El sistema de moldes HASCO estandarizado y los procesos innovadores de fabricación permiten una producción de prototipos rápida y rentable

Producción de prototipos de HASCO CoolCross

Tres conceptos de prototipos para insertos de molde comparados

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La ideaMichael Lundbech, de Lundbech A/S intelligent tooling de Ringsted (Dinamarca) y cliente de HASCO desde hace muchos años, tuvo una idea. Él pensó en una idea constructiva que permitiría poder cruzar canales de refrigeración en un plano con el objetivo de lograr una distribución homogénea de la temperatura en los moldes de inyección, evitar zonas térmicas proble-máticas (“hot spots”) y reducir el espacio de construc-ción, sin olvidar el ahorro de tiempo y costes. Junto con el equipo de HASCO, pudo desarrollar estos planteamientos y llevarlos a la práctica.

Así fue como nació la idea de HASCO CoolCross Z99/... El resultado es un pequeño elemento de plás-tico que se instala en el punto de cruce en el molde, y ofrece al usuario posibilidades completamente nuevas de conformación constructiva de la refrigeración en el molde de inyección.

Con el innovador CoolCross Z99/..., actualmente es posible cruzar en un plano canales de refrigeración in-dependientes de forma flexible y rentable sin grandes esfuerzos de fabricación. Se pueden utilizar grosores más pequeños de placas y, por tanto, emplear boqui-llas, elementos, de guiado y de fijación mas cortos, por lo que se obtendría una reducción de costes. Además, Hasco CoolCross permite combinar orificios transversales y de ascenso.

Sin embargo, antes de producir el pequeño e ingenio-so elemento de serie y de ofrecerlo ante una variada clientela, los prototipos se han fabricado y probado.

Prototipado rápido Actualmente se han establecido tres procedimientos habituales de prototipado rápido.

Para los prototipos y series más pequeñas moldeados por inyección y, por tanto, efectivos, se presentó hace algunos años la tecnología 3D también para la fabri-cación de moldes de inyección completos.

El sistema Clever Mold A8500/... y el molde para series pequeñas K3600/... de HASCO en combinación con insertos de molde intercambiables permiten la producción de prototipos de HASCO CoolCross Z99/...

Tres conceptos de prototipos para insertos de molde comparados.

Para la producción de los primeros prototipos Cool-Cross se utilizó una combinación del sistema Clever Mold A8500/... HASCO y el molde para series pe-queñas K3600/..., junto con insertos intercambiables fabricados bajo diferentes metodos.

El molde para series pequeñas HASCO K3600/... fue desarrollado para la producción rentable de series pequeñas con una orientación práctica. Se trata de un molde intercambiable adaptado especialmente al sistema Clever Mold A8500/...HASCO que permite un cambio de molde rápido y eficiente en todas las má-quinas de moldeo por inyección habituales. Junto con el molde para series pequeñas K3600/..., el sistema Clever Mold reduce tanto el tiempo de preparación como los costes del molde.

Su atractivo se encuentra en la simplicidad del con-cepto: Se combina un molde de intercambio rápido incluyendo refrigeración, guías y conexiones, con un inserto de molde pequeño en comparación que se puede fabricar en un corto periodo de tiempo. De esta forma, se limita tanto el tiempo como los gastos para cambios o variantes.

El gran interés medial en las soluciones presenta-das para la producción aditiva y sustractiva de estos insertos de molde dio lugar a la investigación de tres procesos y a compararlos entre sí.

Piezas en bruto producidas en lecho de polvoProcesamiento HSC Procesamiento posterior de piezas brutasProducción aditiva de insertos de acero Cavidad acabada

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¿Acero o plástico? ¿aditivo o sustractivo?En el ejemplo expuesto, el proceso de producción dura solamente alrededor de 15 horas. Los costes ascienden a 1.100,00 € para un inserto de molde completo. No obstante, es posible realizar 15-20 in-yectadas con un juego y aunque la calidad del modelo funcional sea deficiente puede mejorarse mediante un reprocesado.

El tiempo de ciclo es el más largo en comparación, con 600 segundos. Los canales de refrigeración son posibles en este proceso, pero no presentan ventajas significativas debido a la conductividad térmica.

ConclusiónEl sistema Clever Mold A8500/... HASCO junto con el molde para series pequeñas K3600/.. HASCO redu-cen tanto el tiempo de preparación como los costes del molde.

Para la producción de prototipos de HASCO Cool-Cross Z99/..., se han fabricado y comparado insertos de molde en tres procesos distintos. Una variante fresada sin canales de refrigeración es rentable y per-mite la producción de prototipos en tiempos de ciclo intermedios y, de ser necesario, mayores cantidades. Con el procedimiento de sinterización láser pueden llevarse a cabo tiempos de ciclo cortos mediante ca-nales de refrigeración. En comparación, el inserto de molde es caro y la fabricación tiene una larga dura-ción, pero el inserto ofrece la posibilidad de emplearlo más tarde en un molde para series.

La impresora 3D de resina acrílica es rápida, ycomparablemente más económica pero los tiempos de ciclo son largos para la fabricación de pocos pro-totipos. Conforme al lema de HASCO “Enabling with System”, se ha vuelto a demostrar para esta aplica-ción que las últimas tecnologías junto con los norma-lizados HASCO permiten grandes avances tecnológi-cos para el usuario.

Los tres procesos presentan ventajas y desventajas que deben valorarse individualmente en función del área de aplicación, y deben utilizarse de la manera correspondiente.

Cuando se necesita un modelo funcional de una pieza de un molde de inyección, se establecen fundamen-talmente al principio algunas preguntas sencillas: ¿se necesita pronto el prototipo? ¿de cuánto presupues-to se dispone? ¿cuántos prototipos se necesitan y cuáles son las exigencias de calidad establecidas en el primer modelo?

Con los tres procedimientos analizados se han podido producir prototipos CoolCross de polietileno en una máquina de moldeo por inyección de 500 kN. Con respecto a las cuestiones mencionadas anteriormen-te, cada una de las tres variantes presenta ventajas y desventajas sistemáticas. Los procedimientos se han llevado a cabo junto con el socio del proyecto canto Ing. GmbH de Lüdenscheid. El procedimiento habitual es el inserto de molde clásico fabricado mediante arranque de viruta (sustractivo) de acero o aluminio a un precio rentable en comparación. En el ejemplo analizado, los elementos del inserto se fabricaron con 1.2083 en aprox. 40 horas empleando una fresadora de alta velocidad (HSC).

Como el inserto no presenta orificios de refrigeración, el tiempo de ciclo se encuentra en alrededor de 69 se-gundos. De esta forma, se pueden realizar cantidades de producción en serie completamente normales de hasta 1.000.000 unidades. La calidad de las piezas inyectadas se valoran positivamente. En cuanto a los costes, se estima una inversión de aproximadamente 3.000,00 € para este modelo.

La variante técnica con las más altas exigencias y que también ofrece un modelo funcional de la máxima calidad, es el llamado procedimiento aditivo. Con este procedimiento, el inserto de molde se ha fabricado con el equipo M3 lineal de Concept Laser GmbH en un lecho de polvo de metal por capas. En compara-

ción, la materia prima empleada (1.2709 de polvo de acero) es más cara. La producción de los elementos de las piezas del molde tiene una duración relativa-mente mas elevada de aproximadamente 88 horas.

El procedimiento aditivo de sinteriza-ción láser permite integrar los canales de refrigeración correspondientes, de forma que los tiempos de ciclo duren alrededor de 26 segundos. En caso de resultar idónea, esta aplicación puede utilizarse también para una fabrica-ción en serie. Con unos costes de producción de unos 5.700,00 €, el proceso de sinterización láser es la variante más cara.

El procedimiento más rápido es el de impresión 3D especial para plástico. Aquí se ha producido VeroClear, un fotopolímero, en un proceso de poli-grafía de alta definición en un equipo Stratasys Objet Connex 500. Se puede comparar con una impresora de inyección que introduce pequeñas gotas en la resina por capas. Inmediatamente después de la introducción, se endurece la resina mediante luz ultravioleta (conecta-da).

Los elementos del inserto de molde son transparentes, brillantes, comparables pro-bablemente con PMMA y están listos para su uso como cavidades de inyección con apenas reprocesado. Puesto que se esperaba una mayor de formación de rebabas debido a el re-dondeo de cantos, se han reelaborado mecánicamen-te las zonas de sellado de los componentes impresos mecánicamente.

Sistema Clever Mold A8500/... HASCO. Piezas de cavidades impresas en 3D en el proceso Polyjet de „Digital ABS“ Molde para series pequeñas K3600/... con A8500/... HASCOMolde del inserto de plástico

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HASCO Hasenclever GmbH + Co KGwww.hasco.com

STRATASYSwww.stratasys.com

canto Ing. GmbHwww.canto-web.de

Plasticguss GmbHwww.plasticguss.de

Socios del proyecto

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