¿Cuáles son las ventajas y desventajas del moldeo por inyección?

En este artículo analizaremos en detalle las ventajas y desventajas del moldeo por inyección para que disponga de una buena referencia al decidir fabricar piezas moldeadas por inyección.

¿Qué es el moldeo por inyección?

El moldeo por inyección es un método que combina inyección y conformado. Para llevarlo a cabo se necesitan máquinas de moldeo por inyección, materias primas plásticas, moldes de inyección y otros equipos.

A una temperatura determinada, los materiales plásticos múltiples fundidos se agitan mediante un tornillo, se inyectan en la cavidad del molde con alta presión y, a continuación, se enfrían y se curan para obtener un producto moldeado.

Este método es adecuado para la producción en serie de piezas de formas complejas y es uno de los métodos de transformación más importantes.

Proceso de moldeo por inyección

El proceso de producción por moldeo por inyección puede dividirse aproximadamente en las 6 etapas siguientes:

(1) Cierre del molde

(2) Inyección

(3) Mantenimiento de la presión

(4) Enfriamiento

(5) Apertura del molde

(6) Extracción del producto

El proceso anterior se repite para fabricar productos en el ciclo por lotes.

¿Por qué utilizamos el moldeo por inyección?

El método de moldeo por inyección es rápido y eficiente, puede automatizarse, ofrece numerosas variedades de color, permite formas de simples a complejas y tamaños de grandes a pequeños, proporciona dimensiones precisas, facilita la actualización del producto y permite fabricar piezas de formas complejas.

(1) Dado que la plastificación de la masa fundida y el modelado del flujo de moldeo de múltiples materiales plásticos se llevan a cabo en el barril y en la cavidad del molde respectivamente, el molde puede estar siempre en el estado de hacer que la masa fundida se condense o reticule y se cure rápidamente, lo que es propicio para acortar el ciclo de moldeo.

(2) Durante el moldeo, la masa fundida se inyecta en el molde después de cerrarlo. Como la masa con buena fluidez desgasta poco la cavidad, un juego de moldes puede producir grandes cantidades de productos moldeados por inyección.

(3) Un operario suele poder gestionar dos o más máquinas de moldeo por inyección, especialmente cuando las piezas moldeadas pueden descargarse automáticamente, e incluso más máquinas, por lo que la mano de obra necesaria es relativamente reducida.

(4) Todos los procesos de moldeo, como el cierre del molde, la adición de material plástico, la plastificación, la inyección, la apertura y el desmoldeo, se completan mediante la acción del moldeo por inyección, lo que facilita automatizar por completo el proceso y aplicar control programado.

(5) Debido a la alta presión durante el proceso de moldeo por inyección, es posible moldear piezas de plástico con formas complejas, patrones y marcas superficiales definidos y alta precisión dimensional.

(6) Se puede moldear más de un tipo de material mediante coinyección; puede moldear eficazmente materiales con piel dura y corazón espumoso, plásticos termoestables y plásticos reforzados con fibra.

Dado que el moldeo puede realizarse con un molde preciso y un sistema hidráulico preciso, y con el uso del control por microordenador, es posible obtener productos de alta precisión.

(7) Alta eficiencia de producción: dos juegos de moldes pueden contener decenas o incluso cientos de cavidades, por lo que pueden moldearse decenas o cientos de piezas de plástico en una sola operación.

(8) Las piezas moldeadas solo necesitan un pequeño recorte para poder utilizarse, y los desechos generados durante el proceso de moldeo por inyección pueden reutilizarse, por lo que se desperdicia muy poca materia prima durante el moldeo por inyección.

(9) El moldeo por inyección ofrece la ventaja de utilizar simultáneamente varios materiales plásticos para fabricar una pieza. Por ejemplo, también es posible moldear TPU o insertos metálicos junto con piezas de plástico.

Ventajas del proceso de moldeo por inyección

(1) Control de calidad sencillo: gran precisión superficial y una variación de forma mínima dentro del mismo lote.

El moldeo por inyección es un proceso altamente repetible. Esto significa que la segunda pieza producida será igual que la primera. Así se obtiene un control excelente de la uniformidad del producto y de la fiabilidad de las piezas en la producción de gran volumen.

(2) Bajo coste de proceso: el utillaje inicial es costoso, pero el coste por pieza es bajo. La principal ventaja del moldeo por inyección es que permite concentrarse en ampliar la producción.

Una vez que la máquina y el molde están listos, el precio por unidad del producto durante la producción es muy bajo. A medida que se producen más piezas, el precio baja drásticamente.

(3) Adecuado para la producción en masa: por lo general, solo resulta rentable para la producción en masa; el moldeo por inyección es apropiado para fabricar grandes series de productos con formas complejas y para otros campos de transformación.

(4) Alta eficiencia de producción: el ciclo de producción habitual del moldeo por inyección es de 30 a 60 segundos por molde; requiere poca o ninguna mano de obra y, una vez ajustados los parámetros de la máquina de moldeo por inyección, puede mantener una producción continua sin ajustes manuales frecuentes.

Desventajas del proceso de moldeo por inyección

(1) Alto coste de inversión inicial: la inyección para producción rápida requiere una máquina de moldeo por inyección, equipos de moldeo por inyección, moldes de inyección, otros equipos auxiliares, etc.

Dado que el coste de las máquinas y los moldes de inyección es relativamente alto, la inversión inicial es elevada y no resulta adecuado para lotes pequeños

Por lo tanto, no es adecuada para la producción de pequeñas cantidades de piezas de plástico.

(2) Altos requisitos de diseño: Si desea producir piezas en serie, debe asegurarse de que el diseño es correcto desde el principio, ya que si necesita cambiar el molde más tarde debido a problemas de diseño, el coste de cambiar el molde también es relativamente alto.

(3) Altos requisitos de cualificación: La calidad de los productos moldeados está limitada por diversos factores, por lo que los requisitos técnicos son mayores y más difíciles de dominar.

Se exige gran destreza a los operarios de máquinas de moldeo por inyección, que por lo general necesitan entre 5 y 10 años de experiencia.

Se requiere una mayor experiencia técnica para el personal de diseño y producción de moldes, por lo general también se necesitan de 5 a 10 años de experiencia.

(4) Mayor plazo de preproducción: el elemento clave del moldeo por inyección es el molde, pero el ciclo de diseño del molde, las distintas técnicas de fabricación del utillaje y las pruebas del molde es muy largo, por lo que la entrada en producción es más lenta.

Dependiendo del tamaño y la estructura de la idea de producto, la fabricación del molde de inyección suele llevar entre 25 y 40 días.

Una vez listo el molde, durante la fase de fabricación de muestras es necesario ajustar varias veces los parámetros de las máquinas de moldeo por inyección hasta alcanzar los parámetros más adecuados para una producción rápida, lo que también requiere cierto tiempo.

(5) Debido a la limitación de las condiciones de refrigeración, es más difícil moldear piezas de plástico de paredes gruesas con grandes variaciones.

(6) Desventajas del moldeo por inyección Costes iniciales elevados: la principal desventaja del moldeo por inyección de plástico es que el molde, la máquina de moldeo por inyección de plástico y sus equipos auxiliares son muy costosos. Plazo de entrega: desde la concepción del producto hasta la pieza final pueden transcurrir meses de diseño, revisiones, pruebas y fabricación del molde.

Consideraciones para el moldeo por inyección

Antes de intentar producir piezas mediante moldeo por inyección, tenga en cuenta los siguientes consejos:

(1) Consideraciones financieras Costes iniciales: preparar la producción de productos moldeados por inyección requiere una inversión inicial considerable. Conviene conocer este punto clave de antemano.

(2) Cantidad de producción Determine el número de piezas que se producirán; para grandes cantidades, el moldeo por inyección es la técnica de fabricación más rentable.

Determine el número de piezas que desea obtener de su inversión (tenga en cuenta los costes de diseño, pruebas, producción, montaje, comercialización y distribución, así como el precio de venta previsto).

(3) Consideraciones de diseño Diseño de la pieza: simplificar la geometría del producto y reducir al mínimo el número de piezas desde el principio aportará ventajas.

Diseño del utillaje: Considere de antemano los defectos que pueden producirse durante la producción al diseñar el molde. Considere las ubicaciones de las compuertas y realice simulaciones con software de flujo de moldes como Solidworks Plastics.

(4) Consideraciones de producción Tiempo de ciclo: reduzca el tiempo de ciclo tanto como sea posible. Utilice herramientas técnicamente avanzadas. Los pequeños cambios pueden marcar una gran diferencia, y recortar unos segundos del ciclo puede generar ahorros importantes al producir millones de piezas.

(5) Montaje Diseñe las piezas para minimizar el montaje. El motivo principal es que ensamblar piezas sencillas en el proceso de moldeo por inyección sigue teniendo un coste relativamente alto. Si optimiza el montaje dentro del proceso de fabricación, ahorrará muchos costes de mano de obra.

Factores que afectan a la calidad del moldeo por inyección

(1) Presión de inyección: la presión de inyección es necesaria para contrarrestar la resistencia del flujo de material fundido. La máquina debe ejercer presión suficiente para vencer esa resistencia y garantizar un llenado uniforme.

(2) Tiempo de inyección: un tiempo de inyección adecuado favorece el llenado óptimo del material fundido y es muy importante para mejorar la calidad superficial del producto y reducir las tolerancias dimensionales.

(3) Temperatura de inyección: debe controlarse dentro del intervalo adecuado. Si es demasiado baja, el material fundido no se plastifica bien, lo que afecta a la calidad de las piezas y dificulta el procesamiento; si es demasiado alta, la materia prima puede descomponerse.

Resumen

Si tiene un proyecto de producción de piezas de plástico por inyección en grandes volúmenes, considere el moldeo por inyección como proceso. Estas son algunas recomendaciones importantes.

(1) Necesita un diseñador de producto con experiencia y un ingeniero de diseño de moldes de inyección que optimicen la apariencia y la estructura del producto antes de fabricar el molde de plástico. Así evitará el coste de modificarlo más adelante debido a un diseño o una estructura inadecuados.

(2)Antes de iniciar formalmente la fabricación del molde de inyección, se recomienda realizar prototipos mediante mecanizado CNC o impresión 3D para las pruebas de ensamblaje y funcionamiento.

(3) Busque una empresa que cuente con diseñadores de producto, ingenieros de diseño de moldes de inyección, ingenieros de fabricación de moldes, técnicos de puesta a punto de máquinas de moldeo por inyección, ingenieros de control de calidad y varios comerciales que hablen inglés con fluidez, para que el proyecto avance sin problemas en los aspectos técnicos, de calidad y de comunicación.

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