Esta guía está dirigida a todas las empresas que desarrollan productos físicos. Le ayuda a elegir entre fundición al vacío y moldeo por inyección en el momento adecuado.
Según nuestra experiencia trabajando con equipos de productos, la diferencia real entre estos dos procesos no está en la tecnología en sí. Está en el momento.
La fundición al vacío y el moldeo por inyección pueden producir piezas que parecen muy similares. Pero la fundición al vacío le ayuda a verificar si el producto es realmente viable. Luego, el moldeo por inyección le ayuda a aumentar la producción una vez que haya confirmado que funciona.
Factor | Fundición al vacío | Moldeo por inyección |
Material del molde | Silicona | Acero o aluminio |
Tamaño de pedido típico | 10 a 500 partes | 500 a miles de piezas |
Costo de herramientas | Bajo | Alto |
Plazo de entrega de la primera parte. | Días | Semanas |
Vida útil del molde | Alrededor de 15 a 25 partes | Decenas de miles de ciclos |
Mejor ajuste | Prototipos, pruebas, pequeños lotes. | producción en masa |
Factor | Fundición al vacío | Moldeo por inyección |
La fundición al vacío comienza con la creación de un patrón maestro. El patrón maestro suele realizarse mediante impresión 3D o mecanizado CNC. Luego lo usas para crear un molde de silicona. Este molde puede replicar piezas que se ven, se sienten y funcionan cerca de las piezas moldeadas por inyección. Las propiedades del material son comparables. El acabado superficial es bueno. El ajuste del montaje es preciso. Pero usted no paga por las herramientas para moldes de producción.
Cuando aún no esté preparado para invertir en moldes de acero, le permitirá producir prototipos funcionales y productos de bajo volumen. Evita el alto coste inicial de las herramientas para moldes de inyección. Las piezas que obtenga pueden entregarse a los clientes, usarse en pruebas de campo o para pruebas mecánicas. La fundición al vacío es ideal para las siguientes situaciones:
Muchas empresas cometen el mismo error en las primeras etapas de desarrollo. Para ahorrar tiempo, pasan directamente de los prototipos impresos en 3D a los moldes de inyección. En realidad, los diseños de productos casi siempre necesitan cambios después de pruebas en el mundo real. Estos cambios pueden deberse a problemas de ajuste, problemas de fuerza o comentarios iniciales de los usuarios.
Un enfoque más confiable es realizar primero pruebas de prototipos, luego mejoras del diseño, luego verificaciones de bajo volumen y luego pasar a la producción en masa. La fundición al vacío puede servir como puente entre la creación de prototipos y el moldeo por inyección. Antes de invertir mucho dinero en moldes costosos y difíciles de modificar, primero puede realizar pruebas con un lote de piezas similares a las de producción o incluso realizar ventas de prueba.
El moldeo por inyección inyecta plástico fundido a alta presión en un molde de acero o aluminio. Una vez fabricado el molde, puede producir miles o incluso millones de piezas casi idénticas a un coste unitario muy bajo.
Esta ventaja económica sólo se mantiene cuando el volumen de producción es lo suficientemente alto como para distribuir la inversión en el molde entre una gran cantidad de piezas. El moldeo por inyección suele ser mejor para:
Si su producto encaja en una de estas categorías y es poco probable que el diseño cambie, el moldeo por inyección es la opción correcta a largo plazo.
El moldeo por inyección es un proceso poderoso, pero exige plena confianza en el diseño. Una vez mecanizado un molde de acero, las modificaciones son lentas y costosas. Un pequeño ajuste al espesor de una pared o una característica de ajuste a presión puede requerir volver a trabajar el molde, no solo modificar la pieza.
Saltarse la verificación y pasar directamente al moldeo por inyección genera una serie de costos adicionales en el futuro. Por ejemplo:
Si el diseño básico no se ha verificado completamente, el molde de inyección puede convertirse rápidamente en una carga.
La primera división real entre la fundición al vacío y el moldeo por inyección reside en el molde. Un molde de silicona para fundición al vacío normalmente cuesta sólo una fracción del precio de un molde de producción. A menudo se puede construir en cuestión de días. Cuando su diseño todavía tiene preguntas abiertas, la fundición al vacío es la opción mucho más segura.
Un molde de acero o aluminio moldeado por inyección exige una enorme inversión inicial. También requiere tiempo para el diseño del molde, el mecanizado y las pruebas antes de que salga la primera pieza buena. Esta inversión sólo tiene sentido cuando su volumen de producción es lo suficientemente alto como para distribuir el costo entre muchas piezas.
Muchos compradores comparan estos dos procesos basándose únicamente en el precio unitario, pero el costo total del proyecto es mucho más importante que el precio de las piezas individuales.
El costo de las piezas moldeadas por inyección es bajo, pero el costo inicial del molde es relativamente alto. Por el contrario, el remodelado al vacío tiene la situación opuesta. El coste de una sola pieza es mayor, pero como no es necesario pagar el molde de acero, el coste inicial es mucho menor.
Si el lote de producción está entre 50 y 500 piezas, teniendo en cuenta los moldes, el inventario y los riesgos de manera integral en lugar de centrarse únicamente en el precio unitario, el remodelado al vacío suele ser más rentable.
La velocidad es una de las principales razones por las que los equipos de productos eligen la fundición al vacío durante la etapa de desarrollo. Le ayuda a avanzar rápidamente en el flujo de trabajo:
Sin las etapas de diseño de molde y mecanizado, pasar de un archivo 3D a un primer lote de piezas cercanas a la producción suele llevar sólo unos días. Esto le permite probar el mercado más rápido, obtener comentarios de los clientes más rápido y completar iteraciones de diseño más rápido, incluso antes de invertir en un molde de acero.
Antes de que comience la producción, el moldeo por inyección necesita un período de preparación más largo. Primero se debe confirmar el diseño del molde. Luego se mecaniza el molde. Después de eso, se realizan pruebas en la máquina. Se toman las primeras muestras y se necesitan ajustes. Cada etapa toma tiempo real. Si se encuentran problemas más adelante, es posible que incluso tengas que retroceder un paso.
Una vez que su diseño esté realmente finalizado y ya no cambie mucho, el moldeo por inyección es una buena opción. Pero si todavía estás repitiendo el producto con frecuencia, un tiempo de entrega prolongado simplemente retrasará tu ritmo.
En las primeras etapas del ciclo de vida de un producto, la fundición al vacío suele ser la opción correcta. Considérelo seriamente si lo siguiente describe su situación actual:
Una vez que su producto pasa la etapa de prueba, el moldeo por inyección se convierte en la opción más adecuada. Tiene más sentido invertir en moldeo por inyección cuando se cumplen las siguientes condiciones:
Este es uno de los errores más comunes. Algunas nuevas empresas que están ansiosas por lanzarse y quieren pasar directamente a la producción en masa a menudo pasan al moldeo por inyección antes de que el producto esté realmente listo.
En esta etapa, el producto no ha sido completamente validado. Los comentarios de los usuarios son limitados. Es posible que el diseño aún necesite mejoras. Si los cambios se encuentran sólo después de que se ha mecanizado el molde, los costos de modificación son altos. A veces incluso superan el coste del molde original.
Algunas empresas siguen utilizando la fundición al vacío mucho después de que sus necesidades de producción hayan aumentado. Esto no es raro. El volumen de sus pedidos se mantiene estable desde hace tiempo en lotes de varios miles. Los pedidos repetidos vienen uno tras otro. Sin embargo, la empresa sigue realizando pedidos de fundición al vacío y retrasa el cambio al moldeo por inyección.
En este punto, los costos se revierten por completo. El precio por pieza no puede bajar. También se consume mucho tiempo. En conjunto, es posible que el dinero total gastado en la fundición al vacío haya excedido por mucho tiempo el costo de fabricar un molde de acero. Si se ha verificado su volumen de producción, cambiar al moldeo por inyección en este momento es en realidad la opción más práctica.
La elección de materiales suele ser otra área que puede causar problemas. No todas las piezas tienen los mismos requisitos de rendimiento del material. El material de fundición que elija debe coincidir con la función que debe realizar la pieza.
Si todavía está verificando su diseño, la fundición al vacío le ofrece piezas que puede probar en condiciones de trabajo reales. Evitas el riesgo de modificar moldes de acero. Si su diseño está finalizado y el volumen de producción aumenta constantemente, el moldeo por inyección le ofrece el costo más bajo en producción en masa.
En Xunjie, combinamos la impresión 3D con la fundición al vacío para ayudarle a pasar del concepto al mercado. Te ayudamos a evitar costes o retrasos innecesarios. Si no está seguro de qué proceso se adapta a su proyecto, no dude en hablar con nuestro equipo en cualquier momento.
1. ¿Puedo utilizar directamente una pieza impresa en 3D como patrón maestro para el moldeado de silicona? ¿O tengo que utilizar un patrón maestro mecanizado por CNC?
Absolutamente. Las piezas impresas SLA tienen una superficie relativamente lisa. Un simple lijado los deja listos para su uso directo. Las piezas impresas por FDM tienen líneas de capas gruesas. Debe aplicar masilla, lijar y rociar una capa transparente para lograr una superficie lisa. De lo contrario, la silicona copiará todas las texturas. La superficie del patrón maestro determina la apariencia de todas las piezas fundidas. Usar la impresión 3D para el patrón maestro es más rápido y económico que el mecanizado CNC. Ahorra más costos.
2. ¿Puedo utilizar directamente una pieza impresa en 3D como patrón maestro para hacer un molde de silicona? ¿O tengo que utilizar un maestro mecanizado por CNC?
Absolutamente. Las piezas impresas SLA tienen una superficie relativamente lisa. Puedes utilizarlos directamente después de un simple lijado. Las piezas impresas por FDM tienen líneas de capas gruesas. Necesitan relleno, lijado y una capa transparente para crear una superficie lisa. De lo contrario, la silicona copiará todas las texturas. La superficie del patrón maestro determina la apariencia de todas las piezas fundidas. Usar la impresión 3D para el patrón maestro es más rápido y económico que el mecanizado CNC. Combinado con la fundición al vacío, le permite validar rápidamente su producto.
3. Siempre hay pequeñas burbujas en las piezas fundidas al vacío. ¿Es esto inevitable? ¿Afecta mucho la fuerza y la apariencia?
En teoría, agitar y verter al vacío puede eliminar la mayor parte del aire. Pero a veces quedan burbujas muy pequeñas en las esquinas y surcos profundos. Esto es más evidente en piezas transparentes y piezas de paredes gruesas. Para comprobaciones funcionales generales, el efecto es pequeño. Pero si una burbuja se asienta justo sobre una sección transversal que soporta carga o sobre una superficie de sellado, la resistencia disminuirá. Las piezas fundidas al vacío no pueden igualar la densidad de las piezas moldeadas por inyección. El moldeo por inyección utiliza llenado a alta presión. Pero son lo suficientemente buenos para la mayoría de los casos. Puede especificar de antemano qué superficies son superficies de apariencia Clase A y empujar las burbujas a áreas no críticas.
4. Cuando se cambia de fundición al vacío a moldeo por inyección, ¿cambiará el peso de la pieza? ¿Cómo se calcula el peso de un dispositivo portátil sensible al peso?
Cambiará. La diferencia de densidad entre el poliuretano y los plásticos de producción puede alcanzar el 10% o incluso más. Al mismo volumen, las piezas de poliuretano suelen ser un poco más pesadas. Para el desarrollo de productos sensibles al peso, como dispositivos portátiles y drones, debe utilizar software 3D para calcular el peso objetivo en función de la densidad del material de producción. El prototipo moldeado al vacío primero debería replicar ese peso.
5. ¿Es grande la diferencia en la transmisión de luz entre las piezas transparentes fabricadas mediante fundición al vacío y las fabricadas mediante moldeo por inyección? ¿Se pueden usar como lentes?
El material transparente de poliuretano puede parecer muy claro a simple vista. Pero en su interior se forman fácilmente burbujas muy pequeñas. Bajo una luz intensa, tendrá una sensación un poco borrosa. Su transmitancia de luz es ligeramente menor que la del PC o PMMA de grado de moldeo por inyección. Además, la dureza de su superficie es blanda. Un rasguño de uña dejará una marca. Es suficiente para cubiertas de luces intermitentes y carcasas de transmisión de luz. Pero si desea una verdadera lente óptica, debe elegir el moldeo por inyección.
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