Al pasar del diseño a la construcción de piezas, se debe tomar una decisión sobre cómo se fabricará la pieza. El mejor de los casos es que esto se tuvo en cuenta durante el proceso de diseño y el diseño está optimizado para uno de los procesos. Recuerde que la elección correcta puede cambiar durante el ciclo de vida del desarrollo. Dos métodos comunes son el mecanizado CNC y el moldeo por inyección. Cualquiera que elijas, cada uno tiene sus pros y sus contras.
Este blog analiza los factores que influyen en la decisión de utilizar el moldeo por inyección de plástico o el mecanizado de plástico de precisión.
Tabla de contenido
Proceso de moldeo por inyección y mecanizado de plástico de precisión
Mecanizado CNC:
El mecanizado CNC generalmente comienza con una pieza de material necesaria y luego elimina con precisión una capa de material a la vez. Este proceso permite el uso de muchos materiales diferentes casi sin restricciones. También está controlado por computadora, lo que permite lograr tolerancias muy precisas.
moldeo por inyección:
Como sugiere su nombre, este proceso consiste en inyectar material en un molde. Esto se hace derritiendo la materia prima y forzándola en un molde a alta presión. A continuación, la pieza se enfría en el molde y se retira del molde. Repita este proceso en la siguiente sección.
Ventajas y desventajas del moldeo por inyección.
Para comparar y contrastar el moldeo por inyección y el mecanizado CNC, primero debemos comprender las ventajas y desventajas del moldeo por inyección. A continuación se incluye una introducción detallada a las ventajas y desventajas del mecanizado CNC y el moldeo por inyección para ayudarlo a tomar la mejor decisión para su próximo prototipo o producción de piezas.
Ventajas del moldeo por inyección
La mayoría de los fabricantes eligen el moldeo por inyección cuando producen grandes cantidades de piezas casi idénticas. Este proceso admite cualquier cosa, desde juguetes hasta piezas de motores de automóviles que deben producirse en masa con plástico moldeable.
El moldeo por inyección ofrece una amplia variedad de materiales, y regularmente se crean más para satisfacer la demanda de piezas de plástico de alto rendimiento. El mecanizado CNC no puede manejar piezas blandas que requieren TPE o materiales de caucho, pero el moldeo por inyección sí.
Desventajas del moldeo por inyección
Si el lote es grande, el precio del moldeo por inyección individual será bajo. Los costos asociados con la fabricación de los moldes reales para el moldeo por inyección elevan los costos iniciales. Ciertos materiales, como los plásticos reforzados con fibra de vidrio, requieren moldes hechos de acero para herramientas endurecido para manejar el aumento de presión.
Otro inconveniente del moldeo por inyección son los costes asociados a las piezas de repuesto, que normalmente requieren la fabricación de nuevas herramientas y moldes. Además, el molde consta de dos mitades que deben colocarse juntas para la inyección, lo que genera posibles defectos en la superficie. El sistema de inyección introduce burbujas de aire en el material, provocando más defectos.
Hay muchas buenas razones para utilizar el moldeo por inyección, especialmente en la producción en masa de piezas. Según el uso del producto, las especificaciones del material y la cantidad requerida, el mecanizado CNC puede ser una mejor solución para comprar piezas de plástico de calidad.
¿Qué proceso es el adecuado para usted?
En términos generales, esto puede verse como una compensación entre varias características diferentes. velocidad, cantidad, materiales, tolerancias/acabado superficial y diseño. Cada uno de estos puede ser fabricación de compuertas utilizando un proceso u otro, e incluso puede requerir cambios de piezas para la fabricación.
velocidad:
Este es el más fácil. El mecanizado CNC es el más rápido cuando el número de piezas es pequeño. Si necesita 10 piezas en 2 semanas, el mecanizado CNC puede ser la única solución. Si necesita 50 000 piezas en 4 meses, el moldeo por inyección es el camino a seguir. En el moldeo por inyección, lleva tiempo construir el molde y asegurarse de que la pieza esté dentro de la tolerancia. Esto puede llevar semanas o meses. Una vez hecho esto, el proceso de usar el molde para crear la pieza es muy rápido. Una inversión inicial en moldeo por inyección es muy rentable.
Volumen:
A ver que esto no tiene nada que ver con el tiempo. En cambio, el enfoque principal aquí es el precio de cada parte. Cuál es más barato depende de la cantidad. Si necesita cientos de piezas, el CNC es más económico. Obtiene un beneficio cuantitativo del precio, pero normalmente verá unos pocos a unos cientos. Los volúmenes más grandes no obtienen ningún beneficio adicional del volumen.
El costo real de cada pieza para las piezas moldeadas por inyección es mucho más económico que el de las piezas mecanizadas. Desafortunadamente, para el moldeo por inyección, el costo inicial de crear un molde puede ser significativo. Esta relación se distribuye entre el número de piezas fabricadas para determinar el costo de cada pieza. Por una cierta cantidad, las piezas de inyección son más baratas que las piezas mecanizadas, aunque el costo inicial del molde es más alto. Cuantas más piezas se produzcan, mayor será la diferencia de costes. Esta intersección puede ocurrir desde 100 partes hasta alrededor de 5000 partes.
material:
El mecanizado CNC aumenta la elección de materiales que se pueden utilizar para fabricar piezas. Este puede ser un factor decisivo muy importante si desea un plástico de alto rendimiento o un plástico específico.En términos generales, los plásticos duros son más fáciles de procesar que los materiales blandos.
Para piezas moldeadas por inyección, la selección de materiales puede ser más limitada. Cada vez se consideran más los materiales de alto rendimiento para el moldeo por inyección. Solvay es una de las muchas empresas que trabajan con una gama de plásticos moldeables. Algunos materiales no se pueden procesar, pero es posible moldearlos. El caucho y otros materiales flexibles entran en esta categoría.
Tolerancia/acabado superficial:
Esta ventaja se refleja nuevamente en el mecanizado CNC. Se pueden mantener tolerancias más estrictas para la mayoría de los materiales, lo que da como resultado un mejor acabado superficial. Una de las ventajas del moldeo por inyección es la reproducibilidad de lote a lote. Los moldes pueden soportar millones de piezas con un desgaste mínimo. Esto permite que las piezas sean casi idénticas de un lote a otro. Con el mecanizado CNC, cada pieza se coloca en la máquina en la que se fabrica, lo que le brinda más variación.
diseño
Si el diseño de su pieza de plástico personalizada cambia en un futuro cercano, es económicamente ineficiente invertir en moldes costosos. Si cambia el diseño, le recomendamos mecanizar la pieza. No solo puede evitar gastar miles de dólares en moldes obsoletos. Tienes la ventaja de poder cambiar el diseño en cualquier momento. Como sabe, el procesamiento de plástico es un proceso de fabricación más flexible.
Tenga en cuenta que, en algunos casos, estos dos procesos se pueden utilizar en secuencia. Si una aplicación de piezas contiene un componente de stock, ese componente también debe proporcionar una funcionalidad adicional o alternativa (como opciones de automóviles mejoradas). Una técnica para minimizar el costo del molde es procesar el molde de referencia y volver a trabajar la mayor parte posible de la pieza base para incluir características adicionales. La reelaboración de moldes existentes es más rentable que la creación de nuevos moldes, y los insertos de moldes se pueden usar para cambiar fácilmente los diseños de las piezas cuando sea necesario.
Como puede ver, la decisión entre el mecanizado y el moldeo por inyección no es fácil. Si desea ventajas específicas en términos de tolerancias, precio y características de diseño, considere una operación de dos pasos en la que la función principal de la pieza sea el moldeo por inyección y las opciones de fabricación secundarias deben completarse para realizar el paso final. Esta es una técnica común que combina los beneficios de los dos procesos.