Prólogo: La fabricación está experimentando una revolución con la impresión 3D y el moldeo por inyección. Tanto la impresión 3D como el moldeo por inyección se utilizan para fabricar productos físicos, pero funcionan de formas muy diferentes y tienen ventajas distintas. Por eso, la impresión 3D no puede sustituir por completo al moldeo por inyección.

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D, también llamada fabricación aditiva, es una forma de fabricar cosas construyéndolas capa a capa. Es como construir una casa con ladrillos de Lego, pero en lugar de usar las manos, una máquina hace todo el trabajo. La máquina lee un archivo informático que le dice lo que tiene que hacer y, a continuación, fabrica el objeto deseado con plástico, metal u otros materiales.

Una de las mejores cosas de la impresión 3D es que puedes hacer cosas que son realmente difíciles o incluso imposibles de hacer con otro tipo de máquinas. Esto significa que puedes hacer todo tipo de cosas nuevas que antes no podías hacer. También se pueden hacer cosas muy rápido y muy baratas, porque no hay que gastar mucho dinero para fabricar una herramienta especial o un molde.

¿Qué es el moldeo por inyección?

El moldeo por inyección es un método en el que se calienta material, se funde y se inyecta en un molde. Para ello, se presiona con fuerza. Luego se deja enfriar y endurecer. Cuando está hecho, tienes una cosa. Esta es una buena manera de hacer un montón de cosas que son difíciles de hacer. Es una de las formas de hacer cosas.

He aquí cómo moldeo por inyección funciona: se funden bolitas de plástico y se inyectan en un molde a alta presión. El molde tiene la forma del objeto que se quiere fabricar. Cuando el plástico se enfría y se endurece, adopta la forma del molde y se extrae la pieza.

Lo bueno del moldeo por inyección es que es eficiente y se pueden hacer muchas cosas. Una vez que pagas el molde, el coste de fabricación de cada pieza es bastante bajo, sobre todo si haces muchas. Además, se pueden hacer todo tipo de formas con todo tipo de plásticos.

Ventajas del moldeo por inyección

El moldeo por inyección es famoso por su eficacia inigualable en la producción en serie, que le ofrece una forma rápida, uniforme y rentable de fabricar sus productos. Es ideal para fabricar piezas con formas complejas y mantiene la precisión y la uniformidad cuando se fabrican muchas piezas. También puede utilizar muchos materiales y colores diferentes para satisfacer las necesidades de distintos sectores.

Adecuado para fabricar productos complejos y de precisión

Una de las principales ventajas del moldeo por inyección de plástico es que resulta fácil diseñar piezas y conjuntos de precisión de plástico complejos. El moldeo por inyección tiene tolerancias muy ajustadas en comparación con otras tecnologías. Por eso también se utiliza mucho en la producción de piezas de automóviles.

Elija libremente entre una variedad de materiales

Hay un montón de materiales plásticos que se pueden utilizar en el proceso de moldeo por inyección de plástico. Hay materiales como los plásticos antiestáticos, los cauchos termoplásticos, los plásticos resistentes a los productos químicos y los materiales biocompostables que vienen en colores a juego o masterbatch.

Procesos automatizados que reducen los costes de fabricación

El moldeo por inyección es un proceso automatizado. De hecho, la mayoría moldeo por inyección Los procesos se realizan con máquinas y robots. Dado que la automatización reduce los costes de fabricación, también se reducen los gastos generales. Además, al reducirse la mano de obra, también se reduce el coste global de fabricación del producto.

Métodos de producción altamente eficientes

Una vez diseñado el molde de inyección de acuerdo con las especificaciones dadas por el cliente y preprogramada la máquina de moldeo por inyección, el proceso de moldeo real utilizado para producir la pieza se vuelve muy rápido. Por lo tanto, un molde puede producir más productos. La alta productividad hace que el moldeo por inyección de plástico sea eficiente y también rentable.

Produzca menos residuos y sea más ecológico

En el moldeo por inyección, el factor de repetibilidad de la pieza es muy alto. Incluso los bebederos y las coladas (es decir, los fragmentos de plástico residuales creados por el plástico del túnel, desde el que llegan al molde real) pueden volver a rectificarse para reutilizar el material.

Desventajas de la impresión 3D

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, ha cambiado nuestra forma de concebir el diseño y la producción. Aunque ofrece una flexibilidad y una personalización inigualables, también tiene limitaciones. El proceso suele ser más lento que los métodos de fabricación tradicionales, lo que lo hace menos adecuado para la producción de grandes volúmenes.

No lo suficientemente fuerte

En comparación con los materiales de fabricación tradicionales, la mayoría de los materiales de impresión 3D actuales no son lo suficientemente resistentes. Aunque se han desarrollado algunos materiales de alta resistencia y resistentes al desgaste, siguen sin ser tan fuertes como el metal. Esto limita algunas aplicaciones que necesitan ser realmente fuertes.

La velocidad de fabricación es relativamente lenta

En comparación con los procesos de fabricación tradicionales, la impresión 3D es lenta. Se tarda mucho tiempo en imprimir artículos grandes porque la impresión 3D construye las cosas capa por capa. Aunque se ha intentado agilizar la impresión 3D, sigue sin poder competir con la velocidad de la fabricación tradicional.

Los materiales son caros

Ahora mismo, los materiales utilizados en la impresión 3D son caros. Algunos de los materiales especiales para la impresión 3D son realmente caros. Esto dificulta el uso de la impresión 3D para cosas grandes, especialmente cuando los materiales cuestan más que la fabricación tradicional.

La detección de defectos es un problema

Debido al complejo control del proceso de fabricación por impresión 3D, que utiliza procesos de fabricación por capas y capa por capa, la calidad de las uniones entre capas no puede ser tan uniforme como la de las piezas forjadas de precisión. La tecnología de impresión 3D está limitada por sus principios de conformado inherentes.

Las piezas fabricadas mediante tecnología de impresión 3D, especialmente las piezas metálicas, presentan defectos internos de fabricación, entre los que se incluyen principalmente huecos, microfisuras, mala fusión y otros defectos. El tamaño de estos defectos suele ser inferior a 20 μm, inferior al umbral de los métodos generales de ensayo no destructivo, y estos defectos son fuentes de iniciación de grietas, lo que afecta gravemente al rendimiento a fatiga de la estructura.

Dificultad para un control preciso

En el proceso de impresión 3D, desde el software y el hardware del propio equipo hasta los materiales de conformado y los procesos de conformado, existen múltiples factores que afectan a la calidad del procesamiento en cada eslabón. La práctica de la ingeniería demuestra que los factores clave que afectan a la precisión de la impresión 3D son el control mecánico, el procesamiento de los datos del modelo, las características del material y el control de los parámetros de conformado.

Estos factores controlan la cantidad de material añadido, el tamaño de la unidad de impresión 3D y la precisión del movimiento del sistema, que determinan la precisión de la pieza en la dirección de acumulación y la capacidad de fabricación de características mínimas de la pieza.

Para mejorar la precisión de la impresión 3D es necesario reducir la cantidad de material añadido, controlar el tamaño de la unidad de impresión 3D y mejorar la precisión de movimiento del sistema. Sin embargo, estas capacidades son difíciles de seguir mejorando en investigaciones a corto plazo.

¿Cuáles son las principales diferencias entre la impresión 3D y el moldeo por inyección?

La impresión 3D y el moldeo por inyección suelen considerarse tecnologías competidoras, cada una con sus propias ventajas y aplicaciones.

Mientras que la impresión 3D ofrece personalización y flexibilidad, el moldeo por inyección es excelente para la eficiencia en la producción de grandes volúmenes y costes más bajos.

Comparemos las diferencias entre la impresión 3D y el moldeo por inyección.

Costes iniciales de instalación

El moldeo por inyección tiene unos costes iniciales elevados debido a la fabricación de moldes (por ejemplo, $10.000 - $50.000), mientras que la impresión 3D tiene unos costes iniciales relativamente bajos porque no necesita moldes.

Coste por unidad

Moldeo por inyección es bajo en grandes volúmenes y los costes disminuyen con la escala, la impresión 3D suele ser más elevada, especialmente para piezas únicas o lotes pequeños.

Velocidad

El moldeo por inyección es rápido, de segundos a minutos por pieza, ideal para la producción en masa. La impresión 3D es más lenta, tarda varias horas por pieza y varía en función de la complejidad y el tamaño.

Materiales

El moldeo por inyección está disponible en una amplia gama de materiales, incluidos diversos plásticos y metales, y es adecuado para aplicaciones sometidas a grandes esfuerzos. La impresión 3D está disponible en una amplia gama de materiales, incluidos plásticos, metales y resinas, pero su idoneidad varía en función de la aplicación.

Volumen

El moldeo por inyección es muy eficaz en la producción en serie, con producciones que van de miles a millones de piezas. La impresión 3D es más adecuada para lotes pequeños, prototipos y productos personalizados.

Personalización

La sustitución de moldes de moldeo por inyección es costosa y requiere mucho tiempo. La impresión 3D es altamente .

Diseños flexibles y fáciles de modificar digitalmente

Resistencia y durabilidad

El moldeo por inyección suele ser más resistente y mejor para piezas funcionales, la impresión 3D puede variar en función de la tecnología y los materiales utilizados.

Precisión y coherencia

El moldeo por inyección es extremadamente preciso con tolerancias muy ajustadas (por ejemplo, ±0,005 pulgadas), la impresión 3D es precisa pero puede variar (por ejemplo, de ±0,1 mm a ±0,5 mm).

Impacto medioambiental

El moldeo por inyección tiene un alto impacto debido a los residuos de material y a la energía utilizada en el proceso; la impresión en 3D tiene el potencial de reducir el impacto con menos residuos y materiales más sostenibles.

Capacidades de complejidad de diseño

El moldeo por inyección puede manejar diseños complejos, pero está limitado por las restricciones del molde, mientras que la impresión 3D es ideal para formas complejas y detalles intrincados.

Tolerancias y calidad superficial

El moldeo por inyección tiene tolerancias ajustadas y un buen acabado sin procesamiento adicional, las tolerancias de la impresión 3D pueden no ser tan ajustadas y el acabado de la superficie puede requerir un procesamiento posterior.

Idoneidad del material para el uso final

El moldeo por inyección es genial y bueno para piezas funcionales y productos finales, la impresión 3D es buena para prototipos y piezas no funcionales, pero depende de lo que estés haciendo.

¿Cuándo utilizar el moldeo por inyección para piezas de plástico?

El moldeo por inyección es el método más adecuado para determinadas necesidades de fabricación. Es el mejor método para proyectos en los que el volumen, el coste y la precisión son importantes.

Producción en serie

Cuando necesite fabricar muchas piezas, moldeo por inyección es el camino a seguir. Es perfecto para la producción en serie porque puede fabricar un montón de piezas de forma rápida y constante. El coste de preparación del molde se compensa con el menor coste por pieza, lo que permite ahorrar mucho dinero cuando se fabrican muchas piezas. El moldeo por inyección es la forma más rápida y eficaz de fabricar miles o millones de piezas iguales, por lo que es la mejor opción para grandes volúmenes.

Consistencia y precisión en la producción

El moldeo por inyección es conocido por su capacidad para producir piezas de gran precisión y uniformidad. Es el método más adecuado si necesita piezas con tolerancias estrechas y calidad constante. La precisión del moldeo por inyección significa que cada pieza es una copia de la anterior, lo que es importante en sectores en los que la uniformidad es clave, como la automoción y la fabricación de dispositivos médicos.

Diseño de piezas complejas y diseño de detalles

Cuando se trata de diseños de piezas complejos o se necesitan detalles intrincados, el moldeo por inyección suele ser la mejor opción. El proceso puede manejar geometrías complejas y detalles finos que podrían ser difíciles o imposibles con la impresión 3D. Los moldes de inyección pueden diseñarse para producir formas complejas con gran precisión, lo que hace que este método sea ideal para piezas con características detalladas o requisitos funcionales específicos.

Materiales y durabilidad

Si necesita fabricar piezas de un material específico o con determinadas propiedades físicas, el moldeo por inyección le ofrece muchas opciones. Puede utilizar todo tipo de plásticos y compuestos para asegurarse de que su producto final sea lo suficientemente fuerte, flexible o resistente al calor. Esto es especialmente importante si está fabricando piezas que tienen que soportar mucha tensión mecánica o factores ambientales.

Rentabilidad para grandes pedidos

Cuando se fabrican muchas piezas, empiezan a verse las ventajas económicas del moldeo por inyección. Aunque hay que gastar más dinero al principio para diseñar el molde y montar la máquina, el coste por pieza disminuye mucho a medida que se fabrican más piezas.

Gran acabado superficial y buen aspecto

Las piezas fabricadas por moldeo por inyección tienen un gran acabado superficial y no suelen necesitar más trabajo. Para los productos de consumo es importante que tengan tan buen aspecto como funcionamiento. El moldeo por inyección es la mejor forma de fabricar piezas que tengan buen aspecto, el mismo color y el mismo tacto. Por eso la gente que fabrica cosas como teléfonos y tostadoras utiliza el moldeo por inyección.

¿Cuándo utilizar la impresión 3D?

La impresión 3D es genial para algunas cosas y tiene algunas ventajas sobre otras formas de hacer cosas como el moldeo por inyección.

Se pueden hacer y cambiar cosas rápidamente

Cuando estás empezando a hacer algo, la impresión 3D es increíble. Te permite hacer algo, probarlo y mejorarlo. Puedes hacer cosas rápido y cambiarlas rápido. La impresión 3D es realmente buena para hacer cosas de forma rápida y sencilla, para hacer cosas cuando las necesitas y para probar nuevas ideas.

Fabricación de piezas a medida

La impresión 3D es fantástica para fabricar piezas a medida o personalizadas. Ya se trate de dispositivos médicos personalizados, piezas de automóvil personalizadas o modelos arquitectónicos únicos, este método permite una gran personalización sin el elevado coste de los moldes personalizados para moldeo por inyección.

Formas y diseños complejos

Una de las mayores ventajas de la impresión 3D es que puede manejar formas y diseños complejos que serían difíciles o imposibles de hacer con el moldeo por inyección. Esto significa que se pueden hacer cosas que antes no eran posibles, como piezas con formas internas, rebajes y formas extrañas.

Pequeños lotes y producción limitada

La impresión 3D es perfecta para fabricar pequeñas cantidades y tiradas limitadas. Es una alternativa rentable para proyectos en los que no se necesitan muchas piezas, por lo que no es necesario gastar mucho dinero en moldes de inyección. Esto es especialmente bueno para startups y pequeñas empresas que no tienen muchos productos.

Menos residuos y fabricación sostenible

La sostenibilidad es un tema importante en la fabricación, y la impresión 3D es una opción más ecológica. En lugar de cortar material para hacer una forma, como los métodos tradicionales, sólo utiliza el material que necesita para construir la pieza. Esto significa menos residuos.

Diferencias de aplicación entre la impresión 3D y el moldeo por inyección

Cuando se trata de impresión 3D frente a moldeo por inyección, la elección depende a menudo de la aplicación. Cada una tiene sus puntos fuertes y se adapta mejor a las distintas necesidades de producción.

La impresión 3D es ideal para la personalización y los diseños complejos, mientras que el moldeo por inyección es la opción preferida para la producción rentable y de gran volumen. Veamos con más detalle en qué sectores se utiliza cada una de ellas.

Prototipos

La impresión en 3D permite realizar cambios rápidos en el diseño y probar múltiples iteraciones rápidamente. El moldeo por inyección es ideal para prototipos de fase final que deben tener el mismo aspecto y tacto que el producto real.

Piezas personalizadas: La impresión 3D es ideal para productos personalizados o componentes personalizados con requisitos únicos. El moldeo por inyección es rentable para piezas personalizadas de gran volumen, pero cada diseño requiere un molde.

Diseños complejos

La impresión 3D puede realizar detalles complejos y formas complejas que no se pueden hacer con otros métodos. El moldeo por inyección está limitado por la complejidad del molde y es mejor para formas sencillas.

Producción de pequeños lotes

La impresión 3D es barata para lotes pequeños y no requiere una gran inversión inicial. El moldeo por inyección es caro porque hay que pagar el molde y el montaje.

Producción en serie

La impresión 3D no es adecuada para la producción en masa debido a su lentitud y alto coste por unidad. El moldeo por inyección es muy eficiente y reduce significativamente el coste por unidad en la producción en masa.

Productos sanitarios

La impresión 3D es adecuada para implantes y prótesis médicas a medida, mientras que el moldeo por inyección se utiliza para la producción en serie de suministros médicos como jeringuillas y viales.

Piezas aeroespaciales

La impresión 3D es adecuada para componentes ligeros y complejos, mientras que moldeo por inyección es adecuado para artículos de gran volumen, como piezas de cabina.

Piezas de automóvil

La impresión 3D se limita a la creación de prototipos y componentes especiales, mientras que el moldeo por inyección es adecuado para artículos de gran volumen, como piezas de cabina.

Piezas de automóvil

La impresión 3D se limita al diseño de prototipos y a grupos profesionales, mientras que el moldeo por inyección domina la producción de piezas estándar de gran volumen.

Bienes de consumo

La impresión 3D es ideal para productos personalizados o de edición limitada, y el moldeo por inyección es ideal para fabricar muchas cosas, como juguetes y artículos para el hogar.

Educación/Investigación

La impresión 3D es buena para aprender y experimentar, el moldeo por inyección no se suele utilizar porque cuesta mucho montarlo,

¿Por qué la impresión 3D no puede sustituir completamente al moldeo por inyección?

Precio

Tanto el FDM como el moldeo por inyección utilizan material ABS. El ABS para el moldeo por inyección cuesta 10.000 yuanes por tonelada, es decir, 10 yuanes. Un kilogramo, más unos céntimos de tóner, el coste de la materia prima es así. Mirando hacia atrás, FDM utiliza filamento ABS, que cuesta alrededor de 50 por kilogramo. La diferencia de coste de material es de casi 5 veces.

Utilización del material

Se dice que la impresión 3D es fabricación aditiva y ahorra materiales. Sin embargo, puede que mucha gente no sepa que el moldeo por inyección en realidad ahorra materiales. El moldeo por inyección cuenta con un proceso de reciclaje y reutilización de residuos muy maduro, y el material de la boquilla puede reinvertirse sin siquiera aterrizar en el suelo. Devolvido a la tolva para su reutilización, un saco de 25 kg de materias primas equivale casi a 25 kg de producto.

Velocidad

En general, no es un gran problema procesar dos moldes en un minuto para el moldeo por inyección para garantizar una buena calidad del producto. La impresión FDM y FDM debe registrarse en horas.

Resistencia del producto y precisión del moldeo

La palabra moldeo por inyección lo ha dejado muy claro. Después de fundir la materia prima plástica, se inyecta en el molde con una cierta presión. La presión se mantendrá durante un tiempo después de que la materia prima llene el molde, y después de un tiempo Después de enfriarse, se puede sacar del molde.

Este proceso garantiza que el producto tenga suficiente resistencia y precisión. Los ladrillos Lego, los ladrillos Lego fabricados hace 10 años y los ladrillos Lego fabricados hoy pueden encajar bien. Si se utiliza FDM para fabricar ladrillos Lego, es difícil controlar la precisión a este nivel.

Además, el FDM se imprime capa por capa. Este método no puede garantizar que el producto sea liso.Con la fuerza suficiente, el mismo ladrillo Lego se puede recoger y utilizar si se cae y se pisa, pero no se puede volver a utilizar si se imprime con FDM.

En conclusión, el moldeo por inyección tiene sus ventajas a medida que ha ido evolucionando. Estas ventajas me impiden ver la posibilidad de que sea sustituido por la impresión 3D. La impresión 3D tiene sus ventajas como método de transformación especializado y personalizado, pero quiero sustituir el moldeo por inyección. Creo que sigue siendo difícil de moldear.

Conclusión

A la hora de elegir entre impresión 3D y moldeo por inyección, hay que tener en cuenta varias cosas. Entre ellos, el rendimiento, la complejidad del diseño, el coste y la aplicación prevista. La impresión 3D es fantástica porque es muy flexible. Se puede utilizar para la creación rápida de prototipos, la personalización y la creación de diseños complejos. Es perfecta para la producción de bajo volumen, especialmente cuando se necesitan piezas únicas o complejas.

Por otro lado, moldeo por inyección es ideal para la producción de grandes volúmenes. Es rentable, precisa y constante. Es la mejor opción cuando se necesita fabricar muchas piezas iguales. Es especialmente buena cuando se necesitan piezas resistentes y duraderas. Así que, en lo que respecta a la impresión 3D frente al moldeo por inyección, cada uno tiene sus propias ventajas. Tienes que analizar tu proyecto y decidir cuál es la mejor opción para ti.