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Industria 4.0, Industria automotriz, Innovación

Impresión 3D y moldeo por inyección: ¿Se pueden combinar estas dos tecnologías?

30 marzo 2022

La industria de la automoción siempre se ha mostrado receptiva a adoptar nuevos métodos y tecnologías en el proceso de fabricación. La alta competencia entre modelos y las nuevas necesidades de los usuarios están impulsando la innovación en muchos campos de la automoción. Esto también se aplica a la producción de componentes del automóvil. En este  contexto, en la actualidad se utiliza la impresión 3D y el moldeo por inyección, entre otras tecnologías. Veamos a continuación las características de cada una de estas tecnologías y las posibilidades de combinación.

Impresión 3D y moldeo por inyección en la industria automotriz: características y diferencias de cada método

Tanto la impresión 3D como el moldeo por inyección pueden utilizarse para el diseño y producción de componentes interiores y exteriores de vehículos: parachoques, paneles y manillas de puertas o elementos del salpicadero… ¿Cuáles son las características de estas dos tecnologías?

 Amortiguador delantero de EPP.
Amortiguador delantero de EPP.

Los orígenes de la impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, se remontan a finales de la década de 1980. Aunque el desarrollo de esta tecnología ha ido evolucionando y perfeccionándose durante décadas, aún sigue siendo bastante innovadora y extremadamente útil. Su principal ventaja es que permite construir modelos tangibles tridimensionales, a partir de un diseño digital. La impresión 3D se usa en casi todas las etapas de la fabricación de vehículos: desde la creación de prototipos a la fabricación de componentes y repuestos, entre otras cosas. Se trata de una solución que tiene muchos beneficios, incluido el bajo peso de las piezas y su durabilidad.

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El moldeo por inyección es una alternativa a la impresión 3D, que se utiliza mucho en la industria de la automoción.

En este caso, el proceso de fabricación consiste en inyectar una masa de material plastificado en una de las cavidades de un molde, que posteriormente se somete a un enfriamiento para solidificar el producto. Este trabajo se realiza en unas condiciones específicas de presión y, tras la solidificación de la masa, se consigue la forma deseada. Las diferencias entre ambos métodos de fabricación son bastante significativas y afectan no solo a la tecnología en sí, sino también a la escala de producción y a las herramientas utilizadas  en cada caso. Todo esto se traduce en diferencias en los costos de fabricación de los componentes, la durabilidad y también en la rapidez de todo el proceso. La parte positiva es que ambos métodos pueden combinarse, lo que permite aprovechar las ventajas de cada uno de ellos.

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Impresión 3D versus moldeo por inyección: cuándo se debe usar cada método

 Front shock absorber from EPP.
 

La impresión 3D se usa con mayor frecuencia cuando los plazos de entrega son muy cortos o los diseños están sujetos a frecuentes cambios. También es una buena opción para pedidos reducidos (de hasta 100 piezas) o para la fabricación de componentes de pequeño tamaño. En definitiva, la impresión 3D es muy recomendable para la fabricación de tiradas de pequeño volumen y para la creación de prototipos.

Por otra parte, el moldeo por inyección es la opción adecuada siempre que sea posible plazos de entrega más largos o para la producción de un volumen importante de componentes, sin prototipos. Es un método que se caracteriza por ser bastante flexible, lo que permite fabricar componentes de cualquier tamaño o nivel de complejidad.

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Ventajas e inconvenientes de la impresión 3D y el moldeo por inyección

La principal ventaja de la impresión 3D o fabricación aditiva es que tiene un bajo costo de implementación, lo que puede ser particularmente importante para las pequeñas empresas en crecimiento. Además, es posible realizar cambios o corregir errores asociados con el diseño fácilmente, lo que lo convierte en un método idóneo para la etapa de creación de prototipos. Sin embargo, es importante señalar que este método no está exento de algunos inconvenientes. El más importante es la cantidad limitada de productos que se pueden imprimir simultáneamente, lo que afecta la velocidad de todo el proceso de fabricación.

Por su parte, las principales ventajas del moldeo por inyección incluyen: altas tasas de producción, una excelente durabilidad del producto final y la capacidad de producir piezas en masa sin defectos, lo que minimiza significativamente los costos. Las desventajas, sin embargo, son las limitaciones de diseño como consecuencia de la geometría del molde, así como la dificultad para introducir cambios. No obstante, este último aspecto puede mitigarse con una adecuada preparación del proyecto. Además, el moldeo por inyección implica costos de introducción más altos, aunque la rentabilidad está asegurada con un alto volumen de fabricación.

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¿Es posible combinar las ventajas de estos dos métodos?

Hasta hace poco, la impresión 3D y el moldeo por inyección se consideraban dos métodos rivales entre ellos, pero la industria automotriz está demostrando que estas tecnologías pueden complementarse con éxito, brindando nuevos beneficios para las empresas.

La impresión 3D es un método indispensable en la etapa de creación de prototipos del proyecto, donde es necesario un análisis detallado que garantice que el componente objetivo cumpla con sus funciones utilitarias y estéticas. Antes de decidir implementar un proyecto de este tipo, es muy recomendable crear un prototipo en una impresora 3D. Esto ayuda a eliminar cualquier error y asegura que la solución finalmente fabricada está alineada con los objetivos y expectativas del cliente. La combinación de impresión 3D y moldeo por inyección aumenta significativamente las posibilidades y permite la fabricación de componentes de mayor calidad, como elementos del salpicadero, manillas de puertas y ventanillas, guardabarros y rejillas.

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En Knauf Automotive realizamos desde el diseño de moldes hasta la producción de piezas

En Knauf Automotive apostamos por la innovación y la mejora continua en la fabricación de componentes de automóvil. Cada diseño de molde se somete a un análisis en profundidad para que no haya margen de error en la etapa final de fabricación.

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Creemos que la impresión 3D es insustituible durante la creación de prototipos en la impresión  y el método más efectivo para alcanzar los objetivos previstos Este enfoque permite detectar cualquier inconsistencia con las especificaciones definidas y realizar las correcciones necesarias antes de comenzar la fabricación en serie. Knauf Automotive utiliza los avanzados y versátiles software NX Siemens y Catia para diseñar los moldes y crear prototipos.

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