Formech termoformó láminas delgadas de ABS y HIPS para envases con moldes impresos en 3D
Formech, una empresa de diseño y fabricación de máquinas de moldeo en vacío evaluó la viabilidad de utilizar moldes impresos en 3D con su maquinaria de moldeo en vacío y nos comunicó los resultados.
Descarga nuestro libro blanco que documenta los pasos de fabricación y ensayos del termoformado con moldes impresos en 3D, así como tres casos de estudio más, recomendaciones de diseño y condiciones de moldeo para dar forma a los termoplásticos comunes.
¿Por qué imprimir en 3D los moldes para el termoformado?
se fabrican mediante el mecanizado CNC de metal para grandes volúmenes de producción o con madera o tableros compuestos (de espuma o fibra de vidrio) para lotes más pequeños. Todos estos procesos requieren costes elevados de equipo y mano de obra para los ajustes de CAM y el uso de la máquina. Externalizar el molde conlleva semanas de espera hasta la entrega y puede costar miles de dólares. Por lo tanto, producir cantidades limitadas de piezas termoformadas para prototipos o lotes de bajo volumen no suele ser una opción viable.
La impresión 3D de escritorio es una potente solución para fabricar herramientas con rapidez y bajos costes. Requiere un equipamiento mínimo, con lo que se ahorra en tiempo y operarios expertos de CNC que pueden dedicarse mientras tanto a otras tareas importantes. Con la impresión 3D en sus propias instalaciones, los fabricantes y los diseñadores de productos pueden introducir el utillaje rápido en el proceso de desarrollo de productos para validar las decisiones de diseño y materiales antes de pasar a la producción en serie. Pueden realizar iteraciones rápidamente, acelerar el desarrollo de productos y lanzar productos mejores al mercado.
La tecnología de impresión 3D por estereolitografía (SLA) es una buena elección para el moldeo. Se caracteriza por un acabado de la superficie liso y una alta precisión que la herramienta trasladará a la pieza final y que también facilita el desmoldeo. Los moldes que se fabrican con impresoras 3D SLA tienen enlaces químicos que los hacen totalmente densos e isotrópicos. De ese modo, se producen moldes funcionales con una calidad imposible para otras tecnologías comunes de impresión 3D, como el modelado por deposición fundida (FDM). Además, la impresión 3D SLA ofrece una libertad de diseño inigualable para crear moldes complejos e intrincados.
Las impresoras SLA de escritorio, como la Form 3+, se pueden integrar fácilmente en cualquier proceso de trabajo, ya que resultan fáciles de instalar, usar y mantener. Al mismo tiempo que es lo suficientemente compacta para una oficina, la impresora 3D de gran formato Form 3L permite fabricar piezas y moldes de gran tamaño. Además, Formlabs ofrece una amplia gama de materiales de ingeniería con propiedades mecánicas y térmicas que encajan bien con la fabricación de herramientas.
Investigación de Formech, líder en el diseño y fabricación de máquinas de moldeo en vacío
Formech es uno de los líderes en el sector del diseño y fabricación de máquinas de moldeo en vacío, con 40 años de experencia a la hora de ofrecer en todo el mundo soluciones completas que incluyan servicios de asesoría, equipamiento, instalación y formación. Su catálogo de máquinas abarca desde máquinas manuales hasta máquinas completamente automáticas.
Formech está explorando técnicas innovadoras para ayudar a su comunidad a alcanzar el éxito y obtener flexibilidad con el utillaje bajo demanda es uno de sus intereses. Uno de sus últimos estudios de investigación evaluó la viabilidad de utilizar moldes impresos en 3D en su maquinaria de moldeo en vacío.
La moldeadora en vacío Formech 686 que se utilizó en el estudio y las láminas moldeadas terminadas (izquierda).
Detalles del estudio y geometrías de referencia
Para reflejar un objeto termoformado común en su evaluación, Formech diseñó un estuche de bolsillo con las siguientes especificaciones:
- Las medidas de la pieza eran 200 mm x 160 mm x 42 mm.
- Incluía un texto en relieve de 20 mm x 130 mm x 0,4 mm, los logotipos seguían la curvatura de la cara del estuche y contenían un pequeño socavado.
- El grosor de la pared era 6 mm y los ángulos de desmoldeo eran de 3 grados.
- Los agujeros de vacío son de 1 mm de diámetro.
- El molde se dibujó hueco, con un grosor de la pared de 3 mm en la base para limitar el consumo de resina. Se colocaron nervios adicionales en la parte inferior para obtener un mejor soporte mecánico y un flujo de aire mejorado.
- Había cuatro bandas planas en la cuadrícula de la parte inferior para fijar la herramienta a la plataforma base de la máquina de moldeo en vacío con cinta de espuma de doble cara o mediante tornillos.
La pieza de ensayo fue un estuche de bolsillo, un objeto termoformado común. El molde se imprimió con la Grey Resin en una impresora Form 3L.
Resultados
Se utilizaron con éxito moldes impresos con la Grey Resin y la Rigid 10K Resin para termoformar láminas de ABS y HIPS de 1,5 mm de grosor.
El equipo de Formech moldeó 50 piezas de láminas de ABS y HIPS de 1,5 mm de grosor en cada herramienta impresa. Los moldeos en vacío se produjeron de un modo similar a los métodos de producción convencionales, sin margen para el sobrecalentamiento de las herramientas. Se siguieron tiempos de ciclo constantes. La calidad de las piezas moldeadas fue parecida a la de las piezas que se obtienen con utillaje tradicional.
Descarga el informe completo para ver los detalles del estudio, que incluyen recomendaciones de impresión 3D e información sobre el ensamblaje del molde y las condiciones del proceso.
