Rapid Tooling Mold

Conceptos básicos de herramientas rápidas

El herramental rápido, también conocido como herramental prototipo, molde prototipo y herramental blando, le permite obtener piezas de forma rápida y económica. Se distingue por un ciclo de moldeo corto, bajo costo de moldeo, proceso simple y fácil promoción. Además, el herramental rápido puede satisfacer demandas funcionales específicas al mismo tiempo que proporciona buenos beneficios económicos integrales. 

La técnica de herramientas rápidas a menudo se usa para probar el diseño y la funcionalidad de una pieza antes de que entre en producción en masa. Continúe leyendo para explorar los conceptos básicos de las herramientas rápidas, desde su definición hasta sus diversas aplicaciones y beneficios.

¿Qué es Rapid Tooling?

El mecanizado rápido es un proceso de fabricación de moldes o herramientas que ayuda a utilizar técnicas y equipos especializados para crear rápidamente prototipos y piezas de grado de producción. A menudo se usa para crear moldes, troqueles y otras herramientas que se usan para producir piezas de plástico o metal. Las herramientas rápidas pueden crear prototipos y piezas de producción para diversas industrias, incluidas la automotriz, aeroespacial, médica y de productos de consumo.

Una de las principales ventajas de las herramientas rápidas es que reduce el tiempo y el costo de producción. Debido a que las herramientas rápidas son rápidas y fáciles de replicar, las herramientas terminadas requieren menos stock. Sin embargo, las desventajas son que es menos preciso y reduce la vida útil del producto. Las herramientas rápidas son un método excelente para desarrollar pedidos de lotes pequeños en el diseño de procesos, marketing y evaluación de productos.

¿Qué material se puede utilizar para herramientas rápidas?

Las herramientas rápidas son moldes temporales que se utilizan para producir prototipos, piezas de bajo volumen o resinas de fundición. Algunos materiales comunes utilizados para herramientas rápidas incluyen caucho de silicona, uretano, yeso y metales. 

 

Rapid Tooling And Soft Tooling

Goma de silicona: El caucho de silicona incluye RTV (vulcanización a temperatura ambiente) y siliconas curadas con platino. Ofrecen una gran flexibilidad y un buen acabado superficial, lo que los hace adecuados para geometrías complejas y socavaduras.

Uretano: El uretano incluye moldes de uretano líquido y uretano vertido. Ofrecen un buen equilibrio entre durabilidad y flexibilidad y se pueden utilizar para tiradas de producción de bajo volumen.

Yeso: El yeso incluye yeso, que se puede usar para crear moldes simples y de bajo costo.

Rieles: Los metales incluyen aluminio y acero, utilizados en técnicas de fundición y fundición a presión.

La elección del material depende de varios factores, como el tamaño y la complejidad de la pieza, el acabado superficial y la precisión deseados, y el volumen de producción.

Dos tipos de herramientas rápidas

El herramental rápido le permite obtener piezas para proyectos de forma económica y rápida. A medida que crece la demanda de herramientas baratas, la gente busca más métodos para fabricar herramientas y moldes rápidos. De acuerdo con los diferentes métodos de fabricación de moldes, las herramientas rápidas se pueden dividir en directas e indirectas.

Herramientas rápidas directas

El herramental rápido directo crea un molde real de núcleo y cavidad en serts. La fortaleza del proceso es su capacidad para fabricar herramientas con geometrías antes inalcanzables. Un ejemplo es la técnica de enfriamiento conformado. En esta técnica, los canales de enfriamiento internos siguen el contorno de las cavidades del molde, mejorando la uniformidad de la pérdida de calor de un molde y reduciendo la duración del enfriamiento en aproximadamente 66%.

En la producción a corto plazo, esta forma de herramientas rápidas le permite construir un molde o una herramienta extremadamente rápido y comenzar a fabricar productos a partir de ellos casi de inmediato. Es particularmente ventajoso para la fabricación de tiradas cortas ya que la herramienta no necesita ser muy resistente o duradera. Este molde puede producir hasta 5000 piezas, dependiendo de los materiales utilizados y la complejidad del diseño.

Pasos del utillaje rápido directo

El utillaje directo implica los siguientes pasos:

Paso 1: Utilice el software de diseño asistido por computadora (CAD) para crear un modelo de la herramienta o el molde.

Paso 2: Envíe el archivo a una máquina o impresora para hacer el molde o la herramienta reales que se utilizan para fabricar prototipos. Puede ser un proceso sustractivo, en el que una máquina CNC corta la materia prima para crear la forma deseada, o un proceso aditivo, en el que una impresora 3D construye la forma deseada desde cero.

Paso 3: La herramienta o molde fabricado se puede utilizar directamente para producir prototipos.

Ventajas de las herramientas rápidas directas:

  1. Fabricación más rápida y tiempos lead más cortos (puede fabricar herramientas o moldes en solo unos días o semanas).
  2. A veces requiere menos recursos.
  3. Implica menos pasos.
  4. Las personas pueden usar un molde o herramienta para hacer más de un prototipo.
  5. Extremadamente flexible, puede hacer rápidamente muchos moldes o herramientas a medida que cambia su diseño.

Contras de las herramientas rápidas directas:

  1. La mayoría de las veces, los prototipos fabricados con este método no son tan fuertes y duraderos como los fabricados con el método indirecto de herramientas rápidas.
  2. Sin un patrón maestro, puede ser necesario construir muchas herramientas o moldes en diferentes materiales, lo que puede dar lugar a errores o disparidades en las dimensiones de la herramienta o el molde.
  3. Si la herramienta o molde se rompe o desea probar material nuevo, debe reiniciar todo el proceso.
  4. Puede que no funcione para diseños complicados o materiales que necesitan un molde o una herramienta duraderos para hacer detalles intrincados.
  5. Esto podría aumentar el costo de desarrollar un nuevo producto, especialmente si tiene que hacer más moldes o herramientas para cada nueva iteración de diseño.

Herramientas indirectas rápidas

El herramental rápido indirecto utiliza patrones maestros generados por la fabricación aditiva para crear un molde o troquel. Hay varias tecnologías disponibles, la más frecuente de las cuales son las técnicas de "herramientas blandas". Las técnicas de herramientas blandas utilizan moldes de silicona para piezas de plástico y como modelos de sacrificio para la fundición a la cera perdida de piezas de metal.

El utillaje rápido indirecto está diseñado para probar y experimentar. Por ejemplo, el herramental rápido indirecto es una excelente solución cuando ya tiene un diseño detallado y desea probar diferentes materiales. Esto se debe a que le permite construir fácilmente varias herramientas y moldes de prueba a partir del mismo patrón maestro.

Pasos del herramental rápido indirecto

El mecanizado indirecto es la segunda forma de mecanizado rápido. El utillaje indirecto implica los siguientes pasos:

Paso 1: Use el software CAD para crear un modelo de la herramienta maestra o del molde.

Paso 2: Envíe el archivo a una máquina o impresora para hacer un molde maestro o una herramienta llamada patrón. Este patrón maestro suele ser bastante duradero.

Paso 3: Cree más moldes o herramientas según el patrón maestro. Puede fabricar nuevos moldes o herramientas de diferentes materiales con distintas propiedades. El patrón maestro se puede utilizar para herramientas duras (herramientas construidas con materiales resistentes o resistentes) o herramientas blandas (herramientas menos robustas). Un solo patrón maestro puede fabricar varias herramientas o moldes en cantidades grandes o pequeñas, que luego se pueden usar para crear más prototipos.

Ventajas de las herramientas rápidas indirectas:

  1. El patrón maestro es extremadamente robusto y duradero y rara vez se rompe durante el proceso de creación de prototipos.
  2. Probablemente solo necesitará un patrón maestro (a menos que cambie su diseño).
  3. Debido a que todas las diferentes herramientas y moldes se basan en el mismo patrón maestro, hay menos variación entre ellos.
  4. Es ideal para experimentar con diversos materiales, ya que puede crear herramientas o moldes que funcionen mejor con un determinado material o proceso de creación de prototipos.
  5. Puede producir herramientas duras o blandas dependiendo de las demandas del cliente. Las herramientas suaves se pueden utilizar para diseños simples o pruebas de prototipos rentables, mientras que las herramientas duras son adecuadas para diseños sofisticados.

Contras de las herramientas rápidas indirectas:

  1. El tiempo de producción es algo más largo en comparación con el mecanizado rápido directo.
  2. Se trata de un paso intermedio, que podría lead a costos más altos.
  3. Puede ser necesario utilizar materiales de mayor calidad para crear un patrón maestro robusto y duradero.
  4. Esta no siempre es una solución adecuada si anticipa que su diseño se modificará drásticamente durante la etapa de creación de prototipos.
  5. Esto no es necesariamente esencial para diseños simples que no requieren alta precisión o exactitud dimensional.

Ventajas y desventajas de las herramientas rápidas 

Para muchos empresarios, las herramientas rápidas son una de las mejores formas de desarrollar nuevos productos desde cero. A continuación, lo guiaremos a través de las ventajas y desventajas de las herramientas rápidas para ayudarlo a decidir si este método es adecuado para su producto y proceso de creación de prototipos.

molding inserted in the injection molding machine

Ventajas de las herramientas rápidas 

Personalización de moldes

El uso de herramientas rápidas puede ayudarlo a crear rápidamente moldes personalizados con cualquier dimensión. Los moldes fabrican piezas con diferentes grados de material y prueban sus propiedades y calidad, ayudándole a elegir el material adecuado antes de lanzar un nuevo producto al mercado.

Tiempo de comercialización más rápido

El ciclo de desarrollo de productos en los métodos de mecanizado convencionales puede abarcar numerosos procesos y tecnologías de producción. Esto puede agregar tiempo a cada paso y hacer que se tarde más en pasar del diseño al producto real.

Las herramientas rápidas necesitan menos pasos que los métodos de herramientas convencionales. Cuanto antes termines el prototipo y la creación de prototipos, antes podrás terminar tus diseños y entregárselos a tus clientes.

Reducir los Costos

Cuanto más tarde el ciclo de desarrollo del producto, mayor será el costo. Los beneficios de velocidad de las herramientas rápidas pueden ahorrar dinero a las empresas con el tiempo.

Menos consumo de recursos

El mecanizado rápido implica recursos extremadamente bajos para la creación de prototipos o la producción. Por ejemplo, puede crear numerosos prototipos con una sola herramienta o molde.

Prueba de parámetros de proceso

Las herramientas rápidas también se pueden usar en la fase de producción para probar los parámetros del proceso. Por ejemplo, diferentes velocidades de inyección y temperaturas del molde durante el moldeo por inyección pueden alterar la calidad de la pieza. En este caso, el mecanizado rápido puede dar a los ingenieros y diseñadores más control de medición sobre la pieza final.

Pruebe el diseño y la funcionalidad a fondo

El utillaje rápido le permite crear varios prototipos o moldes rápidamente. También le permite experimentar con nuevas ideas y modificar las viejas. Esto evitará muchos problemas que pueden desarrollarse en futuras fases de producción de alto volumen.

Desventajas de las herramientas rápidas 

Producir prototipo no duradero

Los prototipos fabricados con herramientas rápidas no suelen ser duraderos ni robustos. Y los moldes fabricados con este proceso son propensos a romperse, ya que los materiales utilizados no suelen ser de gran calidad. Si cambia los moldes con frecuencia, esto aumentará los costos de producción.

Otra forma de aumentar el costo de un producto es cambiar constantemente el diseño, lo que también significa cambiar los moldes. Este método es menos adecuado si la atención al detalle de su producto o prototipo es crucial.

Pérdida de tiempo

Hacer un molde maestro lleva más tiempo que hacer un molde directamente. Además, el mecanizado rápido implica muchos pasos, lo que podría conducir a mayores costos de producción. Evite este método si es probable que su diseño se altere durante el proceso de creación de prototipos.

Causa fácilmente un error

El uso de este método para hacer múltiples plantillas a menudo conduce a errores. La mayoría de las veces, este error es causado por variaciones en las dimensiones del molde. Esto es especialmente cierto si se utilizan diferentes materiales.

No apto para diseños simples.

El herramental rápido es óptimo para diseños complejos que requieren una gran cantidad de detalles. Si su diseño es simple, este método probablemente no sea para usted.

Ciclo de vida del molde más corto

Debido a la tensión ejercida sobre ellos por el proceso de inyección, los moldes rápidos no duran mucho. Los materiales utilizados para fabricar los moldes, como el aluminio y el acero, no son de alta calidad. En este caso, esto puede requerir la creación de un nuevo molde con frecuencia para reemplazar un molde desgastado.

Mayor costo de inyección y costo de mano de obra

La creación de prototipos con herramientas rápidas es un proceso iterativo, lo que aumenta los costos adicionales de moldeo por inyección, especialmente si desea mejorar su diseño. Los costos de inyección más altos dan como resultado mayores gastos de mano de obra, lo que puede aumentar los costos de producción.

Cosas a tener en cuenta al usar Rapid Tooling

También debe tener en cuenta las siguientes limitaciones si utiliza herramientas rápidas para crear su prototipo.

1. El molde debe ser fuerte y duradero.

El molde debe ser lo suficientemente fuerte y duradero para soportar el moldeo por inyección. Debido a que las máquinas de moldeo sujetaban los materiales calientes en el molde a libras por pulgada, los moldes debían soportar las inyecciones.

2. El molde debe ser liso.

Además de ser resistente y duradero, el molde debe ser liso para que el plástico pueda inyectarse limpiamente. Algunos procesos en herramientas rápidas agregan materiales capa por capa, por lo que el resultado no es uniforme. En esta situación, el prototipo necesita un acabado adicional para la creación de prototipos.

Herramientas rápidas frente a herramientas convencionales: ¿cuáles son las diferencias?

El herramental convencional es un método tradicional de fabricar moldes, troqueles y otros componentes de herramental a través de un series de pasos, que incluyen diseño, mecanizado y ensamblaje. Estas herramientas se utilizan para formar y dar forma a materiales, como plástico, metal y compuestos, en productos terminados. Las herramientas convencionales pueden consumir mucho tiempo y ser costosas, con tiempos de lead de varias semanas o meses. El producto final producido con herramientas convencionales suele ser de alta calidad, pero el proceso en sí tiene limitaciones en términos de velocidad, costo, opciones de materiales y geometrías complejas.

Las herramientas convencionales y las herramientas rápidas son diferentes en varios aspectos:

Velocidad: Como sugiere el nombre, el mecanizado rápido es mucho más rápido que el mecanizado tradicional. Puede fabricar prototipos y herramientas para la producción en masa en solo unas pocas horas o días, mientras que la fabricación de herramientas a la antigua usanza puede llevar semanas o incluso meses.

Costo: El herramental rápido suele ser más económico que el herramental tradicional porque omite muchos de los pasos del herramental tradicional y hace posible fabricar piezas de alta calidad por una fracción del precio.

Complejidad: Las herramientas convencionales solo pueden fabricar piezas con cierta forma y nivel de complejidad. El herramental rápido, por otro lado, puede manejar formas complicadas y detalles finos, lo que lo convierte en una opción más flexible.

Material: Las herramientas rápidas pueden utilizar una gama más amplia de materiales, incluidos compuestos y metales, mientras que las herramientas tradicionales a menudo se limitan a materiales tradicionales como el acero y el aluminio.

Exactitud: Rapid tooling puede fabricar herramientas que son muy precisas y de tamaño estable, lo que lo convierte en una excelente opción para las herramientas utilizadas en la producción. Aunque las herramientas tradicionales aún pueden fabricar piezas de alta calidad, pueden ser menos flexibles de esta manera.

Rapid Tooling vs Rapid Prototyping: ¿Cuáles son las diferencias?

Las herramientas rápidas y la creación rápida de prototipos son conceptos relacionados pero distintos. 

Herramientas rápidas: El mecanizado rápido es la creación de una herramienta o molde que permite a los fabricantes fabricar rápidamente partes de un producto que funcionará como una herramienta. También hay dos métodos para la creación de prototipos: herramientas rápidas directas e indirectas. Sin embargo, el moldeo por inyección es la técnica más utilizada.

Creación rápida de prototipos: La creación rápida de prototipos es una tecnología o enfoque para ayudar en la fabricación rápida de una pieza física para uso final o uso como prototipo. Además, la fabricación aditiva (impresión 3D) y la fabricación sustractiva (mecanizado CNC) son tecnologías predominantes utilizadas en la creación rápida de prototipos.

Muchas personas pueden confundir las herramientas rápidas con la creación rápida de prototipos, las herramientas rápidas y la creación rápida de prototipos. son diferentes en varios aspectos:

Purpose: Rapid tooling es el proceso de fabricación de una herramienta para la producción en masa. La creación rápida de prototipos es el proceso de hacer una primera versión de un producto para probar y validar su diseño.

Producción: La creación rápida de prototipos por lo general produce uno o un pequeño número de prototipos que funcionan, mientras que el herramental rápido crea una herramienta o un molde que se puede utilizar para fabricar gran parte del producto final.

Materiales: Los plásticos, las resinas o los compuestos que se parecen mucho al producto final se utilizan a menudo en la creación rápida de prototipos. El mecanizado rápido, por otro lado, puede utilizar una gama más amplia de materiales, incluidos los metales.

Tiempo de espera: Tanto el herramental rápido como la creación rápida de prototipos son más rápidos que los métodos tradicionales, pero la creación rápida de prototipos generalmente tiene un tiempo lead más corto porque no requiere fabricar una herramienta.

Costo: El herramental rápido suele ser más costoso que la creación rápida de prototipos porque implica procesos más complicados y la creación de una herramienta que se utilizará para la producción en masa.

En conclusión, tanto el mecanizado rápido como la creación rápida de prototipos son pasos importantes en el proceso de fabricación de un nuevo producto, pero hacen cosas diferentes y tienen resultados diferentes. La creación rápida de prototipos se usa para confirmar y probar el diseño de un producto, mientras que el herramental rápido se usa para fabricar una herramienta para la producción en masa.

Herramientas blandas frente a herramientas duras: ¿cuáles son las diferencias?

Las herramientas blandas y las herramientas duras también se mencionan con frecuencia en las herramientas rápidas. 

Herramientas blandas: Las herramientas suaves generalmente usan moldes de silicona y el proceso de fundición de uretano. Al igual que las herramientas rápidas, las herramientas blandas se utilizan principalmente en la creación de prototipos, herramientas puente y fabricación de bajo volumen. Los patrones para la fundición de uretano se realizan con frecuencia mediante impresión 3D.

Herramientas duras: En moldeo por inyección, herramientas duras es sinónimo de herramientas de metal. Los procesos de mecanizado rápido pueden fabricar herramientas duras principalmente a partir de aluminio. Las herramientas duras son más duraderas y capaces de manejar grandes volúmenes de producción. Sin embargo, cuesta más que las técnicas de herramientas blandas o rápidas, lo que lo hace más adecuado para la producción en masa.

A continuación se muestran las diferencias entre las herramientas blandas y las herramientas duras:

Durabilidad: Las herramientas duras están hechas de materiales duraderos, como acero o aluminio, y están diseñadas para soportar altos niveles de estrés y uso repetido. Las herramientas blandas, por otro lado, están hechas de materiales más flexibles, como espuma, caucho u otros compuestos adecuados, y están diseñadas para uso a corto plazo.

Costo: Las herramientas duras suelen ser más caras que las herramientas blandas, ya que requieren el uso de materiales costosos y procesos de mecanizado complejos. Las herramientas blandas suelen ser una alternativa más rentable, ya que se pueden producir de forma rápida y económica, lo que las hace ideales para la creación de prototipos y las tiradas de producción de bajo volumen.

Las aplicaciones de Rapid Tooling

El herramental rápido es generalmente más rápido y más optimizado que el herramental tradicional, lo que hace que este método sea ampliamente aplicable. Estas son algunas de las aplicaciones de las herramientas rápidas:

  • Creación de moldes: se pueden crear moldes tanto metálicos como no metálicos utilizando herramientas rápidas.
  • Creación de formas y núcleos de fundición: la aplicación SLS es la tecnología más reciente creada en el campo de formas y núcleos de fundición en arena.
  • Otras aplicaciones de herramientas rápidas incluyen la fabricación de electrodos para EDM, estampados de marcado, patrones híbridos para fundición y herramientas de astillado.

Conclusión

El mecanizado rápido es una técnica generalizada favorecida por los fabricantes. La técnica permite a los fabricantes probar y validar rápidamente los diseños de productos, reducir el tiempo y el costo necesarios para los métodos de herramientas tradicionales y acelerar el desarrollo de productos. Esto da como resultado un tiempo de comercialización más rápido, un mejor diseño y calidad del producto y una mayor satisfacción del cliente. Las herramientas rápidas también permiten a los fabricantes iterar y realizar cambios en el diseño del producto de manera más rápida y efectiva.

 LEADRP ofrece servicios de primera clase moldeo por inyección y herramientas rápidas service que pueden satisfacer las necesidades de los clientes y garantizar la producción de prototipos de alta calidad. Si tienes cualquier duda sobre el utillaje rápido services, no dudes en contactar con nosotros.

Referencias

Herramientas rápidas – De Wikipedia

Herramientas rápidas – De ScienceDirect

¿Qué es la tecnología de moldeo de herramientas rápidas? – De las perspectivas del mercado

Preguntas más frecuentes

Las herramientas rápidas (RT) y los prototipos rápidos (RP) son métodos o tecnologías que permiten la producción rápida de una herramienta o producto. El término herramientas rápidas se refiere a herramientas impulsadas por RT. Un prototipo es un modelo tridimensional que se puede usar para pruebas preliminares y evaluación de un molde, troquel o producto.

El utillaje rápido le permite crear varios prototipos o moldes rápidamente. Esto le da más margen para realizar cambios de diseño y experimentar con nuevas ideas. Cuando un prototipo tarda días o semanas en completarse, es posible que esté menos inclinado a cambiar el diseño, incluso si mejora el producto final.

El herramental rápido es más rentable que el herramental convencional porque se requiere menos trabajo humano y tiempo. Dado que los programas informáticos y las máquinas lo realizan, no es susceptible de errores humanos. Da como resultado ahorros adicionales en costos de mano de obra y menos desperdicio. La durabilidad y la longevidad son las desventajas del uso de herramientas rápidas.

Fabricación bajo demanda Service

LEADRP proporciona prototipos y fabricación bajo demanda service, incluidos Mecanizado CNC, fabricación de chapa, costumbre estampación, moldeo por inyección, fundición de uretano, y Impresión 3d. Con LEADRP, puede resolver cualquier desafío durante el desarrollo y la fabricación del producto. Haz clic para contarnos tu proyecto o contáctanos para más información.

From Design to Prototype
es_ESES
Ir arriba

Hacemos que sus productos personalizados sean mejores y más rápidos

Ya sea un prototipo único o una producción por lotes de miles, LEADRP está listo para respaldar su proyecto. Simplemente cuéntenos su proyecto y nos pondremos en contacto con usted dentro de las 12 horas.

Todas las cargas son seguras y confidenciales, haga clic para consultar nuestra Política de Protección de la PI. También puede ponerse en contacto con nosotros (service@leadrp.com) para firmar un NDA antes de enviarnos cualquier archivo de diseño.