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¿Qué es el IPC?

El IPC es un centro técnico en Francia especializado en innovación con materiales plásticos y compuestos. Apoya a empresas, especialmente pymes, en I+D, tecnología e innovación, colaborando con actores científicos europeos. Ha desarrollado tres programas de transferencia tecnológica: DIS 30 (economía circular), PRINTER (fabricación aditiva) y HYPROD 2 (industria 4.0 y productos de alto valor). Su equipo asesora a industrias en estudios, protocolos, viabilidad y transferencia de tecnología.

Problemática

El moldeo por inyección es una tecnología rentable para producción en serie, pero su alto costo en acero dificulta lotes pequeños y nuevos productos. Los moldes impresos en 3D reducen costos, aceleran plazos y permiten fabricar prototipos funcionales y series limitadas. El IPC investigó su viabilidad, destacando hallazgos con impresoras 3D de Formlabs.

Desarrollo

El proyecto de investigación del IPC consistió en un estudio técnico de dos años, dividido en tres fases:

1. Comparación de tecnologías de impresión 3D

2. Recomendaciones de caracterización del material, de diseño y de impresión 3D

Recomendaciones de impresión 3D

3. Pruebas de inyección

El IPC diseñó dos juegos de moldes para inyectar dos piezas difíciles diferentes. Para ambos juegos, su intención era optimizar la calidad de la línea de apertura: las dos mitades de la herramienta se deben posicionar dentro de una tolerancia de ±0,02 mm para obtener un buen ajuste.

1. Un molde monomaterial impreso con la High Temp Resin.

2. Un molde multimaterial

Impresión 3D del molde

Los moldes se imprimieron en 3D con la impresora Form 3 y se posacabaron usando las estaciones Form Wash y Form Cure. El IPC imprimió dos juegos de moldes diferentes:

1.      El molde impreso con la High Temp Resin

2.      El macho del molde y los insertos impresos con la Rigid 10K Resin

Tras varias iteraciones, el IPC y recomienda las siguientes buenas prácticas de impresión 3D:

• Imprimir con la Rigid 10K Resin para incrementar la longevidad del molde.

• Usar una menor altura de capa para obtener una resolución mejor: La impresión SLA hace posible un texturizado muy detallado.

• Cuando sea posible, imprime el molde apoyado en la base de impresión, sin soportes, para obtener una mayor precisión dimensional y evitar la deformación.

• Orientar el molde de manera que se minimicen los voladizos.

• Cuando sea posible, imprime ambas mitades alineándolas con la dirección de impresión como referencia. Las potenciales variaciones de tamaño serán más uniformes y mejorarán la calidad de la línea de apertura.

• Dar al molde impreso en 3D un acabado mediante mecanizado. En particular, ajustar la línea de apertura para que las dos mitades del molde encajen y evitar la aparición de rebabas. Los diámetros tienden a deformarse y puede ser necesario taladrar orificios.

Se recomienda mecanizar los moldes 3D para mayor precisión, excepto los multimaterial, que compensan variaciones con PA 12. Se deben añadir insertos para piezas frágiles y usar un troquel metálico como soporte. El IPC sugiere la Rigid 10K Resin por su resistencia y menor fragilidad frente a la High Temp Resin. La inyección puede ser más difícil con materiales viscosos como el PC y temperaturas superiores a 240 ºC.

Conclusión

El IPC probó moldes 3D para moldeo por inyección de bajo volumen, logrando miles de piezas de polipropileno con un 80-90 % menos costo que un molde metálico. La impresión 3D de escritorio es una solución rápida y económica, reduciendo equipos y mano de obra especializada. Se integra fácilmente en procesos de inyección, permitiendo fabricar moldes flexibles y producir piezas en días.