¿Cómo elegir una técnica de fabricación de moldes?
¿Cuál es la mejor técnica de fabricación de moldes para una aplicación determinada? Depende de un par de factores importantes, incluido el material deseado de la pieza final, el proceso de fabricación previsto, la geometría del modelo y el volumen de producción.
A continuación se explica en las siguientes etapas un enfoque simplificado, paso a paso, para elegir la mejor técnica para su proyecto de fabricación:
1. Describa los criterios de desarrollo de su proyecto
Un plan maestro de fabricación puede ayudar a crear detalles claros de lo que se espera de un proyecto, su cronograma de desarrollo y el presupuesto disponible. Ya sea que esté planeando crear piezas personalizadas o producir en masa miles del mismo artículo, definirá qué opciones elegir en los siguientes pasos. Los criterios de desarrollo pueden variar según el proyecto, pero generalmente incluyen el diseño de la pieza, tamaño, material, calidad, tolerancias requeridas, cronograma, volumen de producción requerido, restricciones de costos, etc.
En el desarrollo de productos, el documento inicial que responde a muchas de estas preguntas suele ser el documento de requisitos del producto (PRD), mientras que la lista de materiales (BOM) es la lista completa de piezas, elementos, ensamblajes y otros materiales necesarios para crear un producto.
2. Seleccione el proceso de fabricación
El proceso de fabricación adecuado para una determinada pieza depende en gran medida de los criterios de desarrollo. En algunos casos, se pueden utilizar múltiples procesos de producción para crear cualquier diseño determinado. Como regla general, elija el proceso que pueda producir la pieza dada con la calidad requerida, al menor costo y cumpliendo al mismo tiempo con el resto de los criterios de desarrollo. La elección del material y el volumen de fabricación son probablemente los factores más importantes que influyen en su decisión.
Para piezas de plástico, puede leer nuestra guía de procesos de fabricación de plásticos.
3. Seleccione la técnica de fabricación de moldes
Una vez que se decide por el proceso de fabricación adecuado, el tipo de molde para el proceso también viene definido en gran medida por los criterios de desarrollo. Si bien los factores exactos dependen del proceso de fabricación, estas son algunas de las consideraciones más importantes al elegir una técnica de fabricación de moldes:
Diseño de la pieza: Intente simplificar el diseño tanto como sea posible y alinearlo con las reglas de diseño del proceso de fabricación determinado para poder elegir la técnica que pueda lograr los menores costos. Es posible que los diseños simples solo requieran moldes que se puedan crear con técnicas manuales, mientras que los diseños complejos a menudo requieren moldes de varias partes y herramientas de fabricación digital como impresoras 3D o mecanizado CNC para crear.
Volumen de producción: Las producciones de gran volumen requieren moldes duraderos que puedan replicar modelos con precisión sin desgastarse después de algunos usos. Sin embargo, la fabricación de este tipo de herramientas conlleva costes y plazos de entrega elevados. Para piezas únicas y lotes de menor volumen, podría ser más eficiente elegir moldes más baratos que se puedan crear más rápido, como moldes de sacrificio o moldes blandos que se puedan desechar cuando comiencen a mostrar signos de desgaste irreparable.
Calidad: Tolerancias más estrictas requieren moldes y herramientas más precisos para crear, como herramientas de fabricación digital, y deben ser más duraderas para garantizar una calidad constante de las piezas a lo largo de múltiples ciclos.
Línea de tiempo: La producción de moldes metálicos complejos suele tardar meses a través de un proveedor de servicios. Si está trabajando en un cronograma más corto, intente buscar alternativas que puedan acortar el tiempo de entrega, como Herramientas rápidas impresas en 3D.
Material: Los materiales que tienen un punto de fusión más alto o son más abrasivos requerirán moldes que sean más duraderos y puedan crear el volumen requerido de piezas sin degradación.
Descripción del material del molde | |||||||
Material | Características del material y aplicación. | ||||||
S136H | Es acero para herramientas no bordado de alta calidad. Excelente resistencia a la corrosión, rotación de pulido, resistencia al desgaste, maquinabilidad, la electroerosión puede obtener un efecto de procesamiento ultra espejo y una superficie de alta calidad, temple con excelente estabilidad. La superficie de la cavidad permanece lisa después de un largo período de uso. Los moldes no necesitan protección especial cuando se utilizan o almacenan en un ambiente húmedo. Recomendado para moldes de inyección y moldes de plástico corrosivos con altos requerimientos de pulido. | ||||||
718H | Es acero de aleación de cromo-níquel-molibdeno fundido al vacío, acero para matrices de plástico preendurecido modificado, que ha sido endurecido y revenido antes de salir de fábrica. No hay riesgo de agrietamiento ni deformación por tratamiento térmico. Puede nitrurarse y endurecerse a la llama sin tratamiento térmico para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste de la matriz. Excelente rendimiento de pulido y resistencia al desgaste mejorada. Se utiliza para moldes de inyección y extrusión de materiales termoplásticos, moldes de plástico con alto acabado superficial, moldes de soplado, moldes conformadores, piezas estructurales, ejes. | ||||||
P20 | El acero para matrices P20 es un tipo de acero para matrices de plástico, debido a que su rendimiento de mecanizado es mejor y tiene cierto abrasivo. En cuanto a su rango de dureza, debería poder alcanzar285-330HB, que se puede convertir en 30-36HRC, para satisfacer las necesidades generales. | ||||||
NAK80 | El acero pretemplado (36-43 HRC), sin tratamiento térmico, puede mecanizarse directamente; La dureza de la superficie y el centro es uniforme, buena maquinabilidad; Excelente mecanizado por descarga, el rectificado después del mecanizado por descarga es muy fácil, porque la dureza de la superficie del mecanizado por descarga es uniforme y la dureza de la capa blanca es baja; Buen pulido de espejos; Buena soldabilidad; Buena propiedad de grabado; Tamaño estable, adecuado para piezas de precisión y producción en masa. Debido a la influencia de su composición química, el material es quebradizo y es fácil de agrietar en el lugar donde se concentra la tensión de procesamiento cuando se utiliza en moldes más complejos. Alta sensibilidad térmica, es necesario precalentar durante la soldadura, preservar el calor y calentar después de la soldadura y revenir el estrés, de lo contrario habrá riesgo de falla en la soldadura. Cabe señalar que los cambios de tamaño se producirán cuando la temperatura de procesamiento supere los 520 ℃. | ||||||
8402 | A temperaturas altas y bajas, tiene buena resistencia al desgaste, excelente tenacidad y ductilidad, estabilidad y excelente procesamiento y pulido rotatorio, excelente resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fatiga térmica, excelente templabilidad, deformación de tamaño pequeño por tratamiento térmico. Se utiliza para matrices de forja en caliente de metal, matrices de extrusión de aluminio, matrices de plástico, matrices de fundición a presión de aluminio, etc. | ||||||
8407 | El acero especial 8407 es un acero para herramientas de aleación de cromo, molibdeno y vanadio. Es un acero de alta pureza y estructura fina obtenido mediante tecnología especial de fabricación de acero y estricto control de calidad. La isotropía (isotropía) de 8407 es mejor que la del H13 en el sistema de fabricación de acero tradicional general. Esto es más valioso para la resistencia a la fatiga mecánica y la resistencia a la fatiga por estrés térmico de moldes, como moldes de fundición a presión, moldes de forja y moldes de extrusión. Por lo tanto, la dureza del troquel del 8407 puede ser entre 1 y 2 horas más alta que la del H13 ordinario sin sacrificar la tenacidad. La alta dureza puede ralentizar la aparición de grietas en caliente y mejorar la vida útil de la matriz. | ||||||
ASP-23 | Es acero en polvo de cromo-molibdeno-vanadio, alta resistencia al desgaste (resistencia al desgaste abrasivo), alta resistencia a la compresión, excelente templabilidad, buena tenacidad, buena estabilidad dimensional del tratamiento térmico, buena resistencia al ablandamiento del temple. Asp-23 es especialmente adecuado para materiales delgados que se van a procesar y formar, o fallas de matrices debido a desgaste abrasivo mixto y desgaste por adherencia, o desgaste abrasivo por conocimiento, y el riesgo de deformación plástica de la superficie también es alto. Por ejemplo, corte de acero con medio o alto contenido de carbono, corte de placa de acero endurecido o tira de acero laminada en frío, molde de plástico que contiene fibra de vidrio. | ||||||
XW-42 | Es un tipo de acero para herramientas con alto contenido de carbono y aleación de cromo que contiene molibdeno y vanadio. La resistencia al desgaste y la tenacidad, excelentes propiedades de enfriamiento, a menudo se recomiendan para su uso en moldes que requieren buena resistencia al desgaste y tenacidad adecuada (resistencia al impacto). Tales como: moldes de hardware de precisión, moldes de semiconductores, piezas de precisión, etc. | ||||||
#45 Acero | El acero #45 es un acero estructural al carbono de alta calidad con baja dureza y fácil corte. Se suele utilizar como encofrado, brote, poste guía, etc. en el molde, pero hay que tratarlo térmicamente. Las piezas templadas y revenidas tienen buenas propiedades mecánicas integrales y se utilizan ampliamente en varias piezas estructurales importantes, especialmente en bielas, pernos, engranajes y ejes que trabajan bajo cargas alternas. Sin embargo, la dureza de la superficie es baja y no resistente al desgaste. La dureza superficial de las piezas se puede mejorar mediante temple y revenido + templado superficial. doblar | ||||||
#50 Acero | El acero tiene una maquinabilidad media, baja plasticidad por deformación en frío, pobre soldabilidad, sin fragilidad durante el tratamiento térmico, pero baja templabilidad. El diámetro crítico en agua es de 13 a 30 mm y tiende a agrietarse durante el enfriamiento con agua. Este acero se utiliza generalmente después de un tratamiento térmico como normalizado, templado y revenido, o templado superficial de alta frecuencia. Es adecuado para fabricar piezas de troqueles con alta resistencia al desgaste y grandes cargas dinámicas e impactos. |