Moldes: así se hacen los recipientes de plástico

Los recipientes de plásticos son un pilar fundamental de varias industrias. Gracias a su bajo costo y las características de sus materiales, pueden utilizarse para contener y transportar todo tipo de productos. Veamos cómo se hacen, qué hay detrás de su fabricación y su material más utilizado.

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Moldes: así se hacen los recipientes de plástico

Los plásticos de policarbonato
Los plásticos de policarbonato (PC) son un termoplástico amorfo transparente natural. Aunque están disponibles comercialmente en una variedad de colores (quizás translúcidos y quizás no), la materia prima permite la transmisión interna de luz casi en la misma capacidad que el vidrio. Los polímeros de policarbonato se usan para producir una variedad de materiales y son particularmente útiles cuando la resistencia al impacto y / o la transparencia son un requisito del producto (por ejemplo, en vidrio a prueba de balas). Los plásticos de policarbonato se usan comúnmente para lentes de plástico en gafas, dispositivos médicos, componentes automotrices, equipo de protección, invernaderos, discos digitales, accesorios de iluminación exterior y recipientes de plástico. El policarbonato también tiene muy buena resistencia al calor y se puede combinar con materiales ignífugos sin una degradación significativa del material. Los plásticos de policarbonato son plásticos de ingeniería en el sentido de que generalmente se usan para materiales más capaces y robustos, como en superficies resistentes al impacto como "vidrio".

Otra característica del policarbonato es que es muy flexible. Por lo general, se puede formar a temperatura ambiente sin agrietarse ni romperse, similar a la chapa de aluminio. Aunque la deformación puede ser más simple con la aplicación de calor. Esta característica hace que el material laminar de policarbonato sea particularmente útil en aplicaciones de creación de prototipos en las que la chapa carece de viabilidad (por ejemplo, cuando se requiere transparencia o cuando se requiere un material no conductor con buenas propiedades de aislamiento eléctrico).

Mecanizado CNC y comparación con la impresión 3D
En términos básicos, el fresado por máquinas de control numérico por computadora es un método "sustractivo" para procesar la materia prima (pieza de trabajo o material) con un cortador giratorio similar a un taladro (fresa de extremo) a través de un conjunto de movimientos multiaxiales, impulsados ​​por computadora del cabezal de corte. Puedes considerarlo como un robot equipado con una herramienta Dremel.

Algunos de los molinos del centro de maquinado CNC más básicos se asemejan a una taladradora con esteroides. Un número creciente de ellos está diseñado específicamente para usos domésticos y de oficina, y tienen un aspecto más sofisticado, pero aún así, en comparación con tecnologías como la impresión 3D, que produce formas 3D por deposición aditiva, el mecanizado CNC parece bastante salvaje.

Por desgracia, por ahora, las tecnologías FDM aditivas de nivel básico siguen siendo bastante inútiles para trabajos de aficionados de bajo costo y alta calidad; Esto puede cambiar en los próximos años con la llegada de impresoras SLA asequibles, pero esa revolución aún está por llegar. Hoy, el CNC tiene una clara ventaja en al menos cuatro items:

Precisión:  los molinos CNC a menudo cuentan con resoluciones mecánicas de 1 µm (0,001 mm) en todos los ejes, y producen superficies lisas de seda para piezas complejas casi arbitrarias.

Elección de materiales: las máquinas CNC funcionan con materiales baratos y básicos, desde cera hasta plásticos transparentes, PCB, madera, yeso, aluminio y acero. Las impresoras 3D, por otro lado, están restringidas a un pequeño conjunto de existencias patentadas y producen piezas que rara vez son adecuadas para aplicaciones exigentes, principalmente debido a la baja resistencia.

Costo por parte: el costo de hacer una pequeña parte de plástico de alta resistencia, de grado de ingeniería, o de caucho resistente, rara vez supera los 25 centavos de dólar; la materia prima ronda los $ 15 por litro.

En comparación, los materiales utilizados por las impresoras 3D de alta definición oscilan entre $ 300 y $ 500 por litro.

Velocidad: un proceso de corte típico dura entre 5 minutos y 3 horas en una fresadora CNC de tamaño mediano. Cuando está hecho, está hecho: no necesita quitar soportes intrincados, lavar, arenar, pulir, sellar o curar la pieza. La mayoría de las tecnologías aditivas tardan mucho más tiempo en producir piezas utilizables de tamaño similar, y casi siempre requieren un trabajo manual minucioso para deshacerse de los artefactos de fabricación.

El mecanizado CNC es el elemento básico de la fabricación industrial. Tenga en cuenta que casi todos los artículos producidos en masa, desde iPads hasta botellas de refrescos, hacen frente a esta realidad de una manera elegante.

Las virtudes de la fundición de resina
La fundición de resina es un proceso ingenioso que implica crear un molde y luego verter una resina de polímero líquida de dos componentes en la cavidad del molde. Una vez que la resina fragua, la parte terminada se retira y el molde se puede volver a usar. Este método de replicar piezas es un proceso popular de varios oficios, pero rara vez se emplea en trabajos de impresión CNC o 3D amateur. A pesar de parecer innecesariamente complicado, la sobrecarga es bastante modesta, y el proceso tiene algunas ventajas interesantes sobre el mecanizado directo (o la impresión) de la forma deseada:

PuedeS utilizar casi cualquier material, incluidas algunas opciones realmente exóticas. Claro, los molinos CNC pueden hacer frente a casi todo lo que les arrojas, pero necesitas obtener un stock adecuado y luego adaptar el proceso en consecuencia. Algunos materiales pueden ser difíciles de encontrar exactamente con la variedad y la forma que necesitas. Otros pueden ser difíciles de mecanizar rápidamente, especialmente si estás dando los primeros pasos con esta tecnología: por ejemplo, mecanizar compuestos de fibra de carbono o gomas suaves es un verdadero dolor de cabeza.

El proceso de fundición brinda la opción de evitar la molestia cuando lo desees: domina el flujo de trabajo para obtener una tabla de herramientas de alta fidelidad fácilmente mecanizable (o imprime piezas en plástico endeble); y luego haz la parte final con caucho, material compuesto relleno de vidrio, metal de bajo punto de fusión u hormigón.

Puedes personalizar la apariencia de la pieza, prácticamente de forma gratuita. No es necesario gastar dinero en una variedad de materiales de diferentes colores solo para que tus proyectos se vean bien. Agrega varias gotas de una tinta para cambiar el color de una resina común a tu antojo: ¿quieres un color agua? ¿Turquesa? ¿Rosa fluorescente? No hay problema.

Puedes replicar y ajustar partes fácilmente. ¿Necesitas hacer 50 ruedas dentadas idénticas? ¿Necesitas reemplazar una pieza rota? ¿Necesitas cambiar la resistencia al impacto o la flexibilidad de un componente? ¿Cambiar a una goma que sea un poco más blanda o un poco más firme? ¿Crear originales recipientes de plástico? Simplemente mezcla la resina y vértela en un molde existente. Los parámetros del sistema líquido se pueden ajustar fácilmente, nuevamente, prácticamente sin costo adicional.

Puedes conservar materiales y tiempo. El mecanizado directo de piezas implica comenzar con un bloque de material y luego eliminar la mayor parte para obtener la forma deseada. Esto puede ser un desperdicio. Las cavidades del molde, por otro lado, se pueden fresar rápidamente en una pieza de material de forma casi arbitraria, y cuando ya no se necesita, se pueden llenar con masilla o simplemente rasurar para dejar espacio para el próximo proyecto. Tampoco tienes que preocuparte por soportar la geometría a través del proceso de fresado o impresión: la parte inferior de la cavidad del molde inherentemente hace ese trabajo.

Lo mejor de todo, cuando se realiza correctamente, la fundición de resina es esencialmente perfecta para píxeles, proporcionando copias con una precisión dimensional sorprendente y detalles de selección tan finos que solo puede verlos bajo un microscopio.