Guía completa del moldeo por inyección de bajo volumen: cómo aprovechar al máximo esta gran herramienta

Muchas personas y empresas se encuentran con un problema. Tienen una buena idea. Incluso tienen un prototipo impreso en 3D. Pero no están dispuestas a gastar mucho dinero en una herramienta para la producción en serie. Necesitan algo que les ayude a dar el siguiente paso. Necesitan una forma de fabricar unos cientos o miles de piezas reales. Aquí es donde puede sacar partido del moldeo por inyección de bajo volumen. En esta guía sobre la inyección de bajo volumen, quiero compartir lo que he aprendido con usted. Le explicaré cómo este magnífico proceso puede ahorrarle tiempo. También puede reducir su riesgo y ayudarle a vender su producto antes.

¿Qué es realmente el moldeo por inyección de bajo volumen?

Empecemos por lo básico. ¿Qué es el moldeo por inyección de bajo volumen? Es una forma de fabricar cosas. Se utiliza para fabricar un número reducido de piezas. Se puede considerar un paso intermedio. Es para cuando se necesitan más piezas de las que puede fabricar una impresora 3D. Pero no es para cuando se necesitan suficientes piezas como para justificar el gran coste de una herramienta de producción de gran volumen. Hablo de fabricar entre 100 y 10.000 piezas. La idea principal es la misma que la del moldeo por inyección normal. Se fabrica un molde, que es un bloque metálico con un espacio hueco en su interior. A continuación, se introduce plástico fundido y caliente en el molde. El plástico se enfría y se endurece, y ya tenemos la pieza.

La gran diferencia es la herramienta que se utiliza. Para fabricar una cantidad reducida de piezas, el molde suele ser de aluminio y no de acero. Esto hace que el molde sea mucho más rápido y menos costoso de crear. Por ello, el moldeo por inyección de bajo volumen es una forma muy rentable de obtener piezas moldeadas de buena calidad sin gastar mucho dinero al principio. He visto cómo este proceso ayudaba a muchas pequeñas empresas y nuevos negocios a empezar a vender sus productos. Es un primer paso inteligente en el mundo del moldeo por inyección. Un buen molde es la parte más importante de toda la operación.

Este proceso le permite tener en sus manos piezas reales que funcionan en poco tiempo. Puede probar su diseño. Puedes enseñárselo a gente que podría darte dinero para tu negocio. Incluso puede empezar a vender su producto. Esta flexibilidad es lo que hace que el moldeo por inyección de bajo volumen sea tan útil. Se trata de utilizar su dinero de forma inteligente. Le ayuda a asegurarse de que su producto es perfecto antes de decidirse a fabricar millones de ellos. El primer número de piezas que fabrique no tiene por qué ser enorme. Esta es una parte muy útil del campo del moldeo por inyección.

¿Por qué el moldeo por inyección de bajo volumen es mejor opción que otras formas?

Quizá piense: "¿Por qué no puedo imprimir mis piezas en 3D? O ¿por qué no empiezo con la producción en serie?". Son muy buenas preguntas. He participado en proyectos que utilizaban todos estos métodos. Un prototipo impreso en 3D es bueno para echar un primer vistazo a tu idea. Pero los materiales no suelen ser muy resistentes. Y las piezas no tienen el tacto del producto final. Un prototipo impreso en 3D no se puede probar realmente para ver cómo funciona en el mundo real. Un buen prototipo debe estar hecho del material adecuado.

Además, decidirse a entrar directamente en la producción a gran escala es un gran riesgo. Un utillaje de acero para el moldeo por inyección de grandes volúmenes puede costar mucho dinero. También puede tardar meses en fabricarse. Si descubre un error en su diseño después de haber fabricado esa costosa herramienta, habrá perdido mucho tiempo y dinero. He visto a gente a la que le ha pasado esto. Es muy triste. Gastará más -a menudo mucho más- en utillajes de acero para grandes volúmenes. El coste por pieza es bajo, pero el coste de fabricación de la primera herramienta es muy alto.

El moldeo por inyección de bajo volumen es la mejor respuesta. Le ofrece lo mejor de ambos mundos. Puede utilizar materiales plásticos reales y resistentes, por lo que sus piezas son resistentes y funcionan correctamente. El molde es mucho más barato y rápido de crear que una herramienta de acero. Esto hace que todo el proceso sea rentable para pequeñas cantidades de piezas. Es una forma más rápida y segura de pasar de un simple prototipo a un producto que se puede vender. Es la conexión entre la creación de prototipos y la producción en serie.

¿Cómo funciona realmente el proceso de moldeo de un molde de bajo volumen?

El proceso de moldeo por inyección de bajo volumen es sencillo e inteligente. En primer lugar, tenemos que hacer el molde para sus piezas. Este proceso utiliza un Mecanizado CNC sistema. Se introduce una pieza maciza de aluminio en una máquina CNC. La máquina se guía por un programa informático para cortar la forma de su pieza. Este proceso de mecanizado CNC para fresar el aluminio es muy exacto. Este es el proceso para fresar el molde. La máquina es capaz de crear formas muy detalladas. Para la mayoría de las piezas simples, sólo necesita una cavidad cortada en el molde.

Una vez terminado el molde, se introduce en una máquina de moldeo por inyección. La máquina tiene dos lados, y el nuevo molde se sujeta firmemente entre ellos. A continuación, se calientan pequeños trozos de plástico hasta que se convierten en líquido. Este líquido caliente se introduce a presión en la cavidad del molde. El plástico entra en cada pequeña parte del molde.

El agua fluye por los canales del molde para que se enfríe rápidamente. Cuando el plástico se enfría, vuelve a solidificarse. Se convierte en la forma perfecta de su molde. Por último, la máquina se abre y sale la nueva pieza. Todo el proceso, desde el cierre del molde hasta la salida de la pieza, puede realizarse en menos de un minuto. Por eso puede obtener cientos de piezas moldeadas en un solo día. La herramienta es una parte muy importante de este rápido proceso de moldeo por inyección.

¿Cuál es la herramienta adecuada para un molde de inyección de bajo volumen?

Cuando digo la herramienta, me refiero al molde. Para el moldeo por inyección de bajo volumen, es muy importante elegir el material adecuado para la herramienta. La mejor elección casi siempre es el aluminio. Siempre sugiero utilizar moldes de aluminio para cualquier proyecto que necesite menos de 10.000 piezas. ¿Por qué digo aluminio? Las razones son la velocidad y el coste.

El aluminio es mucho más blando que el acero. Esto significa que es más fácil y rápido de cortar con una máquina. Un proceso de mecanizado CNC automatizado puede fabricar una herramienta de aluminio en unos pocos días, en lugar de semanas o meses. Esta rapidez significa que recibirá sus piezas mucho antes. También significa que la máquina funciona menos tiempo, lo que hace que la herramienta cueste mucho menos dinero. Por eso es fácil empezar con la producción de bajo volumen.

Pero, como el aluminio es más blando, la vida útil de la herramienta no es tan larga como la de una herramienta de acero. Un molde de aluminio puede fabricar entre 5.000 y 10.000 piezas. En cambio, una herramienta de acero duro puede fabricar millones de piezas. Pero si sólo tiene que fabricar unos pocos miles de piezas, pagar más por una herramienta de acero no es una buena idea. Hay que elegir la herramienta adecuada para el trabajo que se va a realizar. Para trabajos de bajo volumen, el utillaje de aluminio es la mejor opción. Este proceso, el moldeo por inyección de bajo volumen -que utiliza utillaje de aluminio- es la respuesta ideal para este paso.

¿Cuáles son los principales aspectos a tener en cuenta en el diseño de mi molde?

Asegurarse de que el diseño de la pieza es correcto es lo más importante. Un buen diseño ayuda a que el proceso de moldeo por inyección vaya bien y le proporciona mejores piezas. Hay algunas consideraciones de diseño importantes a las que siempre digo a mis clientes que presten atención. Lo primero que hay que tener en cuenta es que el grosor de las paredes sea el mismo en todas partes. Todas las paredes de la pieza deben tener el mismo grosor, si es posible. Sugiero un grosor de pared de 1 a 3,5 mm para la mayoría de los plásticos.

¿Por qué es tan importante? Si tiene zonas gruesas y zonas finas, el plástico se enfriará a velocidades diferentes. Las partes finas se enfriarán primero y las gruesas al final. Si esto ocurre, la pieza puede doblarse. También pueden aparecer marcas de hundimiento o manchas feas en su superficie. Las paredes gruesas pueden parecer una buena idea para reforzar una pieza, pero en realidad pueden dañarla. Puede parecer una buena forma de añadir resistencia, pero un grosor de pared uniforme es un plan mucho mejor. Mantener un grosor de pared constante es una buena forma de conservar el mejor aspecto de las piezas.

Otra idea importante se llama "ángulo de inclinación". El ángulo de desmoldeo es un ángulo muy pequeño que se añade a las paredes de la pieza. Son las paredes que suben y bajan en el molde. Puedes imaginártelo como una cubitera que es un poco más ancha por arriba que por abajo. Este pequeño ángulo facilita la extracción de la pieza del molde. Sin ángulo de desmoldeo, la pieza podría quedar atrapada en la herramienta. Esto podría romper la pieza o incluso el molde. Un ángulo de desmoldeo de 1 a 2 grados suele ser suficiente. Esta es una parte muy importante de un buen diseño.

¿Cómo obtener un mejor diseño de pieza de moldeo por inyección?

Entonces, ¿cómo se puede mejorar el diseño de las piezas de moldeo por inyección? Puede empezar con las ideas básicas de las que acabamos de hablar: un grosor de pared constante y añadir calado. Ahora, hablemos un poco más de ello. Cuando se diseña una caja sencilla, por ejemplo, es posible que se desee que todas las esquinas sean afiladas. Pero para el moldeo por inyección, las esquinas internas afiladas causan problemas. Crean puntos débiles en la pieza y pueden hacer que se rompa con facilidad. También dificultan la creación de la herramienta.

Siempre es mejor añadir una pequeña curva a las esquinas interiores y exteriores. La herramienta de corte que se utiliza para hacer el molde es redonda, por lo que algunas esquinas de la pieza acabarán con una curva pase lo que pase. La máquina no es capaz de crear una esquina perfectamente afilada dentro del molde. Por lo tanto, el radio real de la esquina debe estar en su diseño desde el principio. Esto le permite controlar la geometría final deseada de la esquina. Su pieza será mucho más resistente y el molde será más sencillo de fabricar. Estos pequeños cambios en la geometría de la pieza marcan una gran diferencia.

También debe pensar en cómo se sacará la pieza del molde. Esto se denomina extracción de la pieza. El diseño debe permitir que la pieza salga del molde sin problemas. Por eso es tan importante el calado. Estas reglas son válidas tanto si está diseñando un dispositivo médico que puede salvar vidas como un simple juguete de plástico. Son especialmente importantes en el moldeo por inyección, donde los moldes tienen que abrirse y cerrarse miles de veces. Una pieza bien diseñada hace que todo el proceso de moldeo por inyección funcione mejor. Esto ayuda a que la pieza salga del molde y es especialmente importante para obtener una buena pieza final.

¿Cómo puede este proceso mejorar mi prototipo?

Mucha gente cree que un prototipo es una simple maqueta. Pero cuando utiliza el moldeo por inyección de bajo volumen, su prototipo puede ser mucho mejor que eso. Puede ser una pieza que funcione completamente. Puede fabricarse con el mismo plástico que utilizará su producto final. Esta es una gran ventaja. Puede probar su prototipo en situaciones reales para ver lo bien que funciona. Puede ver si encaja correctamente con otras piezas. Puede enseñárselo a sus clientes para ver qué opinan.

Esta forma de hacer las cosas permite iterar el diseño de forma rentable. Por ejemplo, puede que tengas tu primer juego de 100 piezas y veas un pequeño problema. Con una herramienta de aluminio de bajo coste, solucionarlo no es un gran problema. Puede cambiar la herramienta rápidamente y fabricar otro juego de piezas. Este proceso de pruebas, cambios y mejoras se denomina iteración. El moldeo por inyección de bajo volumen hace que esta iteración sea rápida y no demasiado cara. Puede hacer que su producto sea perfecto sin la carga financiera que supone un utillaje de acero muy costoso.

Por eso digo que es como un puente. Es el mejor vínculo entre un prototipo sencillo y la producción en serie de piezas de plástico. Puedes obtener un prototipo de alta calidad. Puede solucionar todos los pequeños problemas antes de gastar mucho dinero en una herramienta para la producción a gran escala. Un buen prototipo es la mejor manera de protegerse de errores caros más adelante. Incluso puede utilizar este método para hacer su cantidad de producción inicial para ver si la gente va a comprar su producto.

¿Qué tipos de plástico se pueden utilizar en mi molde?

Lo maravilloso que ofrece el moldeo por inyección es la amplia gama de materiales que se pueden utilizar. No tiene que limitarse a los materiales más débiles utilizados en la impresión 3D. Puede utilizar plásticos resistentes, duraderos y flexibles fabricados para ingeniería. Hay tantas opciones que pueden parecer demasiadas, pero se pueden clasificar en unos pocos grupos principales.

La mayoría de las piezas están hechas de un material termoplástico. Esto significa que el plástico puede calentarse y enfriarse una y otra vez. Esto hace que el proceso funcione bien y genera menos residuos. Estos son algunos de los plásticos más populares.

• ABS: Un plástico muy común y resistente. Piensa en los ladrillos de LEGO.
• Policarbonato (PC): Muy resistente y no se rompe fácilmente. Suele utilizarse para piezas transparentes como las lentes.
• Nylon (PA): Resistente y de superficie lisa. Es bueno para piezas que se mueven, como engranajes.
• Polipropileno (PP): Es un plástico flexible y barato. Se utiliza para cosas como las bisagras de los tapones de las botellas.
• TPE/TPU: Materiales blandos y de tacto similar al caucho. Son buenos para fabricar asas o juntas.

Además, hay muchos colores diferentes y opciones de relleno aditivo. Puede elegir entre miles de colores. También puede añadir cosas como piezas de vidrio para que las piezas de plástico sean más resistentes. O puede añadir materiales que las protejan del sol. El proceso puede incluso utilizar materiales como la goma de silicona líquida. Con tantos colores diferentes y opciones de relleno aditivo, puede hacer que su pieza tenga el aspecto y el tacto que imaginaba. Una buena empresa puede ayudarle a elegir el termoplástico adecuado para su molde.

¿Qué opciones tengo para el acabado superficial de mis piezas moldeadas?

El aspecto final de la pieza es muy importante. Es lo que se conoce como acabado superficial. En el moldeo por inyección, el acabado superficial de la pieza es una copia exacta del acabado superficial del interior del molde. Por lo tanto, si quiere una pieza bonita, debe tener un molde bonito. Hay algunos acabados comunes entre los que puede elegir.

El acabado más sencillo es el denominado as-machined. Este acabado deja las pequeñas marcas redondas de la herramienta de corte en el interior del molde. Es la opción más rápida y económica. Muchas veces, una empresa puede proporcionarle un informe con cada presupuesto que le muestra el aspecto que tendrá. También puede elegir un acabado pulido si desea un aspecto brillante. Un molde muy pulido le dará una pieza muy brillante.

Otra opción que gusta a la gente es un acabado con textura. Una forma común de hacerlo es utilizar un granallado en la superficie del molde. Esto da al molde una superficie un poco rugosa y no brillante. Las piezas moldeadas finales tendrán un acabado mate uniforme. Esto es muy bueno para ocultar las huellas dactilares u otros pequeños defectos. Un mejor acabado superficial puede hacer que su producto parezca mucho más profesional. Consulte a su empresa de moldeo por inyección cuál es el mejor acabado para su diseño y su herramienta.

¿Cuándo es el momento adecuado para pasar de un molde de bajo volumen a la producción en serie?

El moldeo por inyección de bajo volumen es una herramienta muy útil, pero no está hecha para crear millones de piezas. El molde de aluminio se desgasta con el tiempo. Entonces, ¿cómo saber cuándo ha llegado el momento de pasar a la producción en serie? La señal más importante es cuánta gente quiere comprar su producto. Si vende una y otra vez más piezas de las que puede fabricar su sistema de bajo volumen, es hora de pensar en fabricar más.

Cuando esté preparado para una producción a gran escala, tendrá que gastar dinero en herramientas de acero. Un utillaje de acero resistente cuesta más, pero está hecho para durar mucho tiempo. Este tipo de molde puede trabajar todo el día y toda la noche. Puede hacer piezas por un coste muy bajo por cada una. Todo lo que aprendió mientras fabricaba sus piezas de producción de bajo volumen le será muy útil. Tendrá un diseño que ha probado y que sabe que funciona bien.

El traslado puede ser muy sencillo. Puede seguir utilizando su molde de aluminio para fabricar piezas mientras se crea su nueva herramienta de acero. Esto significa que no tiene que dejar de vender su producto. Pasar del moldeo por inyección de bajo volumen al de alto volumen es una buena señal. Significa que su producto es popular y que está listo para que su negocio crezca. Muchas empresas pueden ayudarle a conseguir un precio para una nueva herramienta. Puedo recibir un presupuesto para un trabajo a cualquier hora, de día o de noche. Los presupuestos suelen enviarse en pocas horas, los siete días de la semana.

Aspectos clave

• El moldeo por inyección de bajo volumen es la mejor forma de pasar de un prototipo a la producción en serie.
• Utiliza un molde de aluminio rápido y rentable para crear piezas de plástico de alta calidad.
• Preste siempre atención a un buen diseño. Utilice un grosor de pared uniforme y añada ángulos de desmoldeo a su pieza.
• Es la mejor manera de probar e iterar su diseño con materiales reales sin la carga financiera que supone el costoso utillaje de acero.
• Cuando mucha gente quiere comprar su producto, puede pasar con confianza a una herramienta de acero para la producción a gran escala.