Moldes de Inyección con Tecnología PolyJet

La fabricación de piezas mediante moldeado por inyección es una técnica empleada por múltiples industrias para obtener piezas en cantidades masivas, a bajo coste por unidad, y en un corto espacio de tiempo.

Esta tecnica requiere hacer uso de moldes metálicos que presentan ciertas innegables ventajas:

1. Aguantan ciclos de producción muy elevados.
2. Se enfrían rápidamente.
3. Permiten reproducir pequeños detalles con absoluta fidelidad.
4. El material inyectado no se pega a ellos

pero cuya fabricación presenta asimismo ciertas innegables desventajas:

1. Puede requerir semanas o meses en función de su complejidad y tamaño.
2. El coste, proporcional asimismo a su complejidad y tamaño, se mide en miles cuando no en decenas de miles de euros.
3. Existe siempre el riesgo de que el diseño contenga errores que pasen inadvertidos en la pantalla y sean advertidos cuando el molde está fabricado; en tales casos el tiempo y dinero se pierden irremediablemente.
4. Su coste resulta inviable para la fabricación de series cortas

Para compensar tales desventajas, existe la alternativa de fabricar los moldes mediante Sistemas de Producción 3D basados en tecnología PolyJet. Esta alternativa presenta ciertas interesantes ventajas:

1. Detección temprana de errores antes de encargar la fabricación del molde metálico.
2. Reducción de un 50-70% de costes respecto de la fabricación metálica tradicional.
3. Reducción de un 50-90% de tiempos respecto de la fabricación metálica tradicional.
4. Testeo de piezas finales, fabricadas en material final, en condiciones reales de uso final.

Sin embargo, hay que recordar que la resistencia mecánica y térmica de los moldes PolyJet no es comparable a la de los moldes metálicos, y esto reduce su uso a la producción de preseries. ¿De cuantas unidades por molde? La respuesta depende sobre todo del material a inyectar (las temperaturas de inyección no deben superar los 300 grados y las presiones sobre el molde no deberían superar las 20 toneladas) pero "a grosso modo" podríamos segmentar los materiales en cuatro gamas:

Hasta 100 ciclos por molde:

• ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)
• PE (Polietileno)
• PP (Polipropileno)
• PS (Poliestireno)
• TPEs (Termoplásticos Elastómeros)

Hasta 80 ciclos por molde:

• PC-ABS (Policarbonato con mezcla de ABS)
• PA (Poliamida)
• POM (Polioximetileno)
• PP+G (PP con carga de Vidrio)

Hasta 40 ciclos por molde:

• PC (Policarbonato)
• POM+G (POM con carga de Vidrio)

Hasta 10 ciclos por molde:

• PA+G (PA con carga de Vidrio
• PC+G (PC con carga de Vidrio)
• PPO (Polióxido de Fenileno)
• PPS (Polisulfuro de Fenileno)

Moldes de Extrusión/Soplado con Tecnología PolyJet

El moldeo por extrusión/soplado es una tecnología especialmente utilizada para obtener en muy poco tiempo botellas de plástico o cualesquiera otros tipos de envases herméticos para el almacenamiento de líquidos. Esencialmente, está basada en la inyección de aire caliente en el interior de una ampolla de plástico alojada en un molde; La acción combinada del calor y la presión provocan una expansión del plástico, hasta amoldarse completamente a la cavidad que lo alberga. El resultado final es una pieza hueca de paredes muy finas.

Los moldes se fabrican por métodos convencionales, utilizando para ello procesos basados en CNC (Computer Numerical Control) o EDM (Electrical Discharge Machining). Estos procesos requieren una elevada inversión de tiempo y dinero, especialmente cuando es necesario realizar cambios en el diseño del producto final.

En orden a reducir los costes y tiempos asociados a la obtención de los moldes, existe la posibilidad de fabricarlos mediante Impresión 3D, utilizando para ello sistemas de producción basados en tecnología PolyJet.

Gracias a esta tecnología, es posible obtener moldes aptos para la fabricación de prototipos o pequeñas tiradas de envases fabricados en HDPE, LDPE, PE, PET o PP, de una manera mucho más económica, fácil y rápida que mediante las tecnologías de fabricación tradicional.

En lo que respecta a datos concretos de beneficios directos, las empresas que han optado por esta alternativa han reportado una reducción media del 85-95% tiempos y del 75-95% en costes, respecto al método de fabricación tradicional.

En lo que respecta a los materiales PolyJet aptos para fabricar los moldes, hoy por hoy existen estas tres posibilidades:

Digital ABS (RGD5160)

FullCure 720 (FC720)

Familia Vero (VeroBlack, VeroBlue, VeroClear, VeroCyan VeroGray, VeroMagenta, VeroYellow, VeroWhite)

De estas tres posibilidades, la más recomendable es Digital ABS ya que sus propiedades mecánicas y térmicas permiten obtener moldes más resistentes y ciclos de producción más reducidos.