Impresión 3D vs. Moldeo de silicona vs. Molde de acero

Impresión 3D, moldeo de silicona, molde de acero: ¿cuál es la mejor solución para usted?

¿Se encuentra ante el dilema de elegir entre la impresión 3D, el moldeo de silicona o el moldeo de acero durante el desarrollo de un nuevo producto? En este artículo, analizaremos tres procesos principales y le brindaremos una comprensión clara de cómo adaptar con precisión el método de producción según la etapa de desarrollo del producto y la capacidad del mercado. Si aún tiene dudas, contacte con nuestros ingenieros profesionales al final de este artículo para obtener soluciones personalizadas para el desarrollo de nuevos productos.

 

Impresión 3D: desarrollo ágil con costo de molde cero

¿Qué es la impresión 3D?

 Impresión 3D Es un proceso de construcción directa de sólidos tridimensionales mediante el apilamiento de materiales (plástico/resina/metal) capa a capa, sin necesidad de moldes para maximizar la libertad de diseño. Se trata de un proceso de fabricación de objetos basado en un modelo digital mediante la acumulación de materiales. A diferencia del mecanizado CNC (fabricación de materiales sustractivos) o la fundición (fabricación de materiales isotermos), el proceso convencional consta de tres métodos de acumulación de materiales: extrusión de termoplásticos por fusión FDM, curado láser UV SLA de resinas líquidas y sinterización láser SLS de polvos poliméricos. Tras el posprocesamiento de las piezas moldeadas, se pueden obtener las piezas terminadas.

¿Qué información deben proporcionar los clientes?

Si su nuevo producto requiere prototipado 3D, deberá proporcionar la documentación necesaria: modelo 3D (formato STP/IGS) y requisitos de parámetros: tolerancias dimensionales, requisitos de tratamiento superficial (pintura/recubrimiento), requisitos funcionales (resistencia a la temperatura/impacto) y escenarios de aplicación del producto final. Nuestros ingenieros analizarán la información que nos proporcione y le ofrecerán sugerencias profesionales de viabilidad de producción. Si no dispone de un diseñador que le diseñe planos 3D, Grandshine también puede ofrecerle servicios de diseño de productos.

Tipos de productos adecuados para la impresión 3D

El proceso de impresión 3D se utiliza principalmente en las primeras etapas del desarrollo de productos para verificar los conceptos de diseño, analizar su estructura y demostrar sus funciones básicas. La impresión 3D permite obtener estructuras con formas que el proceso tradicional no puede realizar, como piezas de esqueleto, equipos médicos, guías quirúrgicas, modelos dentales, etc., y permite demostrar a bajo costo la viabilidad del diseño de productos.

¿Qué materiales se pueden producir mediante impresión 3D??

Gracias al prototipado rápido y económico, la impresión 3D permite producir productos plásticos como PLA, ABS, nailon, PETG, etc.; productos de alta resistencia y resistencia a altas temperaturas como PC, PP, Peek, resinas fotosensibles y productos de resina estándar con alta precisión y superficie lisa. Si no está seguro de qué material necesita para la impresión 3D, simplemente explique a nuestro equipo de ingeniería el escenario de aplicación de su producto y la categoría de prueba requerida, y le brindaremos asesoramiento profesional.

Ventajas y desventajas de la impresión 3D

Las ventajas de la impresión 3D radican en la capacidad de producir a costo de molde cero, ordenar desde 1 pieza y entrega rápida en 5 días, y la capacidad de justificar rápidamente el diseño del producto a bajo costo, soportar estructuras complejas de una sola vez y diseñar modificaciones y actualizaciones.

 

Sin embargo, la impresión 3D también presenta desventajas obvias, como el alto costo por pieza, la baja eficiencia en la producción en masa y la imposibilidad de que algunos productos realicen pruebas funcionales o se fabriquen en masa. Si su producto se encuentra en la etapa inicial de diseño, puede usar la impresión 3D para la demostración del diseño y para realizar múltiples modificaciones y ajustes. Si necesita realizar pruebas de producción en lotes pequeños, puede considerar el servicio de moldeo de silicona de Grandshine.

 

Moldeo de silicona: la mejor opción para la producción de pruebas en lotes pequeños

¿Qué es el moldeo de silicona?

Re-moldeo de silicona (También conocido como inyección al vacío, molde blando de silicona) es un tipo de proceso que utiliza piezas de prototipos impresos en 3D como modelo maestro. Se copia el molde de silicona y luego se utiliza en un entorno de vacío para la producción de piezas de plástico en lotes pequeños. Su objetivo principal es satisfacer la demanda de producción de prueba en lotes pequeños (de docenas a cientos de piezas), sin la necesidad de abrir moldes de acero costosos, y lograr un rendimiento similar al de las piezas moldeadas por inyección para pruebas previas a la comercialización o la experiencia de usuario previa al producto.

Proceso de producción de moldeo de silicona

Hay 4 pasos principales en el remodelado de silicona:

Paso 1: La impresión 3D (por ejemplo, resina fotosensible/SLA) se utiliza para producir un prototipo de producto de alta precisión (es decir, molde maestro), en general, la precisión puede alcanzar los 0,2 mm.

Paso 2: Fije el molde maestro en el marco del molde y vierta silicona líquida; después del curado, corte la silicona y retire el molde maestro para formar una cavidad hueca (es decir, un molde blando de silicona).

Paso 3: Coloque el molde blando de silicona en el equipo de fundición al vacío, inyecte material PC, ABS, PP, POM, PU y otros materiales en el molde de silicona; después del curado, desmolde y obtenga la réplica.

Paso 4: Tratamiento de superficies, como pulverización de aceite o proceso de enchapado.

 

¿Qué tipo de productos se pueden producir mediante el remodelado de silicona??

El remodelado de silicona puede producir pequeñas cantidades de diversos productos:

Productos de material duro (como ABS, PP, PC): tales como conchas, botones, funda protectora, etc.

Productos de materiales blandos (como TPU, TPR): como mangos de equipos médicos, juntas blandas y piezas interiores de automóviles.

Productos de material transparente de grado óptico: como lentes de escáner y productos ópticos.

Productos de materiales especiales ignífugos o de calidad alimentaria: como carcasas de electrodomésticos o utensilios de cocina de silicona.

La precisión del moldeo de silicona puede alcanzar los 0,2 mm, lo que equivale prácticamente a la precisión dimensional de los productos moldeados de acero. Esta tecnología se utiliza ampliamente en electrónica de consumo, equipos médicos, automoción, regalos, electrodomésticos y otros sectores.

Fiabilidad del moldeo de silicona

Quizás le preocupe que los productos de lotes pequeños fabricados mediante remodelado de silicona no superen la prueba de fiabilidad. No tiene que preocuparse demasiado por este problema, ya que la mayoría de los productos remodelados de silicona alcanzan una resistencia de 80% en piezas moldeadas por inyección, lo cual es sólido y fiable para un uso a corto plazo. Además, este producto de lotes pequeños puede superar la prueba de ciclo de temperatura de -30 °C a 80 °C. También supera las pruebas de certificación EN71-3 (juguetes) y RoHS (electrónica). Por lo tanto, los productos moldeados de silicona de corto plazo son sólidos y fiables, y pueden satisfacer sus necesidades de venta previas al mercado.

Ventajas y desventajas del moldeo de silicona

El remoldeo de silicona ofrece una gran ventaja: el costo del molde es de tan solo 1-5% ($200-$800) que el de acero. El plazo de entrega del molde es muy corto, de aproximadamente 10 a 15 días para el primer lote. Los moldes de acero tardan entre 20 y 40 días, y el ciclo de desarrollo del producto, al menos 45 días. El remoldeo de silicona permite la producción de lotes pequeños; un conjunto de remoldeo de silicona puede producir de 20 a 50 piezas con mayor flexibilidad, y la superficie del producto es similar a la de las piezas moldeadas por inyección. Los moldes de acero suelen requerir un pedido mínimo de 1000 piezas o más, y la personalización del color también tiene un número mínimo de restricciones.

Sin embargo, el moldeo de silicona también presenta desventajas obvias. En primer lugar, la precisión dimensional del producto solo alcanza ±0,2 mm (inferior a la de los moldes de acero; los moldes de acero de alta precisión alcanzan 0,01 mm). En segundo lugar, la resistencia a la intemperie de los productos remoldeados de silicona es deficiente, se amarillean con facilidad y se deforman con el tiempo, lo que impide su uso a largo plazo. Finalmente, la vida útil del molde es corta, y una producción de más de 50 piezas puede deformarse y aumentar el riesgo de errores dimensionales.

Nuestro servicio de moldeo de silicona

Si su pronóstico de desarrollo de nuevos productos es inferior a 200 piezas, puede considerar el proceso de moldeo de silicona de Grandshine. El tamaño máximo de moldeo de silicona suele ser de 1000 mm x 1000 mm. Si su pronóstico de desarrollo de productos es superior a 500 piezas, recomendamos usar moldeo de acero. Grandshine ofrece soporte para la producción de moldes de acero con un pedido mínimo bajo para startups y nuevos proyectos, con pedidos iniciales a partir de 500 piezas, lo que le ayuda a obtener productos de alta precisión y calidad a bajo costo para pruebas y validación en el mercado.

 

Molde de acero: la solución de producción óptima para la producción en masa

¿Qué es un molde de acero?

Un molde de acero es un molde de metal utilizado para la producción de alto volumen y alta precisión en la industria manufacturera, generalmente hecho de acero de alta calidad (como P20, H136, NAK80, 718H, etc.) mediante mecanizado CNC, descarga eléctrica (EDM), pulido y otros procesos de precisión.

Hay 5 tipos principales de moldes de productos para moldes de acero.

Moldes de inyección de plástico: Se aplica principalmente a la producción en masa de piezas de plástico, productos que incluyen teléfonos celulares, tabletas y otras carcasas de productos electrónicos, carcasas de equipos médicos, paneles interiores de automóviles, pantallas de lámparas, cepillos de dientes, tapas de botellas, carcasas de electrodomésticos de cocina y otras necesidades diarias.

Moldes de fundición a presión: Utilizado principalmente en la producción en masa de productos de aleación de aluminio/zinc/magnesio y otros productos metálicos, los productos incluyen marcos centrales de tabletas, carcasas de metal para herramientas eléctricas y productos industriales como disipadores de calor.

Moldes de estampación: Se utiliza principalmente en punzonado/doblado/estiramiento de láminas de metal; los productos incluyen marcos centrales de metal para teléfonos celulares, carcasas de baterías de almacenamiento de energía e inversores, ollas de acero inoxidable y otros utensilios de cocina.

Moldes de soplado: Se utiliza principalmente en la producción en masa de productos plásticos huecos; los productos incluyen botellas de bebidas, botellas de cosméticos y otros productos contenedores.

Moldes de silicona: Se aplica principalmente a la producción en masa de productos de silicona blanda, como mangos de escáner, mangos de bicicletas, productos de silicona para bebés, rejillas de hielo de silicona, moldes de silicona para pasteles, moldes de silicona para dulces, sellos de silicona y otros productos.

Grandshine cuenta con 20 años de experiencia en la producción de moldes y puede producir moldes de inyección, moldes de silicona, moldes de fundición a presión y moldes de estampación personalizados para diversos productos. Grandshine le ofrece una gestión integral de la cadena de suministro de productos, desde el diseño hasta la producción de moldes, la producción en masa y el ensamblaje.

 

Proceso de producción de moldes de acero

Hay 8 etapas claves en todo el proceso de producción de un molde de acero.

(1) Análisis y diseño del producto: Nuestro equipo de ingeniería verificará los dibujos de diseño del producto para determinar los ángulos de inclinación, el espesor de la carne, las líneas de separación, etc., optimizará la estructura para reducir el riesgo de apertura del molde, proporcionará un informe DFM y completará el diseño del molde en 3D y el análisis del flujo del molde.

2) Selección de acero: generalmente se elige acero endurecido H136 y tratamiento de temple y endurecimiento, para que el molde pueda alcanzar 500.000 veces de vida útil.

(3) Mecanizado de precisión CNC.

(4) procesamiento especial (EDM y corte por hilo, etc.): precisión de ± 0,003 mm, acabado superficial Ra 0,4 μm.

(5) Tratamiento de la superficie: según la demanda del efecto final del producto, pulido, curtido o endurecimiento de la superficie (por ejemplo, nitruración), para mejorar la textura de la superficie del producto.

6）Montaje del módulo.

(7) Molde de prueba T0 y corrección: verificar si la estructura y la apariencia del producto cumplen con los requisitos y evaluar si la eficiencia de producción puede satisfacer la demanda de una producción en masa eficiente.

8) Mantenimiento y entrega de moldes.

Cada una de estas 8 etapas es una prueba fundamental del nivel profesional y técnico del ingeniero. Un buen equipo de ingenieros puede lograr una precisión extrema en cada detalle del molde en cada etapa de producción. Un equipo de ingenieros poco profesional no podrá lograr un alto nivel de calidad y precisión en el molde, lo que puede ocasionar diversos problemas de calidad del producto en etapas posteriores de la producción, así como retrasos en las entregas debido a las constantes modificaciones del molde, etc.

El equipo de ingeniería de herramientas de Grandshine tiene 20 años de experiencia en la producción de herramientas y se especializa en la producción de moldes de precisión de alta calidad, que se han utilizado para la producción de United Airlines, T-Mobile, Samsung, Lenovo y otras empresas.

 

Ventajas de los moldes de acero

Como un importante impulsor de la fabricación inteligente moderna, las principales ventajas del molde de acero se reflejan en tres dimensiones: alta precisión, larga vida útil y economía de producción en masa. En comparación con los moldes de silicona y aluminio, el molde de acero presenta siete ventajas evidentes:

PrimeroEl molde de acero ofrece una precisión absoluta: precisión de hasta ±0,01 mm (la precisión del molde de compuesto de silicona suele ser de ±0,2 mm) y acabado superficial de hasta Ra 0,02 μm. Es un proceso de producción importante para productos de alta precisión, dispositivos médicos, lentes para automóviles y otros.

SegundoLarga vida útil: el molde de acero tiene una vida útil de entre 300.000 y 1.000.000 veces superior, lo que reduce considerablemente el costo de producción en masa de una sola pieza. Por ejemplo, el molde de fundición a presión para el marco del teléfono celular Apple (acero SKD61), con una producción continua de 2 millones de piezas, mantiene una precisión de ±0,03 mm. La vida útil del molde de compuesto de silicona suele ser de solo 20 a 50 veces superior, lo que no favorece la producción en masa.

Tercero, la producción en masa de una sola pieza tiene un costo muy bajo: gracias a la larga vida útil del molde de acero y la alta productividad, en la etapa inicial solo es necesario invertir en el costo de un molde, se pueden producir grandes cantidades de productos, el costo de una sola pieza es solo una décima parte o incluso menor que el costo del molde de silicona o la impresión 3D.

Cuatro, diversidad de materiales de producción: el molde de acero puede procesar PC, PP, ABS, TPU, TPR, TPE, POM, plásticos reforzados con fibra de vidrio, plásticos de ingeniería de alta temperatura PEEK, silicona líquida, metal líquido de fundición a presión y otros materiales para cumplir con los diferentes requisitos de aplicación de los productos.

QuintoLa eficiencia de producción es muy alta: el ciclo de producción de un molde de acero solo toma de 15 a 60 segundos, y la capacidad de producción diaria de una máquina de moldeo por inyección puede alcanzar de 2000 a 5000 piezas. El molde de compuesto de silicona se opera principalmente de forma manual, y el ciclo de producción de una sola pieza suele durar de 2 a 4 horas.

Sexto, Diversidad de tratamiento de superficies: el molde de acero admite la producción de grano pulido, grano de cuero, grano de madera, grano mate, microestructura geométrica y miles de texturas, mientras que el molde de silicona por lo general solo admite un número limitado de texturas.

SéptimoGarantía de consistencia de la calidad del producto por lotes: los productos producidos por el mismo conjunto de moldes de acero pueden mantener un alto grado de consistencia en tamaño, función y estructura.

 

Nuestro servicio de moldes de acero

Los moldes de acero se producen en una amplia gama de campos de productos, que abarcan la electrónica de consumo, los dispositivos médicos y las piezas de automóviles, productos para mascotasArtículos de primera necesidad, electrodomésticos de cocina y baño, y muchos otros. Si sus productos necesitan entrar en producción en masa y mantener un bajo costo por pieza, requisitos de calidad estables y estrictos, y superar una serie de pruebas o cumplir con los estándares de la industria, los moldes de acero son la opción ideal para su producción.

Grandshine le ofrece servicios profesionales de diseño, producción y producción en masa de moldes de acero. Con plantas de producción propias en China y Malasia, certificaciones ISO9001 e ISO14001 y reconocidas como empresa nacional de alta tecnología, Grandshine es su proveedor de moldes de confianza.

Ruta recomendada para el desarrollo de nuevos productos

Método de avance en tres etapas (tomemos como ejemplo los productos de hardware inteligentes)  

Etapa 1: Prueba de concepto (1-10 piezas), mediante proceso de impresión 3D, el objetivo principal es comprobar la razonabilidad de la apariencia y la estructura del diseño del producto.

Etapa 2: Prueba de usuario (50-300 piezas), utilizando el proceso de remodelado de silicona, el objetivo principal es colocar en el mercado productos de lotes pequeños de bajo costo, recopilar comentarios de los usuarios, validar las necesidades de los usuarios, verificar la viabilidad del diseño del producto y sentar las bases para la producción en masa final.

Etapa 3: Producción en masa formal (>500 piezas/mes), adoptando el proceso de moldeo de acero, el objetivo principal es ser utilizado para la producción en masa, para lograr una producción automatizada, para controlar el costo y para garantizar la estabilidad de la calidad.  

 

Soluciones de fabricación Grandshine

Grandshine, como experto profesional en el desarrollo de nuevos productos, le brindamos una cadena completa de servicios desde el diseño del producto → revisión del diseño → validación de muestras de impresión 3D → producción de prueba de lotes pequeños de remodelado de silicona → producción en masa de moldes de acero → ensamblaje y entrega del producto.

Contamos con fábricas de moldes y talleres de producción propios en China y Malasia, con una capacidad de producción mensual de hasta 500.000 piezas. Nuestras fábricas cuentan con las certificaciones ISO 9001 e ISO 14001 y han sido galardonadas con el título de Empresa Nacional de Alta Tecnología.

Si tiene algún problema con la gestión de la cadena de suministro o desea personalizar el diseño de su producto, nuestro equipo de ingenieros puede brindarle servicios profesionales. Correo electrónico de contacto: Kaiwin@grashine.com o WhatsApp: 0086 13823302586!