Ventajas del moldeo a presión

VENTAJAS DEL MOLDEO A PRESIÓN

El moldeo a presión es un proceso eficiente y económico que permite fabricar una variedad mucho más grande de formas y componentes que cualquier otra técnica de manufactura. Las piezas tienen una mayor vida útil y se pueden diseñar para complementar el atractivo visual de la pieza que las rodea. Los diseñadores pueden obtener numerosas ventajas y beneficios al fabricar piezas de moldeo a presión específicas.

Producción a alta velocidad: el moldeo a presión permite elaborar formas complejas con tolerancias más reducidas que muchos otros procesos de producción masiva. Prácticamente no se requiere maquinado y se pueden producir cientos de piezas idénticas sin la necesidad de herramientas adicionales.

Precisión y estabilidad dimensionales: el moldeo a presión permite producir piezas que son duraderas y estables desde el punto de vista dimensional, a la vez que permite mantener tolerancias reducidas. También son resistentes al calor

Peso y resistencia: las piezas de moldeo a presión son más fuertes que los moldes de inyección de plástico con las mismas dimensiones. Las piezas de moldeo de paredes delgadas son más resistentes y más livianas que las piezas fabricadas con otros métodos de moldeo. Además, puesto que las piezas de moldeo no están compuestas por piezas separadas soldadas o unidas, la resistencia es la de aleación más que la del proceso de unión.

Técnicas de acabado múltiples: las piezas de moldeo a presión pueden producirse con superficies lisas o texturadas, y se las puede enchapar o dar una terminación con una preparación mínima.

Ensamble simplificado: las piezas de moldeo permiten usar elementos de sujeción integrales, tales como clavos y tachuelas. Pueden cortarse núcleos según el tamaño de una perforación o se pueden moldear roscas externas.

DISEÑO DE MOLDEO A PRESIÓN

Hay muchas fuentes de información sobre el diseño de piezas de moldeo a presión. Estas incluyen libros de textos, artículos técnicos, bibliografía, revistas, seminarios y cursos brindados por sociedades de ingeniería, asociaciones de comercio y la industria. A menudo, el fabricante seleccionado para producir un componente es una excelente fuente de información.

Para obtener la máxima ventaja del proceso de moldeo a presión, siempre es buena idea aprovechar la vasta experiencia del fabricante de piezas de moldeo a presión. Los nuevos diseños deben revisarse durante las primeras etapas del desarrollo. Durante este intercambio de ideas, se pueden detectar formas de ahorro significativas.

Los datos que se muestran (tabla 5) sobre los límites aproximados de peso y dimensiones para el moldeo a presión de distintas aleaciones pueden varias en condiciones especiales. Si tiene dudas, llame al fabricante. Este está familiarizado con sus máquinas y equipos y puede hacerle sugerencias (durante la etapa de diseño) de cambio con respecto a las herramientas y la producción, permitiéndole reducir los costos.

Tabla 5:

LÍMITES APROXIMADOS DE PESO Y DIMENSIONES* PARA EL MOLDEO A PRESIÓN DE DISTINTAS ALEACIONES

Los datos corresponden a condiciones normales. En condiciones especiales, se pueden producir piezas más grandes con límites dimensionales más reducidos y secciones más delgadas.

Tipo de aleación (metal base)

ZINC

ALUMINIO

MAGNESIO

COBRE

Peso máximo de la pieza, lb

75

70

44

10

Grosor mínimo de la pared, piezas grandes, in

0.04**

0.08

0.1

0.09

Grosor mínimo de la pared, piezas pequeñas, pulg.

0.01**

0.04

0.04

0.06

Variación mínima de las dimensiones del dibujo por encima de una pulgada***, por pulgada de diámetro o longitud

0

0

0

0.01

Roscas, cant. máx. por pulg., externo

32

24

24

10

Orificios, diám. mín., pulg.****

0.05

0.08

0.08

0.25

GUÍAS DE DISEÑO

Los consejos para diseñar piezas de moldeo generalmente se basan en las prácticas recomendables o situaciones a evitar. No obstante, al igual que con la mayoría de las reglas, hay excepciones. Estas afectan los costos, la apariencia y/o la calidad del producto final. Las siguientes son guías que deberían tenerse en cuenta al diseñar piezas de moldeo a presión:

  1. Especifique las secciones delgadas que pueden ser moldeadas fácilmente y aún así tienen la resistencia y la rigidez adecuadas. Use nervaduras siempre que sea posible para lograr una resistencia máxima y un peso mínimo.
  2. Mantenga las secciones lo más uniformes posible. Cuando sea necesario variar las secciones, asegúrese de que las transiciones sean graduales para evitar que se concentren tensiones.
  3. Use formas simples y evite las protuberancias innecesarias.
  4. Es preferible un pequeño relieve a una superficie plana, en especial en el caso de piezas enchapadas o con acabados complejos.
  5. Utilice núcleos para orificios o huecos en los casos en que los ahorros en metal y los costos generales superen los costos del uso de herramientas.
  6. Diseñe núcleos para una extracción sencilla a fin de evitar complicaciones en la construcción y operación de la matriz.
  7. Evite los núcleos pequeños. Pueden doblarse o quebrarse fácilmente y requerir un reemplazo más frecuente. Hacer orificios pequeños en las piezas de moldeo por lo general tiene un costo menor al de usar núcleos pequeños.
  8. Evite el uso de socavados que aumentan los costos operativos a menos que el ahorro en metal u otras ventajas justifiquen plenamente estos costos adicionales.
  9. Asegúrese de que las paredes laterales tengan la suficiente conicidad como para permitir la fácil extracción de la pieza de moldeo de la matriz sin distorsiones.
  10. Coloque tochos en todas las esquinas internas y evite que las esquinas externas sean puntiagudas. Algunas consideraciones especiales podrían justificar no tomar estas medidas.
  11. El diseño de la pieza de moldeo debe contemplar la ubicación de los pernos expulsores. Tenga en cuenta el efecto de las marcas causadas por la expulsión sobre la apariencia y la funcionalidad. La ubicación de los pernos de expulsión está determinada por la ubicación y la magnitud del encogimiento del metal en las piezas moldeadas a medida que el metal se enfría en la matriz.
  12. Incluya roscas moldeadas en lugar de roscas cortadas si esto resulta en ahorros netos.
  13. Se pueden diseñar piezas de moldeo que modifiquen la apariencia de un producto terminado por cuestiones estéticas o para combinar con otras piezas.
  14. Los insertos se deben diseñar de manera tal que estén firmes en su lugar mediante sujeciones adecuadas que los mantengan dentro de la pieza de moldeo.
  15. Diseñe las piezas de manera tal que se eviten los costos por la eliminación de rebabas.
  16. Nunca utilice tolerancias dimensionales menores a lo esencial. Esto incrementa los costos.
  17. Diseñe las piezas de moldeo de manera tal que se utilice el menor maquinado posible.
  18. Si se necesita el uso de maquinado, use el metal suficiente para los cortes requeridos.
  19. Considere las áreas de contacto de las superficies que deberán pulirse o lustrarse. Evite huecos profundos y bordes afilados.

Se pueden fabricar matrices para partes simples y complejas. Las piezas con socavados externos o protuberancias en las paredes laterales por lo general requerirán correderas, lo que aumentará los costos. No obstante, en muchos casos el ahorro de metal u otras ventajas como secciones uniformes en las paredes compensarán el costo extra o incidirán en la economía neta de los costos generales. Esto se da especialmente en el caso de grandes cantidades.

COMPARACIÓN CON OTROS PRODUCTOS

Moldes de inyección de plástico
Comparadas con los moldes de inyección de plástico, las piezas de moldeo son más resistentes, más rígidas, más estables en cuanto a las dimensiones y más resistentes al calor, además de ser mucho más superiores que los plásticos en cuanto a las propiedades y costos. Ayudan a evitar las emisiones de radiofrecuencia y electromagnéticas. En el caso del enchapado en cromo, las piezas de moldeo a presión son mucho más superiores que el plástico. Las piezas de moldeo a presión tienen un alto grado de permanencia bajo carga en comparación con los plásticos, y son completamente resistentes a los rayos ultravioleta, al desgaste y al descascaramiento por tensión en la presencia de varios reactivos. Los ciclos de fabricación para producir piezas de moldeo a presión son mucho más rápidos que los de los moldes de inyección de plástico. No obstante, los plásticos pueden ser más económicos en relación con el volumen unitario, pueden tener propiedades de color que por lo general eliminan el paso del acabado, son sensibles al calor y son buenos aislantes eléctricos.

Moldeo por arena
En comparación con el moldeo por arena, el moldeo a presión requiere mucho menos maquinado. Las piezas pueden hacerse con paredes más delgadas y pueden tener todos o casi todos los orificios realizados con núcleos cortados a medida y límites dimensionales más reducidos; se producen más rápido en matrices que sirven para miles de piezas de moldeo sin reemplazo; no requieren núcleos nuevos por cada pieza; tienen insertos que se mantienen en su lugar y superficies más lisas; e implican costos de mano de obra mucho menores por pieza de moldeo. El moldeo por arena, por otra parte, puede realizarse con metales ferrosos y con muchas aleaciones no ferrosas que no son aptas para el moldeo a presión. Hay formas que no pueden producirse con el moldeo a presión pero sí con el moldeo por arena; el tamaño máximo puede ser mayor; el costo de las herramientas es por lo general menor y se pueden producir cantidades menores de forma más económica.

Moldeo a presión en molde permanente
En comparación con el moldeo en molde permanente, el moldeo a presión puede permitir límites dimensionales más reducidos y secciones más delgadas; se pueden extraer núcleos; las piezas de moldeo a presión se producen a velocidades más rápidas con menos trabajo manual, tienen superficies más lisas y por lo general tienen un costo menor por pieza. El moldeo a presión en molde permanente implica costos algo menores en herramientas, y puede hacerse con núcleos de arena para producir formas que no se pueden producir con el moldeo a presión.

Forjas
En comparación con las forjas, las piezas de moldeo a presión pueden tener formas más complejas y algunas formas no pueden forjarse; pueden tener secciones más delgadas, dimensiones más reducidas y núcleos que no pueden realizarse con las forjas. No obstante, las forjas son más densas y resistentes que las piezas de moldeo a presión, tienen propiedades de aleaciones forjadas, y además pueden producirse en metales ferrosos y otros metales y en tamaños no aptos para el moldeo a presión.

Gravado
En comparación con el gravado, una pieza de moldeo a presión por lo general puede reemplazar varias piezas. El moldeo a presión por lo general requiere menos operaciones de ensamble, puede realizarse con límites dimensionales más reducidos, puede tener prácticamente la variación deseada en el grosor de las secciones, implica menos gastos en recortes, y puede producir formas más complejas y formas no aptas para el gravado. Los gravados, por otra parte, tienen propiedades de los metales forjados; pueden producirse en acero y aleaciones no aptas para el moldeo a presión y, en sus formas más simples, se producen más rápido y pueden pesar menos que las piezas de moldeo a presión.

Productos para máquinas de fabricar tornillos
En comparación con los productos para máquinas de fabricar tornillos, las piezas de moldeo a presión se producen generalmente más rápido, implican mucho menos gastos en recortes, pueden producirse en formas complejas o imposibles de producir con materiales en barra o tubulares, y puede que se requieran menos operaciones. Por otra parte, los productos para máquinas de fabricar tornillos pueden producirse en acero y aleaciones que no pueden ser moldeadas a presión. Tienen las propiedades de los metales forjados e implican menos gastos en herramientas.