Columna: ¿Se puede hacer lo mismo con plástico? ¿Moldeo por inyección también con un molde de plástico…?

¿Es imprescindible que las herramientas para el moldeo por inyección sean de acero? Los insertos de resina fabricados mediante impresión 3D permiten obtener prototipos muy similares a los de producción en serie y pequeñas series de plásticos como el PP o el PA6 en tan solo unos días.

Quienes trabajan en el sector del procesamiento de plásticos suelen conocer el planteamiento de esta serie de artículos desde una única perspectiva: ¿qué componente metálico o inorgánico puede sustituirse por un polímero inteligente? Pero hoy le damos la vuelta a la cuestión y la analizamos desde el otro lado: ¿es posible, en realidad, el moldeo por inyección con plástico —concretamente en lo que respecta al molde—, que se pueda fabricar mediante impresión 3D a partir de una resina rellena?

La primera reacción de los profesionales suele ser de cautela: ¿Por qué demonios habría que utilizar insertos de resina? ¡Si no aguantan nada!

«Just in Time» y «Just Enough»

La verdadera ventaja no radica en la propia herramienta, sino en la pieza. En lugar de fabricar un prototipo mediante impresión 3D con filamento, polvo o resina, se obtiene una pieza fabricada exactamente con el mismo material que se utilizará posteriormente en la producción en serie. Esto resulta interesante cuando se deben procesar materiales que apenas se pueden fabricar mediante fabricación aditiva, o que no se pueden fabricar en absoluto, como el PP, el POM o el PA6. Al mismo tiempo, las superficies, la contracción y los socavados se ajustan mucho más al proceso de producción en serie posterior que en el caso de un componente fabricado mediante fabricación aditiva.

Los insertos de resina impresos no sustituyen al acero, pero cubren las carencias en la fabricación de prototipos y series pequeñas.

Todo ello se consigue por una fracción del coste de un molde metálico y con plazos de producción extremadamente reducidos: los ciclos de desarrollo se acortan y los cambios en el diseño pueden evaluarse en pocos días, en lugar de varias semanas. La experiencia del SKZ demuestra lo grande que puede ser este ahorro de tiempo: entre la solicitud de un cliente un lunes por la mañana y las primeras piezas moldeadas por inyección fabricadas transcurrieron tan solo cuatro días. Esto hace que sea económicamente viable realizar varias iteraciones del molde, que los productos alcancen la madurez comercial más rápidamente y que incluso las series pequeñas resulten interesantes desde el punto de vista del moldeo por inyección. Esto se aplica desde el inicio temprano de la producción en serie hasta la fabricación rentable de piezas de recambio y productos descatalogados en pequeñas cantidades. Para este tipo de aplicaciones, un molde convencional de acero a menudo resultaría difícilmente justificable desde el punto de vista económico.

Retos específicos de los materiales 

No obstante, el uso de resinas plantea retos específicos relacionados con el material. Mientras que el acero disipa rápidamente el calor del componente, la resina actúa más bien como una capa aislante y, en los tiempos de ciclo, se convierte rápidamente en el factor limitante. Además, las altas presiones de inyección y las fuerzas de desmoldeo exigen un diseño preciso y un control adaptado del proceso de moldeo por inyección: quien aplique tal cual los parámetros de proceso habituales para un molde de acero se llevará rápidamente una desagradable sorpresa.

Las herramientas fabricadas mediante impresión 3D no van a sustituir al acero, y ese tampoco es el objetivo. Más bien, cubren el vacío existente entre los prototipos fabricados mediante impresión 3D y las herramientas de producción en serie. De este modo, se pueden acelerar significativamente el desarrollo, las pruebas y las series pequeñas. Quizá por eso la respuesta a la pregunta de esta columna no sea solo «sí». También demuestra que, a veces, el plástico convence precisamente donde menos se espera, incluso en un molde de inyección.