¿En qué se diferencia el moldeo por inyección de piezas grandes del moldeo por inyección tradicional?

El moldeo por inyección es una herramienta de trabajo en innumerables industrias. Produce de todo, desde Legos hasta paneles de carrocería, utilizando los mismos principios básicos: calentar el plástico hasta que se vuelve líquido, inyectarlo en un molde y enfriarlo hasta darle una forma sólida.

Pero no todo el moldeo por inyección es igual. Las máquinas de moldeo por inyección tradicionales suelen ser más pequeñas y están orientadas a la producción de grandes volúmenes de piezas pequeñas. El moldeo por inyección de piezas grandes requiere maquinaria pesada para producir componentes de gran tamaño, como palés, cajas, muebles y carcasas de electrodomésticos.

Si necesita fabricar piezas de plástico de gran tamaño, puede resultar tentador pasar de la fabricación tradicional a la fabricación en serie. moldeo por inyección de piezas grandesg. Sin embargo, no es tan sencillo como aumentar la escala: hay varias diferencias clave que hay que tener en cuenta antes de tirar de la palanca.

¿Qué es el moldeo por inyección de piezas grandes?

Empecemos con un poco de terminología clave. El moldeo por inyección tradicional se refiere generalmente a máquinas que producen componentes pequeños, como carcasas de teléfonos móviles o envases de alimentos. El moldeo por inyección de piezas grandes se escala para componentes más grandes medidos en pies en lugar de pulgadas o menos.

No hay una línea fija que marque el comienzo del moldeo por inyección de "piezas grandes". Pero en general, los moldes de más de 3 pies en cualquier dirección estarían empujando la designación "grande". Los componentes de más de 1 pie cúbico con paredes finas de menos de 1⁄4 pulgada de grosor también requieren equipos más especializados para piezas grandes.

El moldeo por inyección de piezas grandes se puso de moda en la década de 1980, cuando los fabricantes descubrieron cómo escalar económicamente el proceso para componentes cada vez más grandes.

Hoy en día el moldeo por inyección de grandes piezas se realiza en casa:

• Palés
• Cajas
• Totes
• Parachoques
• Cascos de kayak
• Carcasa del aparato
• Muebles

Y mucho más. Esencialmente, si necesita un componente de plástico grande, el moldeo por inyección de piezas grandes probablemente esté en el menú.

En cuanto al proceso en sí, el moldeo por inyección de piezas grandes funciona de forma similar al moldeo por inyección tradicional. Los gránulos de plástico se introducen por gravedad en la cámara de inyección desde una tolva superior. Un tornillo extrusor mezcla y corta el material, calentándolo hasta convertirlo en líquido.

Cuando el plástico se funde, el tornillo avanza e inyecta el material a alta presión en el molde. Las mitades del molde se sujetan entre sí para evitar fugas a medida que el material llena la cavidad abierta.

Tras un periodo de enfriamiento, el molde se separa y unos brazos robóticos con ventosas agarran y extraen las piezas de plástico endurecido. Las piezas enfriadas caen por un tobogán a contenedores para su embalaje y envío o para su acabado secundario.

¿En qué se diferencia el moldeo por inyección de piezas grandes del moldeo por inyección tradicional?

Aunque son básicamente similares, el paso al moldeo por inyección de piezas grandes requiere varios ajustes en el equipo y consideraciones adicionales frente al moldeo por inyección tradicional. Estas son algunas de las principales diferencias.

1. Arqueo

Cuando se trata de moldeo por inyección, el tonelaje se refiere a la cantidad de fuerza de cierre que puede ejercer la máquina. Esta fuerza mantiene unidas las mitades del molde durante la inyección para evitar fugas.

Más superficie en los lados de la pieza significa más fuerza total requerida. Como regla general, espere 1 tonelada de presión por cada pulgada cuadrada de área proyectada sobre la pieza.

El moldeo por inyección de piezas grandes requiere máquinas muy robustas que proporcionen suficiente fuerza de cierre. Las máquinas de moldeo por inyección tradicionales no suelen superar las 500 toneladas de presión. Las máquinas de moldeo por inyección de piezas grandes empiezan alrededor de las 500 toneladas, ¡y las más grandes llegan a ejercer más de 4.000!

Toda esa presión adicional requiere platinas de molde de alta resistencia capaces de soportar la fuerza sin flexionarse, además de bastidores más robustos en general capaces de mover y manipular estos moldes pesados.

2. Diseño de moldes

Otra diferencia importante proviene de las mitades de molde mucho más grandes necesarias para el trabajo de piezas grandes. Estos enormes trozos de acero mecanizado tardan mucho más en crearse.

Un molde de inyección tradicional puede utilizar bloques de unas 36 por 30 pulgadas. Los moldes comunes de inyección de piezas grandes suelen medir 72 por 60 pulgadas, y algunos incluso más. Tallar a mano estas cavidades requiere equipos especializados y plazos de entrega mucho más largos.

Los moldes de piezas grandes también suelen costar entre 5 y 10 veces más debido al aumento de los requisitos de materiales, mecanizado, envío y manipulación. Cualquier pequeño error de diseño se convierte en un gran problema de calidad. El diseño de herramientas para piezas grandes requiere un importante trabajo de ingeniería.

3. Plazos de entrega

Hablando de plazos de entrega, aquí entran en juego los problemas de programación. El moldeo por inyección de piezas grandes tarda una media de 16 a 20 semanas en completar el molde una vez aprobado el diseño. Los moldes de inyección tradicionales suelen enviarse en 14 semanas.

Lleva más tiempo tallar estos moldes monstruosos, incluidos los conocimientos especializados, las máquinas y el equipo de manipulación de materiales. La disponibilidad de acero también puede ralentizar los proyectos si escasean los recursos.

Como siempre, si puede pagar el recargo, los servicios de expedición pueden reducir el plazo de 1 a 4 semanas. Tenga en cuenta que los pedidos personalizados causan retrasos en todos los artículos de la cola que ya están en el calendario.

4. Coste parcial

Con el aumento de los gastos de molde y la necesidad de maquinaria de moldeo por inyección más potente, el coste por pieza aumenta significativamente con el moldeo por inyección de piezas grandes. Sin embargo, los pasos de acabado secundarios suelen reducirse.

Por ejemplo, una pieza de plástico tradicional puede necesitar tampografía para la marca o las texturas. Los grandes componentes de plástico suelen llevar estos detalles moldeados.

Siempre recomiendo realizar análisis de costes detallados desglosando el precio por pieza. Asegúrese de tener en cuenta la amortización del coste del molde, los gastos de equipamiento, las reducciones por acabado secundario, el envío, los impuestos y los aranceles, si procede.

Esto es válido independientemente del tamaño o la cantidad de las piezas. Pero con el moldeo por inyección de piezas grandes, las pequeñas diferencias de coste por pieza se vuelven enormes en ciclos de producción de cientos de miles de unidades.

¿Qué afecta a los requisitos de fuerza de sujeción?

Calcular el tonelaje exacto de las pinzas requiere cálculos avanzados de ingeniería mecánica. Sin embargo, tres sencillas entradas proporcionan una idea aproximada de los requisitos:

• Espesor de pared de la pieza - Las paredes más gruesas necesitan más presión para llenarse sin colapsarse que los componentes de paredes finas
• Geometría de la pieza - Las formas simples requieren menos fuerza de flujo que las geometrías complejas con contornos y ángulos
• Viscosidad del material - Alta viscosidad resinas resisten el flujo en comparación con los materiales de baja viscosidad

Los ajustes de diseño que alteran cualquiera de estos elementos contribuyen a modificar la presión de inyección y las necesidades de tonelaje de las pinzas. Si se hace mal, se corre el riesgo de que el relleno de la cavidad sea incompleto y de que se produzcan fugas si la presión supera los límites de contención.

Conclusión

Fundamentalmente, el moldeo por inyección de piezas grandes funciona como cualquier proceso de moldeo por inyección. Sin embargo, el equipo exclusivo, los plazos de entrega prolongados y las consideraciones de ingeniería lo diferencian del moldeo por inyección tradicional.

Si necesita grandes componentes de plástico, comprender estas diferencias clave le ayudará a establecer expectativas realistas. Los directores de proyecto preparados sortean los posibles escollos mediante una planificación adecuada y una sección de moldes y máquinas inteligente.

El mundo funciona con piezas de plástico grandes y pequeñas. Tanto en el moldeo por inyección tradicional como en el de piezas grandes, conocer sus opciones le ofrece la mejor oportunidad para lograr el éxito en la fabricación.

Ahora, si me disculpan, tengo que ordenar mis ladrillos de Lego: al fin y al cabo, las piezas de plástico no se fabrican solas. Dime si te ha servido de ayuda para explicar las diferencias del moldeo por inyección de piezas grandes en los comentarios. Siempre estoy dispuesto a charlar sobre fabricación.