El moldeo por inyección es una tecnología de fabricación tradicional con una historia de más de 100 años.luego inyectarlo en moldes pre-diseñados bajo alta presión, y obtener piezas de plástico después de enfriamiento y solidificación.
- Indicadores clave de los procesos:
- Ciclo de moldeo: generalmente de 10 a 60 segundos por pieza (varía según el tamaño y la complejidad de la pieza)
- Control de tolerancia: puede alcanzar ±0,02 mm para piezas de precisión
- Tasa de utilización del material: Más del 95% (con un diseño razonable)
La impresión 3D, o fabricación aditiva, construye objetos apilando materiales capa por capa de acuerdo con los datos del modelo 3D.SLA (estereolitografía), y SLS (sinterizado por láser selectivo), cada uno con características únicas:
| Tipo de tecnología |
Rango de materiales |
Precisión |
La rugosidad de la superficie |
Aplicación típica |
| El FDM |
Se aplican las siguientes medidas: |
± 0,1 mm |
50 a 200 μm |
Construcción de prototipos, piezas de baja carga |
| SLA |
Resina fotopolímérica |
± 0,05 mm |
10 a 50 μm |
Prototipos de alta precisión |
| El SLS |
Accesorios para la fabricación de productos químicos |
± 0,15 mm |
30 a 80 μm |
Partes funcionales, componentes resistentes al desgaste |
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Las economías de escala: Una vez terminados los moldes, el coste unitario disminuye significativamente con el aumento del volumen de producción.000 yuanes tendrá un costo unitario de sólo 1.2 yuanes cuando la producción alcanza las 100.000 piezas (incluida la amortización del molde).
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La versatilidad material: Compatible con más del 80% de los plásticos de ingeniería, incluido el PP (polipropileno) para recipientes de alimentos, el ABS (estireno de acrilonitril butadieno) para carcasas electrónicas,y POM (polioximetileno) para piezas de alto desgaste como engranajes.
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Calidad de la superficie: Puede alcanzar una rugosidad superficial de Ra 0,8-1,6 μm sin postprocesamiento, cumpliendo con los requisitos de las piezas interiores de automóviles y electrónica de consumo.
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Libertad de diseño: Permite la fabricación de estructuras que son difíciles o imposibles con el moldeo por inyección, tales como:
- Las estructuras de rejilla para el peso ligero (por ejemplo, soportes aeroespaciales con una reducción de peso del 40%)
- Canales de flujo interno con curvas complejas (por ejemplo, colectores de dispositivos médicos)
- Las demás máquinas y aparatos para la fabricación o el almacenamiento de materiales de construcción
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Iteración rápida: acorta el ciclo de desarrollo del producto desde el diseño hasta la verificación física.Una empresa de electrónica de consumo redujo el ciclo de verificación de prototipos de 8 semanas (usando métodos tradicionales) a 3 días al adoptar la impresión 3D SLA.
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Capacidad de personalización: mantiene los costes unitarios estables incluso cuando se producen productos personalizados. Un laboratorio dental, por ejemplo, produce 50 alineadores de ortodoncia personalizados al día con una calidad y un coste constantes.
- Inversiones iniciales elevadas: Los moldes de precisión para piezas complejas (por ejemplo, marcos de salpicaderos de automóviles) pueden costar entre 200.000 y 500.000 yuanes, con un ciclo de producción de 8 a 12 semanas.
- Restricciones de diseño: Los recortes y las cavidades internas complejas a menudo requieren moldes divididos, lo que aumenta los costes y reduce la resistencia estructural.una carcasa de bomba de agua con un canal interno en espiral requeriría un molde de 5 partes, aumentando la complejidad de la producción.
- Altos costos de modificación: Un ligero cambio en las dimensiones del producto (por ejemplo, un ajuste de 0,5 mm en una funda de teléfono móvil) puede requerir un nuevo trabajo del molde, que cuesta entre el 30% y el 50% del precio original del molde.
- Las diferencias en el rendimiento de los materiales: La mayoría de los materiales de impresión 3D tienen propiedades mecánicas inferiores a sus contrapartes moldeadas por inyección.mientras que el ABS moldeado por inyección alcanza 40-45MPa.
- Eficiencia de la producción: Una pieza de 10 cm × 10 cm × 10 cm tarda 4-6 horas en imprimirse con FDM, mientras que el moldeo por inyección puede producir 50-100 piezas al mismo tiempo.
- Requisitos posteriores al tratamiento: Las piezas impresas con SLA requieren limpieza por resina y curado UV, y las piezas FDM requieren pulido por líneas de capas para lograr una superficie lisa, lo que agrega un 20%-30% al tiempo total de producción.
Un nuevo fabricante de vehículos energéticos se enfrentó al siguiente desafío:desarrollo de un colector de refrigeración de baterías con un complejo canal de flujo interno (que requiere 12 canales curvos) y planificación de la producción en masa de 50, 000 unidades/año.
- Fase de desarrollo: Se utilizó impresión 3D SLS (material de nylon) para producir 10 prototipos, verificando la eficiencia del flujo y la resistencia estructural en 1 semana, evitando el riesgo de modificación del molde.
- Fase de producción en masa: Después de finalizar el diseño, cambió al moldeo por inyección (material PA6 + GF30), reduciendo el costo unitario de 50 USD (3 impresión en D) a 7 USD, satisfaciendo la demanda de producción en masa.
Un fabricante de implantes ortopédicos necesitaba producir 200 tallos femorales personalizados, cada uno de los cuales coincidía con la estructura ósea del paciente (basado en tomografías computarizadas).
- Solución de impresión 3D: Adoptó tecnología SLM (Selective Laser Melting) con aleación de titanio Ti6Al4V, fabricando directamente implantes a partir de modelos 3D. Cada implante tardó 12 horas en imprimirse, con un costo unitario de 8,000 yuanes,y el proyecto total se completó en 3 semanas.
- Infectibilidad del moldeado por inyección: Los moldes personalizados para cada implante costarían 50.000 yuanes/conjunto, lo que resultaría en un costo total de más de 10 millones de yuanes, lo cual es económicamente inviable.
Una marca de teléfonos inteligentes lanzó una nueva funda de auriculares, con un plan de producción anual de 1 millón de unidades, que requiere un acabado de superficie alto (Ra <0.8μm) y resistencia al impacto.
- Solución de moldeo por inyección: Material PC/ABS usado con un molde de 2 cavidades (coste 180.000 yuanes). El ciclo de moldeo fue de 30 segundos, con un costo unitario de 8 yuanes, y la producción en masa se logró 10 semanas después de la finalización del molde.
- Comparación de la impresión 3D: El uso de la tecnología SLA resultaría en un coste unitario de 65 yuanes y un tiempo de producción de 2 horas por pieza, lo que hace imposible satisfacer la demanda anual de producción.
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