Los moldes y las matrices son herramientas esenciales para la producción en masa en la fabricación actual. Ambos son elementos clave en la fabricación; por ejemplo, los moldes se utilizan en el moldeo por inyección para dar forma a la resina, así como en la fundición, y las matrices se utilizan en la estampación. En esta sección se presentan ejemplos de observación y medición de moldes y matrices mediante un Microscopio Digital.

Observación y medición de moldes y matrices utilizando un Microscopio Digital

Ventajas y desventajas de usar moldes y matrices

Ventajas
  • Rápida producción en masa de productos con la misma forma.
  • Producción de alta precisión con baja variación.
  • No se requieren conocimientos especiales y cualquiera puede realizar las operaciones con facilidad.
  • Mínimo desperdicio de material y bajos costos de procesamiento.
Desventajas
  • La fabricación de moldes/matrices puede ser costosa y requerir mucho tiempo.
  • Se requiere un alto nivel de habilidad y experiencia para la fabricación de moldes/matrices.

Tipos de moldes/matrices

Los moldes y matrices son herramientas que se utilizan para conformar y dar forma a los materiales.
Las matrices son “abiertas”, ya que constan de piezas superiores e inferiores que no están selladas.
Los moldes, en cambio, son “cerrados”, y materiales como el metal y la resina se vierten en una cavidad para formar un producto acabado.

Matrices

Matrices de prensado
Las matrices de prensado se utilizan para dar forma a las carrocerías de los automóviles y otros componentes. Son el tipo de matriz más común. Las matrices de prensado también se pueden clasificar en matrices de perforación, matrices de doblado y matrices de compresión.
Matrices de forja
Estas matrices se utilizan para dar forma a los componentes de transmisión de los automóviles y otros vehículos. Las matrices se utilizan para golpear un material y crear una forma diferente. Las piezas que requieren alta resistencia se fabrican generalmente con matrices de forja. Hay dos métodos principales de forjado: la forja en caliente, cuando el material se calienta y se ablanda antes de ser golpeado, y la forja en frío, cuando el material se golpea a temperatura ambiente.

Moldes

Moldes para el moldeo por inyección
Estos moldes se utilizan para moldear piezas de plástico. Un material plástico se calienta en un cilindro de calentamiento y luego se presuriza y se inyecta en un molde. A continuación, el plástico se enfría y se solidifica.
Moldes para fundición a presión
Los moldes de fundición a presión se utilizan para moldear inyectando aluminio, magnesio u otro material fundido en un molde a alta presión. Esto hace posible la producción en masa de productos de fundición con alta precisión y condiciones superficiales de alta calidad a altas velocidades. El término “fundición a presión” se utiliza generalmente para referirse tanto al método de fundición como al producto moldeado.
Moldes de fundición
La fundición se realiza calentando el hierro fundido, las aleaciones de aluminio, el cobre, el latón u otros materiales a altas temperaturas hasta que se funden, y luego se vierte el material fundido en un molde. El molde utilizado para la fundición se denomina molde de fundición, y el producto resultante se denomina fundición.
Molde de polvo
Los moldes de polvo se utilizan para formar productos comprimiendo y luego endureciendo un polvo metálico.

Métodos de mecanizado de moldes/matrices

Corte
Los moldes y las matrices se pueden mecanizar utilizando una herramienta de filo para cortar la superficie de un material. Este corte se realiza normalmente en un centro de mecanizado.
Rectificado
Las brocas de esmerilado también se pueden utilizar para mecanizar moldes y matrices. Este método permite mecanizar materiales duros que no se pueden mecanizar mediante corte, como el acero endurecido y el carburo cementado. En comparación con el corte, este método permite mecanizar con mayor precisión y se utiliza habitualmente para el acabado. Sin embargo, el rectificado también lleva más tiempo.
Mecanizado por descarga eléctrica de alambre
El mecanizado por descarga eléctrica con alambre es un método que utiliza alambres de latón para cortar el metal. Con este método, el mecanizado es posible independientemente de la dureza del metal, lo que permite el mecanizado de materiales de acero endurecido, carburos cementados y otros metales.

Ejemplos de observación y medición de moldes y matrices utilizando un Microscopio Digital

A continuación, se presentan los últimos ejemplos de observación y medición de moldes y matrices utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.

Imagen de composición de profundidad de un molde de microagujas
VH-Z20, 100×, iluminación anular
Imagen de composición de profundidad de un punzón
VH-Z20, 100×, iluminación anular
Imagen de observación de la pared interior de un molde

VHX-E20, 20×

  • A: Sin luz de fondo
  • B: Con luz de fondo
Imagen 3D de un molde de tornillo
ZS-20, 50×, iluminación anular
Imagen de comparación de la textura de la superficie de un producto

ZS-200, 1500×, iluminación coaxial

La gestión del desgaste es posible midiendo los productos en 3D.

Imagen de medición 3D del borde de corte de un troquel
VH-Z20, 200×, iluminación anular
Imagen de medición 3D de los defectos de la superficie

ZS-200, 500×, iluminación coaxial

Los defectos que no se pueden capturar con un medidor de rugosidad se pueden identificar claramente.

Imagen de medición 3D de marcado en un molde
ZS-200, 1000×, iluminación coaxial
Imagen de observación de las partes deslizantes de un molde
VH-Z20, 100×, iluminación anular (imagen normal)

Imagen de modo óptico efecto de sombra

El Modo óptico efecto de sombra se puede utilizar para visualizar irregularidades microscópicas.

Imagen de observación de la superficie después del mecanizado por descarga eléctrica
VHX-E20, 50×, iluminación anular (imagen normal)

Imagen de modo óptico efecto de sombra

El Modo óptico efecto de sombra se puede utilizar para visualizar patrones de superficie satinados.

Imagen de mapa de color del modo óptico efecto de sombra