ENTREVISTA
Moldeo por inyección con moldes impresos en 3D: descargue nuestro nuevo estudio técnico
18 octubre 2021
Fabricación
Guías
El Centro Técnico Industrial Francés de Plásticos y Compuestos (IPC) llevó a cabo una investigación para evaluar la usabilidad de los moldes impresos en 3D para el moldeo por inyección de bajo volumen . Nuestro informe documenta los pasos de fabricación y las pruebas de inyección para moldes impresos en 3D con la solución de Formlabs, destacando los resultados y las mejores prácticas.
¿Por qué moldes de inyección de impresión 3D?
El moldeo por inyección es una tecnología rentable y extremadamente repetible para la producción en masa de piezas de plástico con estrechas tolerancias geométricas o dimensionales. Sin embargo, el alto costo de las herramientas de acero tradicionales hace que el moldeo por inyección sea un desafío para cantidades de piezas más pequeñas y, a menudo, puede ser una barrera para la introducción de un nuevo producto. Con los moldes de inyección impresos en 3D, los ingenieros, los fabricantes y los diseñadores de productos pueden reducir los costos, acortar los plazos de entrega y comercializar mejores productos. Los moldes de inyección impresos en 3D son una excelente opción para quienes buscan diseñar prototipos funcionales con materiales de uso final, fabricar una serie de prototipos de preproducción idénticos o incluso fabricar series personalizadas o limitadas de piezas de uso final.
Investigación de IPC, líder en plásticos y composites
IPC es el Centro Técnico Industrial cuya experiencia se dedica a la innovación de plásticos y compuestos en Francia. IPC desarrolla nuevos medios para apoyar a todas las empresas, en particular a las pequeñas y medianas empresas. El centro trabaja en estrecha colaboración con los principales actores científicos europeos, con el fin de apoyar a las empresas en cuestiones de I + D, innovación, tecnología y transferencia de habilidades, independientemente del proceso utilizado.
IPC creó tres programas de transferencia de tecnología para abordar los principales desafíos de la industria. Apoyan a las empresas proporcionando experiencia en I + D para la economía circular (DIS 30), el sector de fabricación aditiva (IMPRESORA), la industria 4.0 y para productos de alto valor añadido (HYPROD 2). Los equipos de IPC ayudan a las industrias o fabricantes a impulsar la innovación mediante la realización de estudios, el establecimiento de protocolos, la viabilidad y la transferencia de tecnología.
Recientemente, IPC llevó a cabo un proyecto de investigación para evaluar la viabilidad del moldeo por inyección con moldes impresos en 3D. En el informe, resumimos algunos de sus hallazgos, específicamente los relacionados con las impresoras 3D de Formlabs .
Detalles del estudio y geometrías comparativas
El proyecto de investigación del IPC consistió en un estudio técnico de dos años de duración, dividido en tres fases:
Comparación de tecnologías de impresión 3D : se estableció una primera clasificación a partir de los datos técnicos de varios fabricantes. Los datos térmicos y mecánicos se evaluaron respectivamente mediante la temperatura de deflexión térmica (HDT) y el módulo de Young. En cada una de las tecnologías identificadas se han fabricado cuatro tipos de benchmark que permiten resaltar propiedades críticas para seleccionar los tres materiales más prometedores. Las soluciones de impresión 3D a base de resina se seleccionaron como la mejor opción para moldes de inyección, debido a la alta resolución y la superficie lisa de las piezas.
En general, se mide un rango similar de variaciones dimensionales para todas las tecnologías de impresión 3D consideradas; entre ± 0,02 mm y ± 0,05 mm para características pequeñas y entre ± 0,05 mm y ± 0,2 mm para dimensiones más grandes. Se espera que la precisión estándar de una herramienta de metal mecanizada sea de ± 0,02 mm. Se desea esta precisión para lograr un buen ajuste en la línea de partición y evitar el parpadeo. En este informe, IPC propondrá dos métodos para optimizar la línea de partición de una herramienta polimérica impresa en 3D.
Geometrías de referencia.
2. Pautas de caracterización, diseño e impresión 3D de materiales
3. Ensayos de inyección : IPC ejecutó dos ensayos con diferentes juegos de moldes. En la primera prueba, utilizaron un diseño de “prueba de tortura” e inyectaron casi un centenar de piezas de polipropileno utilizando un molde mono-material impreso en resina de alta temperatura de Formlabs. En la segunda prueba, utilizaron un diseño de “prueba de tortura” más desafiante, pero esta vez inyectaron miles de piezas de polipropileno con un molde multimaterial, núcleo e inserciones impresas con resina rígida 10K de Formlabs y el marco impreso en PA12 con SLS.
Nuestro Libro Blanco cubre la parte del estudio realizado con las soluciones de impresión 3D de Formlabs; en particular, las recomendaciones de diseño y fabricación, las condiciones de moldeo por inyección y los resultados observados.
Resultados
IPC evaluó la usabilidad de los moldes impresos en 3D para el moldeo por inyección de bajo volumen. Con un núcleo de molde impreso en resina rígida 10K de Formlabs y un marco blando impreso en PA12, podían inyectar miles de piezas con polipropileno, reduciendo entre un 80 y un 90% el costo de un molde de metal.
Texturas en las piezas finales inyectadas con el molde multimaterial que consistía en un molde impreso con Resina Rígida 10K ensamblada en el troquel metálico.
La impresión 3D de escritorio es una solución poderosa para fabricar moldes de inyección rápidamente y a bajo costo. Requiere un equipo muy limitado, lo que ahorra tiempo de CNC y operadores capacitados para otras tareas de alto valor mientras tanto. Pueden integrarse sin problemas en cualquier flujo de trabajo de moldeo por inyección, ya que son fáciles de implementar, operar y mantener.
Los fabricantes pueden beneficiarse de la velocidad y flexibilidad de la impresión 3D interna para crear el molde y acoplarlo a la fuerza de producción del moldeo por inyección industrial para entregar una serie de unidades de termoplásticos comunes en cuestión de días.
Descargue el informe completo para obtener el resumen del estudio técnico, incluidas las pautas de impresión 3D y los conocimientos sobre el ensamblaje del molde y las condiciones del proceso.