Moldeo por inyección e impresión 3D: Tecnologías complementarias, no competidoras

| The Essentium Team

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Se ha escrito mucho sobre cómo la fabricación aditiva puede sustituir a la tecnología de moldeo por inyección para producir en masa piezas de uso final a escala. Si bien es cierto que los avances en la impresión 3D han generado cambios notables, especialmente cuando se utiliza la tecnología de extrusión de alta velocidad en una flota de impresoras 3D que operan en paralelo, será difícil que cualquier método de impresión 3D -DM, SLA, SLS o incluso la extrusión de alta velocidad- sustituya completamente al moldeo por inyección para aplicaciones de producción en masa de gran volumen. Existen diferencias en los acabados de las superficies, las propiedades de los materiales y los aspectos del diseño de los productos que pueden optimizarse para los procesos de moldeo por inyección en comparación con los procesos de impresión 3D.

Hay algunos casos en los que se favorece la impresión 3D, como la producción de pequeños lotes de subcomponentes, la personalización de productos con un logotipo o un número de pieza serializado, o la adición de funciones o características internas que, de otro modo, serían poco rentables con otras tecnologías. Pero en general, Essentium cree que la tecnología de fabricación aditiva debe considerarse un complemento y no un competidor del moldeo por inyección.

Cuándo utilizar el moldeo por inyección y cuándo la impresión 3D

Los fabricantes utilizan el moldeo por inyección para conseguir un costo por pieza muy bajo para grandes volúmenes de unidades idénticas. Pero normalmente se necesitan varias iteraciones durante semanas o meses y muchos miles de dólares para conseguir que el diseño del molde sea exactamente correcto. ¿Puede una flota de impresoras 3D producir cientos de miles de botellas de agua, piezas de casas y hoteles del Monopoly™ o paneles de reposabrazos de coches? Tal vez, pero no es el mejor uso de la tecnología. Para la producción en masa de gran volumen, simplemente no hay competencia en cuanto a costos o cantidad contra el moldeo por inyección cuyas herramientas están diseñadas para durar millones de inyecciones.

Dicho esto, hay varias formas de utilizar la fabricación aditiva como tecnología de apoyo para conseguir mejores resultados en el moldeo por inyección:

Prototipos y pruebas rápidas

Una impresora 3D puede imprimir de forma rápida y económica múltiples iteraciones de prototipos hasta conseguir un diseño final antes de utilizar un costoso molde. Además, hoy en día la mayoría de las clases de materiales de moldeo por inyección también están disponibles como filamentos para la fabricación aditiva, y un fabricante interesado puede hacer que una resina de producción IM específica se convierta en filamento. Las piezas moldeadas con esta resina para su uso final pueden someterse a pruebas de ajuste, solidez y resistencia a la luz ultravioleta, los productos químicos, disolventes y los productos abrasivos. Las piezas de prueba impresas en 3D pueden exponerse a la intemperie, someterse a pruebas de solidez del color o a diferentes tipos de acabado superficial posterior al proceso para lograr resultados predecibles para el producto final moldeado por inyección. En Essentium hicimos exactamente eso para el rápido desarrollo de monturas de plantillas para los trabajadores de primera línea en la pandemia de COVID-19.

Puente hacia la producción en masa

Una vez aprobado el diseño, las impresoras 3D pueden empezar a crear de forma inmediata grandes cantidades de piezas para la producción inicial. También pueden adelantarse a la producción y el montaje mientras se fabrica el molde, un proceso que suele ser largo en función de la complejidad de la pieza. O bien, pueden empezar a diseñar inmediatamente el siguiente elemento que se utilizará más adelante en el ciclo de vida de la pieza, como el accesorio de inspección o montaje. Un ejemplo reciente de cómo la impresión 3D sirve de puente para la producción en masa es la producción del EPI COVID-19.

Al comienzo de la pandemia, la comunidad de impresión 3D se unió para imprimir con urgencia: cubrebocas, equipos protectores y piezas de ventiladores. Una vez aprobados los diseños finales, se fabricaron los moldes tradicionales. Unos meses más tarde, las existencias se dispararon cuando salieron de las líneas de producción grandes cantidades de cubrebocas, equipos protectores y piezas de ventiladores moldeados por inyección. Sin embargo, mientras tanto, las flotas de impresoras 3D fueron capaces de llenar el vacío, continuando con el bombeo de EPI para el personal de emergencias, hasta que las herramientas moldeadas por inyección estuvieran listas.

Control de calidad e inspección

Una vez que cada pieza se ha retirado de la máquina de moldeo por inyección y se ha enfriado, hay que comprobar su tamaño y forma para asegurarse de que se ajuste a las especificaciones. Los medidores Go/No-Go se utilizan para garantizar que la pieza esté dentro de las tolerancias establecidas y/o libre de defectos antes de pasar al proceso de montaje. Otro ejemplo son los accesorios de montaje, que se utilizan para el posicionamiento exacto del logotipo, la alineación correcta con otra pieza o herramienta, y otras innumerables aplicaciones. En lugar de mecanizar estos accesorios a partir de bloques de metal o Delrin®, se utilizan impresoras 3D para crear rápidamente ayudas menos costosas a partir de polímeros ligeros. Además, pueden imprimirse con materiales a prueba de ESD, que no rayan ni dañan la pieza que se va a inspeccionar o montar.
Aunque la impresión 3D puede servir de puente para mejorar la producción de piezas moldeadas por inyección, hay que tener en cuenta que la fabricación aditiva ha madurado hasta el punto de que puede utilizarse para imprimir un gran volumen de piezas de uso final, e incluso crear los moldes para producciones de moldeo por inyección de bajo volumen. Estos son temas para otro blog. Mientras tanto, si quiere saber más sobre cómo la extrusión de alta velocidad de Essentium puede complementar sus procesos de producción de moldeo por inyección, consulte este seminario web en el que uno de nuestros expertos en materiales profundiza en las capacidades de las herramientas de AM, los criterios para seleccionar el material adecuado y las consideraciones básicas de diseño.


Essentium, Inc. otorga soluciones para la impresión 3D industrial que están suplantando los procesos de fabricación tradicionales al unir la resistencia del producto y la velocidad de producción, a escala, con un ecosistema abierto y un conjunto de materiales. Essentium fabrica y entrega materiales e impresoras 3D industriales innovadoras que permiten a los principales fabricantes del mundo cerrar la brecha entre la impresión 3D y el mecanizado para adaptarse al futuro de la manufacturación aditiva.

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