Los diseñadores altamente calificados que utilizan programas informáticos muy complejos y costosos realizan esto. Las tareas de diseño incluyen:

Modelado de los productos y componentes del molde en 3D. Análisis de flujo de molde Diseño y cálculo de la trayectoria de la herramienta CNC Lista de adquisición de materiales de molde

Al principio del proceso de diseño, los materiales y los componentes se ordenan para que la fabricación pueda comenzar lo antes posible.

Fabricación:

Una vez finalizado el diseño comienza la fabricación. La fabricación de moldes implica muchos pasos, la mayoría de los cuales son trabajos muy exigentes que requieren fabricantes de moldes altamente calificados. Un error puede arruinar o ocasionar gastos de reparación importantes a una pieza de trabajo que haya sufrido una serie de pasos de fabricación durante varias semanas.

Para ahorrar costos, los componentes comunes del molde se compran a los proveedores. Con frecuencia, se requieren servicios externos de los subcontratistas, que utilizan equipos especializados como el afilado de hilos, etc.

Cuando se hayan completado todas las piezas, el siguiente paso es ajustar, ensamblar y probar el molde. Todos los componentes del molde deben encajar de manera precisa para lograr un resultado estético en el producto y para que el molde no se desgaste ni se rompa rápidamente. El molde debe ser estanco a los fluidos para contener el plástico fundido. Sin embargo, al mismo tiempo, el molde debe tener características de ventilación agregadas para permitir que el aire se escape. El comportamiento del material plástico cuando se moldea se ha anticipado, sin embargo, puede haber alguna variación en el resultado real. El molde debe probarse para asegurarse de que los productos son correctos y que el molde está funcionando correctamente.