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Una solución rápida y rentable

Moldeo por soplado con impresoras 3D

Nadav Sella, Application Sales Manager, Jay Beversdoarf y Dr. Lior Zonder, Application Engineers de Stratasys Ltd.

04/11/2013
El moldeo por soplado es el proceso de fabricación que realiza piezas de plástico huecas, como por ejemplo botellas y otros envases. La fabricación de estos artículos es rápida y económica sin embargo los prototipos en la primera fase de diseño, tienden a ser lentos y costosos. Por este motivo, las empresas de moldeo por soplado han evitado la realización de los prototipos. Veamos las ventajas del moldeo por soplado impreso en 3D.

El moldeo por soplado impreso en 3D representa una solución rápida y rentable para hacer prototipos con material definitivo termoplástico, además se pueden utilizar los procesos de fabricación tradicional o la extrusión por soplado o la inyección de pre-formas con moldeo por soplado.

El prototipo permite al diseñador validar el diseño de la botella, así como realizar pruebas funcionales tanto del modelo como en el proceso.

Moldeo por soplado con las impresoras 3D Polyjet o FDM

La impresión 3D ofrece una oportunidad para crear el prototipo del moldeo por soplado con mayor rapidez y a menor coste. Las empresas pueden diseñar un molde, construir la herramienta y el prototipo del molde de alta calidad. Los avances en las tecnologías FDM y Polyjet incluyen una mejor calidad de la superficie, durabilidad, velocidad y bajo coste. Con esta tecnología el proceso de fabricación de un molde de soplado es más gratificante.

Los moldes realizados en FDM o Polyjet pueden ser instalados en las máquinas de moldeo por soplado por extrusión, así como en las máquinas de moldeo por soplado de preformas, cubriendo con ello una amplia gama de productos, geometrías y materiales termoplásticos. Las imágenes siguientes muestran el uso de herramientas impresas en 3D en los diferentes procesos de moldeo por soplado.

En la figura 1, La herramienta impresa en 3D se monta en la máquina de soplado por extrusión. Esta se calienta y es formada y aprisionada dentro del molde impreso.

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Figura 1. Desde la parte superior izquierda: Diseño CAD del molde de extrusión por soplado. Molde impreso con PolyJet. Se utilizan insertos metálicos para evitar el contacto directo del extractor con el molde impreso. Molde de soplado montado en la máquina. Botella de polietileno fabricada usando el molde impreso en 3D.

La Figura 2 ilustra como la herramienta impresa en 3D se puede utilizar en el proceso de inyección de plástico. La herramienta se puede imprimir como inserto colocándolo dentro de un marco de metal o como molde directamente. La figura 3 ofrece una descripción detallada del proceso de fabricación.

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Figura 2. Izquierda: los insertos imprimidos en PolyJet se pueden ensamblar en un bastidor de metal. Derecha: un molde completo impreso en FDM.
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Figura 3. Fases 1 y 2: La pre-forma está condicionada por la variación de temperatura. 3: Calienta la pre-forma introducida en la herramienta impresa. 4: La pre-forma se infla en el molde y se expulsa después de su enfriamiento. 5: Producción de botellas de calidad.

Los insertos de los moldes que se muestran en la figura 3 se han imprimido con la tecnología Polyjet utilizando el material Digital ABS ideal para utilizarlos en entornos con elevadas temperaturas. En la tabla 1 se detalla el tiempo de impresión y el consumo de material relacionado con la producción de la herramienta:

 

Consumo: material del modelo [g]

Consumo: material de soporte [g]

Tiempo de impression [horas]

500 ml Molde impreso

1.485

562

9,47

Tabla 1. *Calculado con una impresora Connex 500 de Stratasys y se refiere a la impresión de ambas mitades.

Impresión 3D de herramientas con FDM, caso de éxito

Un fabricante de contenedores utiliza Stratasys para reducir costes y tiempo en el desarrollo de productos de moldeado por soplado, en concreto, el objetivo fue prototipar y producir partes de alta calidad en cinco días en lugar de siete semanas y de hacerlo en un menor costo.

La empresa seleccionó una botella de 152 milímetros de altura y 76 de diámetro como proyecto piloto. Utilizó un sistema de producción Fortus de Stratasys y el material PC (Policarbonato) para realizar una herramienta de cavidad y una base de molde de aluminio mecanizado. El molde de soplado fue diseñado y construido en apenas dos días. Con solo pequeños cambios en el diseño de la herramienta y en el proceso de moldeo, la botella fue moldeada por soplado en BP Solvay Fortiflex HP 58, un polietileno de alta densidad. Todo el proceso se completó en menos de cinco días y el prototipo moldeado reunió los criterios de calidad de producción.

Comparación entre la impresión 3D y la fabricación de moldes tradicional

Método

Costo

Tiempo

Tradicional

800 $

10 días

FDM

350 $

2 días

Resultado

56%

80%

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Dos mitades del molde en material PC (policarbonato) montados en cavidades.
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El prototipo moldeado por soplado está listo para la evaluación.

Los moldes impresos en 3D

Son el mejor ajuste para el moldeo de soplado cuando:

  • Los niveles de producción son bajos para ser moldeados o personalizados
  • Tenemos varios diseños que considerar
  • Los prototipos tienen que ser en el material plástico final
  • Probablemente son necesarios cambios en el diseño.

Beneficios de las herramientas del moldeo de soplado impresas en 3D:

  • Reducción del tiempo del 70%
  • Reducción del costo del prototipo del molde del 80%
  • Durabilidad en cientos de ciclos
  • Poca o ninguna necesidad de procesamiento posterior.

Empresas o entidades relacionadas

Comher, S.L.

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