Publicación: Aplicación de Tecnologías de Fabricación Aditiva con Materiales Plásticos Reforzados al Diseño y Optimización de Moldes de Inyección en la Fabricación de Series Cortas
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Fecha
2024-10-22
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
La creciente demanda de componentes complejos de plástico en tiradas cortas ha redefinido los procesos de fabricación. La tecnología de fabricación aditiva facilita la creación de productos personalizados con geometrías complejas y ciclos de vida más cortos, aunque su anisotropía limita la producción de componentes plásticos funcionales. Las tecnologías de rapid tooling superan esta limitación, permitiendo la fabricación rápida y eficiente de componentes plásticos comparables a los producidos en serie. Este trabajo de investigación presenta los resultados del uso de material plástico PA reforzado con fibra de carbono en la fabricación de moldes para inyección, evaluando su comportamiento mecánico mediante simulaciones numéricas bajo condiciones operativas reales. Los resultados muestran una distribución uniforme de tensiones en la cavidad del molde, con valores de 25 MPa y 18 MPa, sin superar el límite elástico del material plástico. Los desplazamientos máximos obtenidos son de 0.095 mm y 0.041 mm, asegurando la integridad estructural de los insertos durante su condición de servicio.
Los resultados subrayan el notable potencial de los materiales plásticos para la fabricación de moldes en tiradas
cortas, ofreciendo una solución eficiente y rentable para la producción de componentes poliméricos complejos y
personalizados, adaptados a las necesidades específicas del mercado.
The increasing demand for complex components for prototyping has redefined manufacturing processes. Additive manufacturing technology facilitates the creation of customized products with complex geometries and shorter life cycles, although its anisotropy limits the production of functional plastic components. Rapid tooling technologies overcome this limitation, enabling the quick and efficient fabrication of plastic components comparable to those produced in series. This research presents the results of using carbon fiber-reinforced PA plastic in mold injection manufacturing, evaluating its mechanical behavior through numerical simulations under real operating conditions. The results show a uniform stress distribution in the mold cavity, with values of 25 MPa and 18 MPa, without exceeding the material's yield strength. The maximum displacements obtained are 0.095 mm and 0.041 mm, ensuring the structural integrity of the inserts during service. The findings highlight the remarkable potential of plastic materials for short-run mold manufacturing, offering an efficient and cost-effective solution for producing complex and customized polymeric components, tailored to specific market needs.
The increasing demand for complex components for prototyping has redefined manufacturing processes. Additive manufacturing technology facilitates the creation of customized products with complex geometries and shorter life cycles, although its anisotropy limits the production of functional plastic components. Rapid tooling technologies overcome this limitation, enabling the quick and efficient fabrication of plastic components comparable to those produced in series. This research presents the results of using carbon fiber-reinforced PA plastic in mold injection manufacturing, evaluating its mechanical behavior through numerical simulations under real operating conditions. The results show a uniform stress distribution in the mold cavity, with values of 25 MPa and 18 MPa, without exceeding the material's yield strength. The maximum displacements obtained are 0.095 mm and 0.041 mm, ensuring the structural integrity of the inserts during service. The findings highlight the remarkable potential of plastic materials for short-run mold manufacturing, offering an efficient and cost-effective solution for producing complex and customized polymeric components, tailored to specific market needs.
Descripción
Organizado y patrocinado por: Federación iberoamericana de Ingeniería Mecánica y 'Universidad de Concepción - Chile. Departamento de Mecánica', FeIbIm – FeIbEM
Categorías UNESCO
Palabras clave
moldeo por inyección, fabricación aditiva, CAD, diseño industrial, impresión 3D, injection molding, additive manufacturing, CAD, industrial design
Citación
-
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica