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10 mejores prácticas esenciales de moldeo por inyección para piezas de alta calidad
Creado 01.13
El moldeo por inyección es una forma habitual de fabricar muchas piezas de plástico precisas. Pero la calidad de la pieza depende mucho de las decisiones iniciales de diseño y de las herramientas. Si se omiten esos pasos, se pueden obtener piezas deformadas, defectos superficiales o una producción lenta, lo que aumenta los costos. Si los ingenieros se adhieren a las prácticas recomendadas habituales de moldeo por inyección, pueden planificar piezas que sean fáciles de fabricar y duraderas.moldeo por inyecciónlas mejores prácticas, pueden planificar piezas que sean fáciles de fabricar y duraderas.
Esta guía cubre diez formas básicas para mejorar las piezas y hacer la producción más confiable.
1. Mantenga un Espesor de Pared Consistente
Mantener un espesor de pared uniforme en toda la pieza es la forma más eficaz de prevenir defectos de fabricación. Cuando las paredes varían en espesor, las secciones más gruesas tardan más en enfriarse y contraerse que las más delgadas. Este desequilibrio de temperatura crea tensión interna. El enfriamiento inconsistente provoca marcas de hundimiento en la superficie y deformación de la forma general de la pieza.
Recomendación: Mantenga el espesor de la pared entre 1.5 mm y 3.0 mm para la mayoría de los materiales. Si un diseño requiere diferentes espesores, utilice una transición gradual (una "rampa") en lugar de un escalón abrupto para permitir que el plástico fluya y se enfríe de manera más uniforme.
2. Aplique ángulos de desmoldeo suficientes
Un ángulo de desmoldeo es una ligera inclinación que se añade a las paredes verticales de una pieza. Si se omite, la pieza se adhiere a las paredes del molde al intentar retirarla. Esta fricción puede dañar el plástico o el molde.
- Ángulo de desmoldeo normal: Apunte a al menos 1° o 2° de ángulo de desmoldeo para la mayoría de las piezas.
- Material texturizado: Si su pieza tiene una superficie texturizada, aumente el ángulo de desmoldeo. Una buena regla es añadir 1° de ángulo de desmoldeo por cada 0.025 mm de profundidad de textura.
El ángulo de desmoldeo adecuado ayuda a que la pieza salga suavemente, sin marcas o sin necesidad de demasiada fuerza.
3. Diseñar nervios para evitar marcas de hundimiento
Los nervios están ahí para hacer una pieza más fuerte sin aumentar el grosor de la pared. Pero donde un nervio se une a la pared, el material se vuelve más grueso.
- Regla: Mantenga los nervios entre el 50% y el 60% del grosor de la pared principal. Esto evita que aparezcan marcas de hundimiento en el otro lado.
- Altura y Espaciado: La altura de las nervaduras no debe exceder tres veces el espesor de la pared para evitar problemas de llenado, y las nervaduras múltiples deben espaciarse para permitir un enfriamiento adecuado.
4. Use Radios para Reducir el Estrés
Las esquinas internas afiladas conducen a la concentración de estrés, lo que hace que la pieza sea más propensa a agrietarse bajo carga. También restringen el flujo de plástico fundido durante la fase de inyección.
- La Solución: Reemplace las esquinas afiladas con bordes redondeados, conocidos como radios.
- Dimensiones: Un radio interno debe ser al menos el 50% del espesor de la pared. Para el exterior, el radio debe ser la suma del radio interno y el espesor de la pared. Esto mantiene un espesor de pared constante a través de la curva.
5. Posicionar los Puntos de Inyección en las Secciones Más Gruesas
El punto de inyección es por donde el plástico fundido entra en el molde. Dónde lo coloque importa porque cambia cómo el plástico llena el molde y dónde se encuentran los flujos de plástico.
Siempre coloque el punto de inyección donde el diseño sea más grueso. De esta manera, el plástico va de zonas gruesas a finas, llenando todo antes de que se endurezca. Coloque los puntos de inyección donde no se vean después de retirar la pieza. Esto oculta cualquier marca de la extracción del punto de inyección.
6. Incorporar un Ventilación Adecuada del Molde
A medida que el plástico entra en el molde, el aire del interior debe ser expulsado. Si el aire no puede escapar, se comprime y se calienta, lo que puede quemar el plástico o impedir que el molde se llene.
- Estrategia de ventilación: Se deben colocar pequeños canales, o respiraderos, al final de las rutas de flujo.
- Tolerancia: Estos respiraderos suelen ser lo suficientemente profundos para que escape el aire, pero lo suficientemente estrechos (generalmente menos de 0.04 mm) para evitar que el plástico se filtre y cree "rebabas".
7. Gestione los socavados de manera eficiente
Los socavados son elementos como agujeros en el lateral o pestañas que impiden que una pieza salga directamente del molde. Hacen las cosas más difíciles y cuestan más, pero a veces son necesarios.
Utilice correderas para elementos en el exterior y elevadores para los socavados en el interior. Si es posible, cree un diseño que tenga un cierre. Esto significa hacer un agujero en la pieza para que el molde pueda crear la forma sin mover piezas adicionales.
8. Utilice refrigeración conformada para geometrías complejas
Por lo general, el enfriamiento significa perforar agujeros en el molde para que circule agua. Pero para piezas difíciles de fabricar, estos agujeros podrían no estar lo suficientemente cerca de algunos puntos, por lo que no se enfrían de manera uniforme.
Mejor Manera: Utilice piezas de molde metálicas fabricadas con una impresora 3D que tengan líneas de enfriamiento que sigan la forma de la pieza. Mantiene la temperatura uniforme en todas partes, lo que acelera las cosas y evita que las piezas grandes o complicadas se doblen.
9. Seleccionar Materiales Basados en Tasas de Contracción
Todos los plásticos se contraen al pasar de líquido a sólido. Pero algunos se contraen más que otros, como el polipropileno (se contrae mucho) y el policarbonato (se contrae poco).
Los fabricantes de moldes tienen que hacer el molde más grande o más pequeño según la cantidad que se contraiga el plástico. No se pueden cambiar los materiales después de fabricar un molde. Esto arruinará el tamaño de la pieza. Elija siempre su material antes de comenzar el molde.
10. Ajustar el Diseño para Acabados Superficiales
Cómo quieres que se vea la pieza afecta el diseño. Las piezas brillantes actúan de manera diferente a las rugosas cuando las sacas del molde.
Las piezas brillantes se adhieren más fácilmente al molde porque son suaves. Necesitas inclinar más los lados y usar pasadores de eyección más grandes. Las piezas rugosas necesitan más ángulo en los lados para que la textura no se estropee al sacar la pieza.
Estrategias Técnicas para la Producción a Gran Escala
En la fabricación de alto volumen, pequeños errores se amplifican a lo largo de miles de ciclos. Los moldeadores experimentados a menudo utilizan técnicas específicas para garantizar la consistencia.
Gestión de Deformaciones
En muchas piezas grandes y planas, cierto grado de deformación es inevitable debido a la naturaleza del enfriamiento del polímero. En lugar de intentar eliminarla, los ingenieros utilizan la "gestión de la deformación". Al controlar la temperatura de cada mitad del molde de forma independiente o al cambiar la ubicación de la compuerta, pueden influir en la dirección de la deformación. Esto garantiza que la pieza siga siendo funcional o encaje correctamente en su ensamblaje, incluso si no es perfectamente plana.
Dispositivos de Post-Moldeo
Para piezas con tolerancias extremadamente ajustadas, el proceso de enfriamiento dentro del molde puede no ser suficiente. En estos casos, las piezas se colocan en una "plantilla de enfriamiento" o dispositivo inmediatamente después de ser expulsadas. Esta herramienta mantiene la pieza en la forma correcta mientras termina de enfriarse a temperatura ambiente, evitando que se curve o se tuerza.
Sacando el máximo provecho de la adquisición y el aprendizaje para ingenieros
Los ingenieros a menudo consultan con expertos y grupos de la industria para mantenerse al día con los últimos estándares de diseño.
Guías de la industria: Empresas como Protolabs y Fictiv tienen útiles gráficos de diseño para la fabricación (DFM). Estos gráficos muestran aspectos como la tolerancia y el grosor de pared para muchas resinas diferentes.
Consejo de compañeros: Foros en línea, como Redditlos grupos de ingeniería, son efectivos para resolver problemas cotidianos. La gente comparte consejos sobre temas como el uso de nailon con relleno de vidrio o el diseño de roscas que no se rompan al ensamblar piezas. Un consejo popular es usar insertos roscados en lugar de simplemente moldear roscas de plástico, especialmente si planea desmontar la pieza con frecuencia.
Lista de verificación de diseño final:
- ¿Las paredes tienen el mismo grosor en todas partes?
- ¿Todas las paredes verticales tienen un ángulo de desmoldeo de al menos 1.5°?
- ¿Todas las esquinas interiores están redondeadas?
- ¿El punto de entrada del material está en la parte más gruesa?
- ¿Ha elegido el material adecuado, teniendo en cuenta la contracción?
Utilizar estos consejos puede ayudarle a evitar costosos cambios en el molde y a que su proceso de producción sea más fluido.
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