Materiales de herramientas de moldeo por inyección: aluminio vs. Acero

Ya sea la primera vez que trabaje con moldeo por inyección o la primera vez que reconsidere su material de herramientas de moldeo por inyección, siempre es bueno considerar diferentes opciones para comprender cómo pueden afectar su producción general. Le explicaremos los pros y los contras de trabajar con los dos materiales más utilizados aquí en Jaycon Systems: acero P20 y aluminio. Vamos a describir por qué cada uno es mejor para los fines previstos.

Para comprender los pros y los contras de elegir aluminio o acero para moldeo por inyección, es importante tener en cuenta que todos los materiales de moldes tienen diferentes propiedades y aplicaciones. Para lograr los mejores resultados, se debe elegir el material más apropiado para la base y el núcleo del molde según los requisitos del proyecto.

El acero P20 es el material más utilizado para moldes en la industria de fabricación de plásticos debido a sus características únicas. Algunas de sus principales propiedades incluyen:

Dureza;

Buena capacidad de pulido;

Posibilidad de tratamiento térmico después del mecanizado;

Buena resistencia a la corrosión;

Buena resistencia al desgaste y al desgarro;

Buena estabilidad térmica.

El material P20 es un acero versátil de baja aleación que se caracteriza por su dureza y nivel de resistencia moderado. Por lo general, se vende en condiciones de endurecimiento previo con una dureza de aproximadamente 40 a 50 HRC (la escala de dureza Rockwell sube a 100). Tener una mezcla homogénea de aleaciones permite que el acero P20 obtenga una dureza uniforme en todo el material. En el acero P20, la presencia de metales como el cromo y el níquel mejora su resistencia y dureza, haciéndolo más deseable que otros materiales.

Dicho esto, el mayor impacto que estas propiedades tendrán en la pieza terminada es la capacidad del molde para producir miles de piezas con un desgaste mínimo. Esto es ideal para grandes series de producción de más de 50,000 piezas.

Durante su búsqueda de materiales para herramientas de moldeo por inyección, es posible que haya encontrado Maraging 300, PAS 940 y Berlin Copper. Tienen propiedades similares a P20, sin embargo, su selección es muy específica para las industrias de nicho. Estos materiales pueden ser bastante costosos debido a su composición y propiedades especiales.

Ahora vamos al aluminio. Para sorpresa de la mayoría de las personas, el aluminio puede ofrecer ventajas apalancadas. Algunos de ellos incluyen:

El aluminio tiene una tasa de transferencia de calor 5 veces mejor. Con una mejor conductividad, la posición de las líneas de enfriamiento se vuelve menos crítica, lo que permite colocar más componentes del molde.

El aluminio ha demostrado una reducción en el tiempo del ciclo de producción de hasta un 30%.

El proceso de tratamiento térmico para el aluminio es mucho mejor que el del acero, ya que no es necesario enviarlo para recocerlo. El recocido es un proceso de tratamiento térmico para metales para eliminar tensiones internas y endurecer el material.

El aluminio es más rentable que el acero.

Aunque los moldes de aluminio tienen sus ventajas, solo es capaz de producir entre una y dos mil unidades, mientras que el acero puede garantizar un mínimo de 50,000 unidades. Entonces, si tiene una producción pequeña, el aluminio será su método de herramientas preferido a una fracción del costo del acero.

Sin embargo, el aluminio tiene sus desventajas. Debido a su naturaleza de baja densidad, la selección de textura también es bastante limitada en comparación con el acero. Además, tallar más de una muesca puede convertirse en un problema debido al desgaste constante en la superficie del molde. Esto lleva a realizar una modificación en todo el molde en lugar de un área en particular, lo que a su vez causa más diferencias en la calidad de salida del producto final. Después de unos pocos miles de ciclos de producción, las cavidades del molde comienzan a desgastarse, causando no conformidades en su producto, lo que en consecuencia genera mayores costos de herramientas. Para que el aluminio alcance el nivel de acero en términos de dureza, debería ser anodizado o chapado con níquel.

Ya sea que esté buscando acero o aluminio, es importante tener en cuenta que la mayoría de los moldes están hechos con precisión utilizando una máquina de herramientas CNC (control numérico por computadora). Un CNC es una máquina programada por computadora que funciona automáticamente, haciendo cortes, cavidades y acabados especiales para un bloque de material utilizando taladros, sierras y / u otras herramientas. Dicho esto, es especialmente importante elegir un material que la máquina CNC pueda cortar. Además, los materiales más duros como el P20 requieren herramientas especiales y más esfuerzo para ser fresados que su contraparte de aluminio, lo que a su vez aumenta su costo total.

Aunque depende de usted determinar la ruta de herramientas a seguir, observar los requisitos generales del proyecto, como el volumen de producción, puede servir como una gran guía para elegir el material correcto para su proyecto. Su selección puede ahorrarle costos a largo y corto plazo.