Inyección de PP y LDPE en moldes de ABS construidos con modelado por deposición fundida

PP and LDPE Injection in ABS Molds Built with Fused Deposition Modeling

El Prototipado Rápido y el Utillaje Rápido tienen como objetivo reducir el tiempo de desarrollo de los productos en la fase de diseño, minimizando las reelaboraciones y, en consecuencia, reduciendo el tiempo de lanzamiento de nuevos productos. En este trabajo se utilizó una de las tecnologías de prototipado rápido, denominada Fused Deposition Modeling (FDM), en la construcción de moldes de ABS con el objetivo de investigar su aplicación en el moldeo por inyección de termoplásticos. Las muestras de las piezas moldeadas se caracterizaron mediante difracción de rayos X, dureza Shore D y ensayos de tracción. Los resultados demostraron la viabilidad de fabricar pequeños lotes de piezas de LDPE y PP con propiedades mecánicas similares a las de las piezas moldeadas en moldes metálicos.

INTRODUCCIÓN

El término prototipado rápido se refiere a un conjunto de tecnologías de fabricación capaces de construir rápidamente objetos tridimensionales mediante la adición sucesiva de finas capas. En el sector de las piezas de plástico, algunas de estas tecnologías también se han utilizado para construir moldes para una amplia variedad de procesos de moldeo, lo que se conoce como técnicas de utillaje rápido[1].

En lo que respecta al moldeo por inyección de termoplásticos, una de las ventajas atribuidas al uso de moldes fabricados mediante procesos de prototipado rápido es la posibilidad de obtener lotes de piezas inyectadas en el material de producción, eliminando la necesidad de mecanizar cavidades piloto y, por ende, reduciendo el tiempo y el coste de diseño de la pieza.

Las técnicas de utillaje rápido se desarrollaron utilizando moldes de resina epoxi fabricados con acrilato mediante tecnología de estereolitografía (SL), lo que permite la inyección de un número reducido de piezas debido a su baja resistencia mecánica[2]. El sinterizado selectivo por láser (SLS) es otro proceso ampliamente utilizado, ya que produce moldes metálicos con buena resistencia mecánica, aunque con limitaciones en cuanto al acabado de las superficies de la cavidad del molde[3].

El proceso de prototipado rápido denominado Fused Deposition Modelling (FDM) utiliza un cabezal extrusor de filetes para construir objetos fundiendo y depositando filetes adyacentes en diversos materiales, principalmente ABS (Figura 1). Aunque el proceso FDM ha tenido una gran aceptación en el mercado debido a sus precios competitivos, buenas propiedades mecánicas y facilidad de instalación[4], su uso para moldes de inyección es reciente.