El diseño de moldes de piezas de plástico complejas es una ciencia y un arte. A medida que crece la necesidad de contar con diseños más complejos de piezas de plástico en diversas industrias como la automovilística, la médica, la electrónica de consumo y la aeroespacial, no se pueden ignorar los detalles que intervienen en el diseño del molde. Este blog le llevará a través de los principios de Cómo diseñar moldes para piezas de plástico complejas, así como la aplicación de estrategias prácticas de utillaje para moldes.

¿Es usted diseñador de productos o ingeniero de fabricación? Entonces puede que descubra que la capacidad de diseñar moldes en torno a piezas de plástico complejas puede ahorrarle o costarle mucho en términos de calidad de la pieza, ritmo de producción y coste. Así que lea esto hasta el final.

Comprender los principios del diseño de moldes

A la hora de diseñar un molde, una pieza compleja de plástico no se limita a duplicar una forma tridimensional. Esto implica un buen conocimiento de los termoplásticos, la contracción, el flujo de material y el enfriamiento del molde.

Línea de separación Definición

Línea de despedida: Es la línea en la que se unen las dos mitades del molde. En formas complicadas, tener una línea de separación definida garantizará una expulsión limpia y un procesamiento posterior mínimo o nulo.

Espesor de pared uniforme

Un grosor de pared constante reduce la probabilidad de alabeos, marcas de hundimiento y tiros cortos. Las variaciones de grosor deben evitarse o ser graduales.

Ventilación adecuada

En las piezas de plástico complejas, existe el problema de las trampas de aire. Los respiraderos de molde pueden liberar el aire atrapado para eliminar los problemas de acabado de las piezas y los rellenos incompletos.

Diseño del sistema de refrigeración 

Los canales de refrigeración deben estar bien situados para facilitar una refrigeración uniforme a lo largo de la cavidad del molde. Esto resulta esencial cuando la producción es de gran volumen.

Estas reglas básicas son la clave para aprender a diseñar moldes de piezas de plástico complejas, y también lo son el programa de producción y la vida útil de las herramientas.

Elegir el software CAD adecuado para el diseño de moldes

El software CAD profesional es necesario para el diseño de moldes con características detalladas. Estas herramientas no solo ayudan a modelar en 3D, sino que también cuentan con herramientas avanzadas de simulación y validación. Herramientas CAD sugeridas:

1. SolidWorks

SolidWorks es ideal para el diseño de moldes de plástico porque dispone de herramientas de molde que permiten al diseñador crear núcleos, cavidades y líneas de división con precisión.

2. Autodesk Moldflow

Este código informático ayuda en la simulación del comportamiento del plástico de inyección, lo que puede poner de manifiesto los posibles problemas de flujo, como líneas de soldadura y trampas de aire, antes de la producción del molde.

3. PTC Creo

PTC Creo es una de las herramientas más potentes en funciones de superficie y utillaje, por lo que permite a los ingenieros gestionar la complejidad de los moldes de forma eficaz.

4. Siemens NX

Solución de primera calidad con una buena integración de diseño de producto e ingeniería de moldes. Es popular entre los fabricantes de automóviles y aviones.

Fiabilidad y eficacia en el aprendizaje cómo diseñar moldes para piezas de plástico complejas puede ser determinada por el Software CAD que utilizas.

Gestión de rebajes y ángulos de desmoldeo

Las socavaduras son huecos o salientes de un objeto moldeado que interfieren en la extracción directa de la pieza de un molde. Dificultan el diseño de moldes y, en la mayoría de los casos, necesitan acciones laterales o elevadores para despejarlas.

Soluciones con asa:

• Aplique núcleos deslizantes: Los machos laterales se deslizan hacia dentro y hacia fuera durante la apertura de la maceta para expulsar el socavado.
• Elevadores: Giran en el molde para expulsar los patrones internos.
• Rediseño: En algunos casos, la solución más rentable puede ser el rediseño de la geometría de la pieza para eliminar las socavaduras.

Importancia de los ángulos de inclinación

La expulsión de piezas requiere ángulos de desmoldeo. La ausencia de un ángulo de desmoldeo adecuado (el componente suele ser de 1-2 grados) puede provocar la adhesión de las piezas al molde y, por consiguiente, desgaste y daños.

Buenas prácticas

• En una superficie con textura, aplique caladas más grandes.
• Debe evitarse el uso de paredes verticales.
• La dirección de la corriente de aire debe ser siempre hacia la abertura del molde.

La correcta aplicación de rebajes y ángulos de desmoldeo es un punto crítico en el aprendizaje del diseño de moldes para componentes de plástico complicados, y elimina problemas adicionales de utillaje.

Técnicas de matricería para formas complejas

El mecanizado de moldes es el proceso que sigue a la finalización del diseño del molde. En el caso de geometrías complejas, los métodos tradicionales de utillaje pueden resultar inadecuados. Técnicas sofisticadas de mecanizado de moldes:

Mecanizado CNC de alta velocidad

Multieje Fresadoras CNC puede mecanizar zonas intrincadas en la cavidad del molde. Es ideal para piezas de alta precisión, como componentes médicos.

EDM (Mecanizado por descarga eléctrica)

Aplicada a la producción de esquinas internas afiladas, así como cavidades complejas, la electroerosión es ideal para características que de otro modo no podrían producirse utilizando el mecanizado convencional.

Herramientas aditivas (moldes impresos en 3D)

Cuando la tirada de producción es corta (o se trata de un prototipo), la impresión 3D puede utilizarse para fabricar insertos de molde con complicados conductos de refrigeración o formas orgánicas.

Refrigeración conforme

En este método, los insertos del molde se imprimen en 3D y tienen canales que siguen la forma de la pieza. Mejora radicalmente el tiempo de enfriamiento y el alabeo.

La incorporación de estos métodos de utillaje de moldes en su flujo de trabajo mejorará su capacidad para proporcionar moldes de componentes de plástico de alto rendimiento y demostrará su destreza en el diseño de moldes de componentes de plástico complejos.

Optimización para la fabricación

Es posible tener el mejor diseño de molde, pero cuando la pieza en sí no está diseñada para la fabricabilidad (DFM), la producción se retrasará y se acabarán pagando costes más elevados.

Lista de comprobación del diseño a la fabricación

• Cuando sea posible simplificar la geometría, hágalo en las piezas.
• Deben utilizarse tamaños de base de molde estándar
• Deben evitarse las cavidades poco profundas y anchas
• Asegúrese de que existen vías de flujo de material optimizadas
• Validación del diseño: se utilizan herramientas de simulación de flujo para validar el diseño.

Cuando alinee los principios de DFM con el diseño de su molde, tendrá la garantía de que el molde funcionará como se diseñó y la pieza funcionará como se diseñó.

Conclusión

La fabricación de moldes utilizados en piezas de plástico complejas es una empresa complicada que requiere detalles, precisión de ingeniería y versatilidad de diseño. Aprender los fundamentos del diseño de moldes y dominar el software CAD, descifrar las peculiaridades de los rebajes y los ángulos de desmoldeo y, finalmente, aplicar las prácticas avanzadas del diseño de moldes, son medidas que definirán la calidad y la eficacia de su producto final.

Si quiere seguir siendo competitivo en los sectores que exigen piezas de plástico de alto rendimiento, entonces invertir en conocimientos sobre cómo diseñar moldes para piezas de plástico complejas no es negociable. No solo agilizará su proceso de fabricación, sino que también reducirá los plazos de entrega y aumentará la rentabilidad.

Ya se trate del desarrollo de dispositivos médicos, interiores de automóviles o bienes de consumo, un molde bien diseñado es su pasaporte hacia una producción constante y fiable.

Preguntas frecuentes sobre cómo diseñar moldes para piezas de plástico complejas 

1. ¿Cuál es el principio más importante en el diseño de moldes?

La más importante de ellas es que el grosor de la pared debe ser uniforme para evitar defectos como alabeos y hundimientos...

2. ¿Por qué son necesarios los ángulos de desmoldeo en el diseño de moldes?

Los ángulos de desmoldeo facilitan la expulsión de la pieza del molde, lo que evita posibles daños al molde y/o a la pieza.

3. ¿Cómo tratar los destalonamientos en una pieza de plástico compleja?

Normalmente se utilizan acciones laterales, elevadores o el rediseño de la pieza para evitar socavaduras.

4. ¿Qué software CAD es mejor para el diseño de moldes?

Las herramientas más populares para trabajar específicamente con el diseño de moldes son SolidWorks, Autodesk Moldflow y Siemens NX, ya que cuentan con amplias herramientas y propiedades de simulación de moldes.

5. ¿Cuál es la función del enfriamiento conformado en el utillaje de moldes?

La refrigeración conformada es un tipo de control de la temperatura y reducción del tiempo de ciclo que adopta la forma de la cavidad del molde, lo que resulta especialmente beneficioso para piezas de plástico complicadas.