El sobremoldeo es un popular proceso de moldeo por inyección que combina varios materiales en una sola pieza. Esta avanzada técnica de fabricación produce componentes personalizados con mayor durabilidad, funcionalidad y estética.
En esta completa guía, como profesional fabricante de moldeo por inyección de plásticocubriremos todo lo que necesita saber sobre el sobremoldeo, incluido:
- ¿Qué es el sobremoldeo y cómo funciona?
- Las ventajas del sobremoldeo
- Técnicas de sobremoldeo
- Aplicaciones de sobremoldeo
- Materiales de sobremoldeo
- Consideraciones sobre el diseño del sobremoldeo
- Creación de prototipos de piezas sobremoldeadas
Después de leerlo, comprenderá el proceso de sobremoldeo de principio a fin y podrá determinar si es adecuado para su producto. ¡Empecemos ya!
¿Qué es el sobremoldeo?
El sobremoldeo, a veces denominado moldeo de dos disparos o moldeo 2k, combina dos materiales en una pieza moldeada por inyección utilizando una sola herramienta. Produce piezas de plástico personalizadas con un sustrato de plástico rígido y una capa exterior flexible, normalmente de TPE (elastómeros termoplásticos) o silicona.
El proceso de sobremoldeo consta de dos etapas:
- La toma principal forma el cuerpo principal de la pieza, denominado sustrato. El material utilizado suele ser un plástico rígido como ABS, PC, nailon o PBT.
- La toma secundaria crea la capa exterior que se moldea y adhiere al sustrato. Suele tratarse de TPE o silicona, que proporcionan un acabado suave y táctil.
En resumen, el sobremoldeo permite a los fabricantes producir componentes multimaterial en un proceso racionalizado y automatizado. Esto elimina la necesidad de operaciones secundarias de ensamblaje y acabado.
Veamos ahora por qué el sobremoldeo es tan popular.
Principales ventajas del sobremoldeo
Hay varias razones por las que las empresas optan por sobremoldear piezas en lugar de fabricarlas por separado:
Mejora del rendimiento del producto - La combinación de materiales produce componentes con propiedades físicas y resistencia medioambiental mejoradas. Las empuñaduras sobremoldeadas mejoran el confort y la seguridad. Las juntas blandas evitan la entrada de agua. Los usos son muy variados en todos los sectores.
Mayor eficacia de la producción - El sobremoldeo consolida la producción y el acabado de piezas de plástico en un único proceso automatizado. No es necesario pegar ni ensamblar componentes diferentes.
Ahorro de costes - La capacidad de racionalizar la fabricación reduce los costes por unidad. Y la reducción del montaje disminuye los gastos de mano de obra.
Mayor libertad creativa - El uso de varios durómetros y colores de material en un mismo producto ofrece más opciones estéticas. La marca también puede integrarse en la pieza.
Menor tiempo de comercialización - La rápida fabricación de prototipos funcionales permite lanzar los productos con mayor rapidez. Y las piezas sobremoldeadas permiten acelerar la producción a gran escala.
Ahora que ya hemos tratado los conceptos básicos del sobremoldeo, veamos las técnicas más habituales.
Técnicas de sobremoldeo
Existen dos métodos principales de sobremoldeo utilizados en la fabricación:
Moldeo por inyección de dos disparos
Como su nombre indica, el moldeo de dos disparos utiliza máquinas de moldeo por inyección especializadas con dos barriles y unidades de inyección. Esto permite procesar dos materiales plásticos diferentes con un solo molde.
En primer lugar, se inyecta el material primario (sustrato) y se cura parcialmente. A continuación, el molde gira 180 grados y el material secundario (sobremoldeado) se inyecta directamente sobre el sustrato.
El uso de un molde hace que este proceso sea adecuado para grandes series de producción, normalmente de más de 10.000 piezas. Produce componentes con una excelente fuerza de unión entre los dos materiales.
Sin embargo, el utillaje de dos disparos es complejo. Cambiar o añadir obturadores para sellar distintas zonas puede suponer una modificación del molde costosa y lenta.
Moldeo por inserción
En el moldeo por inserción, el sustrato se moldea con una prensa de inyección estándar. Tras la expulsión, las piezas se transfieren a una estación secundaria donde se inyecta el material de sobremoldeo. Para ello se utiliza una herramienta de moldeo independiente con cavidades de mayores dimensiones para crear espacio para la capa exterior.
El uso de dos moldes más sencillos hace que el moldeo por inserción sea ideal para la creación de prototipos y la producción de menor volumen, normalmente inferior a 10.000 piezas.
El único inconveniente es que la manipulación del sustrato enfriado puede reducir la fuerza de adhesión. Para maximizar la adherencia es necesario seleccionar cuidadosamente el material y controlar el proceso de moldeo.
Ahora que ya conocemos los dos principales procesos de sobremoldeo, veamos algunas de las muchas aplicaciones de los productos.
Aplicaciones populares de sobremoldeo
Los componentes sobremoldeados están presentes en numerosas industrias, ya que los fabricantes buscan una mejor integración de las piezas.
Algunas de las aplicaciones más comunes son:
Equipamiento deportivo - Los mangos sobremoldeados de palos de golf, raquetas de tenis y manillares de bicicleta mejoran la comodidad y la seguridad del usuario. La capa exterior táctil proporciona un agarre positivo, especialmente con las manos sudorosas.
Herramientas eléctricas - Aquí ocurre algo parecido. Los taladros y atornilladores eléctricos rinden mejor y minimizan el deslizamiento de las manos gracias a las carcasas y mangos sobremoldeados.
Menaje de cocina - Los cuchillos de cocina, las espátulas y los batidores utilizan sobremoldeados de TPE o silicona. Al igual que los mangos de vacío, las pinzas y los abridores de tarros. La capa suave al tacto facilita el agarre con las manos mojadas.
Productos sanitarios - El sobremoldeado es excelente para instrumentos quirúrgicos manuales como fórceps y pinzas. Las formas ergonómicas maximizan el control, mientras que los exteriores blandos evitan daños en los tejidos.
Electrónica de consumo - Los smartphones, mandos de juegos y periféricos informáticos suelen llevar carcasas y botones sobremoldeados. Este exterior impermeable y suave al tacto protege los componentes internos de daños causados por líquidos.
Y estos son solo algunos ejemplos de aplicaciones de sobremoldeo en diferentes productos.
A continuación, hablemos de los materiales adecuados para el sobremoldeo.
Opciones de material de sobremoldeo
Seleccionar materiales compatibles para el sobremoldeo es esencial para producir componentes duraderos. Los materiales deben unirse eficazmente sin separarse con el paso del tiempo.
He aquí un resumen de las opciones más comunes:
Materiales de sustrato rígidos
El material base para el sobremoldeo necesita una alta tolerancia térmica y estabilidad dimensional. Entre los plásticos rígidos típicos utilizados se incluyen:
- PC/ABS - Gran equilibrio entre resistencia y peso
- ABS: asequible y versátil
- PC - Resistencia superior al impacto y al calor
- Nylon (PA) - Excelente resistencia química
- PBT - Duradero y con baja absorción de humedad
- LCP - Alta rigidez y resistencia al calor
Esto garantiza que el sustrato resista el proceso de moldeo secundario sin deformarse.
Materiales de sobremoldeo
La capa de sobremoldeado proporciona un exterior ergonómico y una estética agradable.
Elastómeros termoplásticos (TPE) ofrecen un excelente equilibrio entre flexibilidad, durabilidad y rentabilidad. Las siliconas ofrecen una mayor resistencia al calor y a la compresión. Entre los materiales de sobremoldeo se incluyen:
- TPE - Asequible con diversos grados
- TPU - Excelente resistencia a la abrasión y al desgarro
- TPV - Combina el TPE con una mayor rigidez
- Silicona - Tolerancia a temperaturas extremas
- LSR (caucho de silicona líquida) - Más blando pero menos apto para sobremoldeo
La elección de combinaciones compatibles de sustrato y sobremoldeado garantiza una adhesión adecuada durante el moldeo. Los proveedores de materiales pueden asesorar sobre el rendimiento de la adhesión entre grados específicos de plástico.
Examinemos ahora los factores vitales del diseño del sobremoldeo.
Consideraciones críticas sobre el diseño del sobremoldeo
Varios aspectos del diseño de las piezas influyen directamente en los resultados del sobremoldeo en lo que respecta a la calidad, las tasas de desechos y la fabricabilidad general.
Estas son las consideraciones más importantes:
Ángulos de calado
Un tiro suficiente en superficies verticales permite una expulsión sin problemas tras el moldeo de materiales flexibles sobremoldeados. Los requisitos típicos son:
- Sustrato - Estándar 1° calado
- Sobremoldeado - Calado mínimo 3
El generoso calado también facilita tiempos de ciclo más rápidos y presiones de inyección más bajas.
Espesor de pared
Un grosor de pared desigual puede provocar marcas de hundimiento, huecos y puntos débiles alrededor de un componente sobremoldeado. Un grosor de pared uniforme permite una refrigeración adecuada y un flujo de material optimizado.
Espesor recomendado de la pared del sobremoldeado:
- Sustrato - gama de 2 mm a 4 mm
- Sobremoldeado - Mínimo 1,5 mm
Las paredes más gruesas del sobremolde permiten una mayor flexibilidad del material en zonas localizadas.
Cierres
Los cierres (o marcas testigo) crean una parada dura y sellan el flujo entre materiales. De este modo, se evitan los artefactos de rebose alrededor de las piezas acabadas.
Los cierres nítidos y estéticamente atractivos requieren una altura del labio del sustrato de 0,5 mm a 1 mm para bloquear el plástico que fluye.
Ubicación de la puerta
La posición de las compuertas influye en la eficacia del ciclo y en la fuerza de adhesión. Las compuertas centrales equilibran los frentes de flujo, mientras que las directas maximizan la adherencia.
El estilo de la puerta también afecta al aspecto:
- Puertas de borde - Buenas para ocultar el rubor de las puertas
- Compuertas submarinas (túneles) - Evitan el chorro de agua
- Puertas de película - Las puertas finas reducen las marcas de vestigios
Las puertas nunca deben obstruir las áreas de cobertura del sobremoldeado.
Si se tienen en cuenta estos factores vitales en la fase inicial del diseño, los ingenieros pueden optimizar las piezas en cuanto a fabricabilidad y rendimiento.
Ahora que ya conocemos los principios clave del sobremoldeo, veamos cómo la creación de prototipos permite acelerar el éxito de los proyectos.
Creación de prototipos de piezas sobremoldeadas
La validación temprana del diseño, la ergonomía y la fabricabilidad de las piezas mediante prototipos tiene un valor incalculable antes de comprometerse con el utillaje de producción.
Los prototipos sobremoldeados ayudan a confirmarlo:
- Funcionalidad del diseño
- Idoneidad del material
- Métodos de producción
- Eficiencia del ciclo
Técnicas de mecanizado rápido como los moldes de impresión 3D es ideal para prototipos de sobremoldeo de bajo volumen. La rápida producción de herramientas, junto con piezas realistas, permite una verificación exhaustiva del concepto.
Durante la creación de prototipos, los expertos en sobremoldeo también analizan los factores críticos de éxito:
- Presiones de inyección
- Viscosidad del material
- Temperatura del molde
- Rendimiento de adhesión
El perfeccionamiento de los parámetros del proceso contribuye a garantizar un aumento de la producción sin contratiempos.
En resumen, los prototipos sobremoldeados aceleran el perfeccionamiento de los diseños de las piezas al tiempo que minimizan el riesgo del proyecto y los errores en las decisiones.
El sobremoldeo permite integrar componentes multimaterial
Hemos tratado todos los aspectos básicos del sobremoldeo:
- Qué es el sobremoldeado
- Ventajas del sobremoldeo
- Aplicaciones populares
- Técnicas de sobremoldeo
- Selección de materiales
- Consideraciones vitales sobre el diseño
- Mejores prácticas para prototipos
Aunque inicialmente es complejo, el dominio de los procesos de sobremoldeo ofrece a los diseñadores de productos amplias posibilidades creativas. Combinando materiales complementarios en componentes integrados se crean productos de nueva generación que mejoran la experiencia del usuario.
Así que si está explorando el sobremoldeo por primera vez o renovando proyectos existentes, aproveche el apoyo de ingeniería especializada. BaiweMolding ofrece asesoramiento sobre fabricación a la carta para transformar la visión de los productos en realidad.
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