Herramientas y Moldes
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Las herramientas, moldes y matrices son componentes esenciales para diversos sectores industriales, como automóvil, aeroespacial, médico, bienes de consumo y energía. Se utilizan para dar forma, cortar y estampar materiales en diferentes productos y piezas. La calidad y el rendimiento de estos componentes dependen en gran medida de las propiedades y características de los aceros que se utilizan para fabricarlos.
El mercado de herramientas y moldes es un área de aplicación importante para la fabricación aditiva y los polvos de acero. Por ejemplo, un molde impreso en 3D con canales de enfriamiento puede reducir el punto de enfriamiento, permitir una mejor disipación de calor y mejorar de manera significativa la eficiencia del proceso y el acabado del producto. La tasa de rendimiento de los productos terminados, el tiempo de mantenimiento o la duración de la herramienta también mejoran.
ArcelorMittal es líder mundial en la producción de aceros para moldes y matrices, y presta servicios a las industrias de fundición a presión y moldeo por inyección con soluciones innovadoras y de alta calidad.
ArcelorMittal ha desarrollado un sólido legado en el suministro de aceros que cumplen con los requisitos más exigentes de estas industrias, como resistencia al desgaste, calor, corrosión y agrietamiento, así como una excelente maquinabilidad, pulibilidad y soldabilidad. Ya sea para moldeado, forjado o extrusión de plástico, metal o compuestos, ArcelorMittal tiene el grado y formato de acero adecuado para cada aplicación a través de su división especializada Industeel:
- Aceros de solución mundial para la construcción de moldes, como aceros aleados pre-endurecidos, aceros inoxidables para cavidades, matrices de extrusión y bases de moldes, aceros para trabajo en caliente para aplicaciones de plástico, forjado y fundición a presión, así como acero para trabajo en frío para herramientas de prensa, matrices progresivas, troqueles de estampado y herramientas de corte.
- Marcas patentadas de acero que ofrecen soluciones a medida con mejoras respecto a los grados genéricos en términos de mecanizado, vida útil de la herramienta, reparabilidad, conductividad térmica, dureza y propiedades mecánicas mejoradas. Marcas como Superplast®, Mecasteel®, Isotrop® o Tenasteel® son bien conocidas en todo el mundo por aplicaciones tan exigentes.
Con ArcelorMittal Powders, el grupo cuenta ahora con una cartera complementaria de soluciones de acero sostenible para herramientas y moldes producidos por Fabricación Aditiva.
Con nuestros equipos de investigadores de Global R&D, en colaboración con clientes, universidades y centros de investigación, trabajamos para combinar nuestras soluciones y aprovechar lo mejor de cada una y ofrecer más rendimiento, confiabilidad y sostenibilidad a nuestros clientes con nuestros aceros para moldes y matrices.
Moldes para Inyección de Plástico
La inyección de plástico en un molde es un proceso ampliamente utilizado para producir piezas y productos de plástico, como contenedores, juguetes, componentes de automóviles, dispositivos médicos y productos electrónicos. Implica inyectar plástico fundido en la cavidad de un molde, donde se enfría y solidifica tomando la forma del molde, que luego se abre expulsando la pieza.
El molde es un componente complejo y costoso que requiere alta precisión, durabilidad y resistencia al desgaste, la corrosión y la fatiga térmica. El acero que se utiliza para fabricar el molde debe tener alta dureza, tenacidad, pulibilidad y maquinabilidad.
La promesa de la fabricación aditiva
La Fabricación Aditiva ofrece una oportunidad prometedora para la producción de herramientas, moldes y matrices, ya que puede superar algunas de las limitaciones y desafíos de los métodos convencionales, como largos plazos de entrega, alto coste, desperdicio de material y limitaciones de diseño. Mediante el uso de la Fabricación Aditiva, es posible crear herramientas, moldes y troqueles que tengan un rendimiento, calidad y eficiencia mejorados, como canales de refrigeración, peso reducido y mayor durabilidad.
Los canales de enfriamiento son pasajes internos que siguen la forma de la cavidad del molde, permitiendo un enfriamiento más uniforme y eficiente de la pieza de plástico. Esto puede dar como resultado un tiempo de ciclo reducido, una precisión dimensional mejorada, una menor deformación y un mejor acabado superficial. Los canales pueden diseñarse utilizando nuevas metodologías, como la optimización de la topología y la dinámica de fluidos computacional, e imprimirse utilizando máquinas con tecnología Laser Powder Bed Fusion (LPBF), que pueden fundir y fusionar polvos metálicos capa por capa utilizando un rayo láser.
ArcelorMittal es una empresa líder en el campo de la Fabricación Aditiva, con una sólida experiencia y conocimiento en estrategia, materiales y procesos láser. ArcelorMittal puede proporcionar aceros de alta calidad para la Fabricación Aditiva, como aceros martensíticos, aceros inoxidables y aceros para herramientas, así como soluciones y servicios personalizados para la producción de herramientas, moldes y matrices utilizando máquinas con tecnología Laser Powder Bed Fusion (LPBF).
En función de la aplicación y del tipo de herramienta, molde o matriz, se requieren diferentes propiedades y características de los aceros, como dureza, resistencia a la corrosión, conductividad térmica, soldabilidad, maquinabilidad, textura y pulibilidad. Estas propiedades y características pueden verse influenciadas por la composición química, el tratamiento térmico y el proceso de Fabricación Aditiva de cada tipo de acero.
Herramientas y Moldes: las palabras clave
Es la resistencia del acero a la deformación, indentación y desgaste. La dureza es importante para herramientas, moldes y matrices que están sujetos a altas presiones, temperaturas y abrasión, como herramientas de corte, matrices de estampado y matrices de forja. La dureza se puede medir mediante varios métodos, como las escalas Rockwell, Vickers o Brinell. Generalmente, cuanto mayor sea el contenido de carbono y los elementos de la aleación, como cromo, molibdeno y vanadio, mayor será la dureza del acero.
Es la capacidad del acero para resistir el deterioro y la degradación causados por la exposición a ambientes corrosivos, como humedad, ácidos, sales y gases. La resistencia a la corrosión es importante para herramientas, moldes y matrices que se utilizan en aplicaciones que involucran fluidos, productos químicos o alta humedad, como moldeo por inyección, extrusión y dispositivos médicos. La resistencia a la corrosión se puede mejorar añadiendo elementos, como cromo, níquel y manganeso, o aplicando revestimientos, como nitruración, cromado o anodizado.
Es la velocidad a la que el acero puede transferir calor a través de su masa. La conductividad térmica es importante para herramientas, moldes y matrices que están expuestos a altas temperaturas o ciclos térmicos, como el trabajo en caliente, la soldadura y la fundición. La conductividad térmica puede afectar la velocidad de enfriamiento, la estabilidad dimensional, la distorsión y el agrietamiento del acero. La conductividad térmica se puede aumentar añadiendo elementos como cobre, silicio y aluminio, o reduciendo la porosidad y el tamaño de grano del acero.
Se trata de la facilidad y calidad con la que se puede unir el acero con otros metales mediante el uso de calor y presión. La soldabilidad es importante para herramientas, moldes y matrices que deben repararse, modificarse o ensamblarse, como moldes grandes, bloques de matrices y herramientas de varias piezas. La soldabilidad puede verse afectada por el contenido de carbono, los elementos de la aleación, el tratamiento térmico y las condiciones de precalentamiento y post calentamiento del acero. Generalmente, cuanto menor sea el contenido de carbono y los elementos de aleación, mayor será la soldabilidad del acero.
Es la facilidad y calidad con la que se puede cortar, perforar, fresar, tornear o rectificar el acero mediante el uso de máquinas y herramientas. La maquinabilidad es importante para herramientas, moldes y matrices que necesitan ser moldeados, acabados o refinados, como fresas, brocas y muelas abrasivas. La maquinabilidad puede verse influenciada por la dureza, la tenacidad, la microestructura y el estado de la superficie del acero. Generalmente, cuanto mayor es la dureza y los elementos de aleación, menor es la maquinabilidad del acero.
La apariencia y suavidad de la superficie del acero. La textura y la capacidad de pulido son importantes para herramientas, moldes y troqueles que deben tener una alta calidad estética o funcional, como moldes para espejos, lentes ópticas y joyería. La textura y la capacidad de pulido se pueden mejorar reduciendo la rugosidad, la porosidad, los defectos y las inclusiones del acero, o aplicando tratamientos como pulido o grabado.
¿Dudas sobre qué acero o Polvo de Acero elegir?
Queremos analizar tus necesidades y continuar nuestro viaje para apoyar a los fabricantes de herramientas y moldes con Polvo de Acero más inteligente.