Sugerencia de Diseño

5 formas de utilizar el ángulo de inclinación para mejorar la moldeabilidad de su pieza

Acostúmbrese a aplicar ángulos de inclinación desde el principio a las piezas moldeadas por inyección y ahorrará tiempo de producción y dinero

Al desarrollar piezas que van a fabricarse mediante moldeo por inyección de plásticos, resulta fundamental la aplicación de un ángulo de inclinación para mejorar la moldeabilidad de la pieza. Su ausencia implica un mayor riesgo de acabado antiestético para las piezas, que podrían incluso curvarse, romperse o alabearse a causa de las tensiones de moldeo existentes durante el enfriamiento del plástico. Asimismo, la inexistencia de ángulos de inclinación podría impedir la expulsión de las piezas del molde, dañando las piezas e, incluso, el propio molde, con el consecuente retraso y pérdida económica.

 

Le mostramos a continuación cinco formas de facilitar la moldeabilidad de las piezas usando ángulos de inclinación.

Drafted and undrafted cubes
Un cubo sin ángulo de inclinación (izquierda) y un cubo con ángulo de inclinación (derecha).
1. PREVER ÁNGULOS DE INCLINACIÓN DESDE EL PRINCIPIO

Ignorar los ángulos de inclinación al principio del proceso de diseño es un error frecuente en la creación de prototipos con procesos de impresión en 3D y mecanizado CNC, donde el ángulo de inclinación no es necesario. El método capa a capa con que se construyen las piezas impresas en 3D permite producir prácticamente cualquier diseño prestando escasa atención a la moldeabilidad. Lo mismo puede decirse de las piezas mecanizadas, ya que la expulsión de la pieza es un problema exclusivo del moldeo.

Pero, en caso de que el diseño de un prototipo pueda llegar a ser moldeado por inyección, es recomendable diseñar ángulos de inclinación en las piezas desde el primer momento. El ángulo de inclinación podría alterar la forma o el ajuste de una pieza durante el montaje, así como su estética general; por lo tanto, el diseño con ángulos de inclinación, aunque estos no sean necesarios técnicamente, le ayudará a evitar sorpresas, como costosos rediseños y desarrollo de prototipos adicionales.

Diseñe teniendo en cuenta sus futuras necesidades, no solo las actuales. Cuando la pieza se prepara para pasar de la impresión en 3D o del mecanizado al moldeo por inyección con sus ángulos de inclinación ya integrados, el diseño se acelera y la producción puede comenzar antes. No se limite a sí mismo a la impresión o el mecanizado fabricando un producto que necesita más trabajo de diseño antes de poder ser moldeado.

2. RESPETAR LAS NORMAS DE CREACIÓN DE ÁNGULOS DE INCLINACIÓN

Lo cierto es que no existe un ángulo de inclinación estándar que sirva para cualquier diseño de pieza. Hay que tener en cuenta una serie de factores como el grosor de las paredes, la selección del material, la expulsión, los porcentajes de encogimiento, el acabado o textura, la profundidad de las paredes y las posibilidades de fabricación. Pero no se asuste, existen algunas sencillas reglas que pueden ayudarle.

Al diseñar una pieza, deje el máximo ángulo de inclinación que sea posible: por lo general, se necesita 1 grado de ángulo de inclinación por cada 25 mm de profundidad de la cavidad, pero esto puede variar en función de los factores ya citados. Intente cumplir estas directrices generales:

  • Se recomienda encarecidamente 0,5 grados en todas las caras verticales.
  • De 1 a 2 grados se adaptan muy bien a la mayoría de las situaciones.
  • 3 grados es el mínimo para un cierre (metal que se desliza sobre metal).
  • Se precisan 3 grados para el granallado ligero (PM-T1)
  • Se precisan 5 grados o más para el granallado grueso (PM-T2)
Draft and minimum thickness table
Ángulos de inclinación basados en la profundidad de la cavidad y en el grosor de la forma (anchura de la nervadura mecanizada). Aunque se han utilizado cifras conservadoras para exponer la relación entre el grosor de las paredes, la profundidad y el ángulo de desmoldeo, el uso de esta tabla puede mejorar enormemente la moldeabilidad

¿Qué se puede hacer en caso de que el ángulo de inclinación tenga un efecto negativo sobre el comportamiento de la pieza? Las piezas pueden diseñarse con 0,5 grados de ángulo de inclinación, o incluso con solo 0,25 grados, lo que siempre será mejor que un ángulo de inclinación de cero grados. También en este caso el menor grado de inclinación posible depende del material, de la geometría de la pieza y del fabricante, por lo que debe consultar al fabricante antes de finalizar una pieza con un ángulo de inclinación muy limitado.

Muchos moldes de inyección para pequeños volúmenes de producción se fabrican con aluminio y usan el mecanizado CNC para fresar casi todas las formas del núcleo y de las cavidades del molde. Con menor cantidad de piezas e inserciones fabricadas que un molde de acero para producción, puede ser necesario mayor ángulo de inclinación y grosor de pared para producir las mismas piezas con un molde de aluminio debido al diámetro, longitud y ángulo de inclinación de las fresadoras radiales utilizadas en su creación. Normalmente, el incremento de ángulo de inclinación y de grosor no afectará a las piezas e incluso podría mejorar el comportamiento del molde de producción final.

Illustration of drafted, undrafted walls
Una pared sin ángulo de desmoldeo con el espacio adecuado para la herramienta (izquierda), una pared alta sin ángulo de desmoldeo y sin el espacio necesario para la herramienta (centro) y una pared con ángulo de desmoldeo que ofrece el espacio adecuado para la fresadora radial (derecha).
3. TENER EN CUENTA EL ACABADO DE LA SUPERFICIE

¿Cómo afecta el ángulo de inclinación al acabado de las piezas? En pocas palabras, la ausencia de ángulo de inclinación en el molde provocaría el arrastre de la superficie moldeada durante la apertura y expulsión de las piezas, creando arañazos en el acabado de la superficie. Dado que todos los termoplásticos encogen al enfriar en el molde, se crea una gran tensión superficial, lo que impide que la pieza se libere limpiamente durante la expulsión. Esta tensión crea pequeños arañazos en la superficie pulida y puede ser aún más dañina en superficies graneadas si se olvida el ángulo de inclinación.

El graneado se aplica de muchas formas distintas, pero todas ellas crean diminutas contrasalidas por las picaduras de la superficie del molde. La textura de las paredes del molde bloquearía el desplazamiento de la pieza si no fuese por nuestro viejo amigo, el ángulo de inclinación. Dejando un grado de ángulo de inclinación, la pieza puede desplazarse un poco antes de que el encogimiento de moldeo pueda borrar las pequeñas contrasalidas, de modo que se minimiza el problema de arrastre o arañazos producidos en la pieza por el molde. Proto Labs necesita un mínimo de 3 grados de ángulo de inclinación para un acabado de granallado ligero (PM-T1) y de 5 grados para un acabado de granallado medio (PM-T2).

Proto Labs puede aplicar siete acabados diferentes a moldes para termoplásticos, desde superficies sin ningún acabado a superficies con un pulido excepcional o, incluso, granalladas.

Deep-rib versus core-cavity
El método de nervadura profunda (a la izquierda) y el método de núcleo-cavidad (a la derecha).
4. APLICAR EL MÉTODO NÚCLEO-CAVIDAD

Añadir un ángulo de inclinación a una caja puede crear problemas si no se aplica correctamente. Al aplicar el ángulo de inclinación a las paredes interiores y exteriores, diséñelas paralelas entre sí para evitar nervaduras profundas en el molde que dificulten la ventilación, la expulsión, el acabado del molde y la fabricación. Considere la posibilidad de usar un método núcleo-cavidad para el diseño, ya que esto abre la cavidad y el núcleo del molde para el pulido, acelera la velocidad de fabricación y, en líneas generales, facilita el proceso de moldeo.

5. APROVECHAR LAS VENTAJAS DEL ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD (GRATUITO)

Una de las herramientas más valiosas de Proto Labs es nuestro análisis gratuito de las posibilidades de fabricación de un diseño (DFM, por sus siglas en inglés), que se proporciona para cada archivo CAD 3D cargado en nuestro sitio web. En pocas horas, usted recibirá un presupuesto en el que se resaltan las partes del modelo que necesitan un ángulo de inclinación e, incluso, se sugieren posibles modificaciones que mejoren el ángulo de inclinación de esas secciones. Es un buen control de calidad para evitar futuros problemas de moldeabilidad.

Cargue un modelo CAD 3D en protolabs.es para obtener un análisis completo. Para cuestiones técnicas o sobre el ángulo de inclinación, no dude en contactar con nuestro servicio de Atención al Cliente a través de customerservice@protolabs.es o el +34 (0)9 11 43 68 30.

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