Prototipo de sierra circular con piezas metálicas estándar y piezas FDM azules

Prototipado funcional

Pruebe y perfeccione sus diseños con ensayos exigentes y precisos

Un desarrollo de producto ágil e iterativo es la promesa de la impresión 3D avanzada. El prototipado funcional con termoplásticos de ingeniería o materiales digitales revela cual será el rendimiento del próximo producto, mucho antes de proceder a la fabricación de las herramientas de producción.

Simulación de sobremoldeo

Prototipo de auriculares impreso en 3D en materiales similares al caucho y rígidos en color

La tecnología PolyJet de impresión en 3D ha revolucionado el diseño de productos gracias a la capacidad de inyectar dos o más materiales al mismo tiempo para crear prototipos con piezas sobremoldeadas impresas.

Sobremoldeo impreso en 3D PolyJet

El sobremoldeo es un proceso de moldeo en el que se combinan dos o más materiales para fabricar una sola pieza. Normalmente la pieza une sin problemas un plástico rígido con un elastómero similar al caucho. El resultado es una superficie de tacto suave y no deslizante habitual en herramientas eléctricas, cepillos de dientes, maquinillas de afeitar, electrónica de consumo, dispositivos médicos, etc.

Una pieza sobremoldeada comienza con el moldeo de un sustrato rígido de termoplástico. Encima del sustrato se moldea un elastómero de termoplástico. El sustrato plástico y el elastómero de termoplástico se unen mediante el moldeo por inserción o el moldeo por disparo múltiple.

El moldeo por inserción es un proceso de dos etapas. En primer lugar se moldea el sustrato rígido. A continuación, se coloca en una cavidad de molde en otra máquina de moldeo por inyección y se dispara el elastómero de termoplástico directamente sobre el sustrato. En contraposición, el moldeo por disparo múltiple se realiza en una prensa de moldeo por inyección que dispara varios materiales en una única operación. Esto permite sobremoldear el elastómero de termoplástico inmediatamente tras el moldeo del sustrato. La elección del método depende de una serie de factores entre los que se incluyen los volúmenes de producción, los costes de fabricación de herramientas y los diseños de piezas.

Maquinillas de afeitar impresas con materiales digitales

Para dar respuesta a los desafíos que plantea el diseño de un producto sobremoldeado, las empresas confían en distintos métodos de prototipado.

Opción 1: moldes de inyección de prototipos

Cuando el tiempo y el coste no son problema, el método ideal consiste en moldear por inyección piezas de prototipos mediante el sustrato seleccionado y los materiales de elastómero de termoplástico. Utilizando los métodos de producción y materiales, el prototipo posee la misma calidad que el producto final. El problema de este enfoque es que resulta extremadamente costoso, requiere mucho tiempo y no es flexible. Aunque el coste y los plazos dependen del tamaño y de la complejidad, normalmente este enfoque de prototipado cuesta entre 6000 y 50.000 USD y se tarda de tres a ocho semanas en completar.

Opción 2: moldes RTV

Como en el caso del moldeo por inserción, el proceso de moldeo RTV utiliza un molde para formar el componente base y otro para el área sobremoldeada. Cada molde requiere un patrón sobre el que se vierte la silicona líquida. El coste de los patrones y los moldes se sitúa normalmente entre 1000 y 5000 USD. El plazo habitual es de una a tres semanas.

Terminología

El sobremoldeo y los términos relacionados suelen confundirse o utilizarse de forma incorrecta. Esto se debe, en parte, a la amplia gama de aplicaciones en múltiples materiales que va más allá de los materiales suaves sobre sustratos rígidos. Otro motivo de la falta de claridad es que los términos pueden derivar de las características de la pieza moldeada o del proceso base. Por ejemplo, algunos utilizan sobremoldeo como sinónimo de moldeo por inserción. En este contexto, el sobremoldeo incluye el moldeo de plástico suave o rígido sobre cualquier tipo de material de base, incluido metal.

En general, moldeo en materiales múltiples es el término más preciso que utilizar al describir todos los procesos de moldeo por inyección que implican la fabricación de piezas con dos o más materiales. Este término engloba entonces:

  • Disparo múltiple
  • Componentes múltiples
  • Montaje en molde
  • Dos disparos
  • Disparo doble
  • Inyección múltiple
  • Moldeo por inserción
  • Sobremoldeo

¿Por qué la impresión 3D Connex?

El sistema de impresión Connex posee una tecnología única que es una de las innovaciones industriales más importantes de los últimos cinco años. La inyección de varios materiales permite sobremoldear en un único proceso de fabricación. Un modelo se puede construir de manera rápida y asequible: ideal cuando el diseño aún no es definitivo. Esta solución resulta mucho menos costosa y requiere menos tiempo. Está sustituyendo rápidamente al moldeo por inyección y al moldeo RTV para fabricar prototipos.

En un único proceso de fabricación y con poco esfuerzo es posible imprimir una pieza de prototipo para simular diversas variaciones de un producto sobremoldeo. Como se puso de manifiesto en el estudio de caso Vista: "La Connex le ofrece la oportunidad de evaluar más opciones de diseño en menos tiempo y a un menor coste".

Consejos para sobremoldeo impreso en 3D

Cree un mecanismo que le permita montar una pieza independiente en el conjunto completo de piezas rígidas y blandas. A continuación utilice la capacidad de Connex de imprimir hasta nueve materiales en un proceso de fabricación y monte cada pieza en el modelo para su evaluación. Etiquete cada pieza que evalúe con su valor de coeficiente de fricción correspondiente. La etiqueta le ayudará posteriormente a determinar de forma rápida la pieza que ha obtenido la mejor valoración en las pruebas de los criterios de evaluación.

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.