Diseño para inyección de plástico: primero, paredes uniformes
El plástico se contrae al enfriarse, y las zonas gruesas se contraen más y se enfrían más despacio que las finas. El resultado son rechupes, burbujas internas y alabeo. Por eso la regla básica es mantener el espesor de pared lo más uniforme posible. Las transiciones entre espesores deben ser graduales, a lo largo de unas tres veces la diferencia de espesor.
El espesor razonable depende del material. El ABS y el PC suelen ir bien entre 1,2 y 3,5 mm aproximadamente, mientras que el PP, el PA y el POM pueden moldearse más finos. Una pared más gruesa de lo necesario alarga el ciclo, y el ciclo marca el precio unitario en serie. Si hace falta rigidez, los nervios casi siempre son mejores que paredes más gruesas.
Una pieza diseñada para impresión 3D o fresado suele tener zonas macizas que allí funcionan, pero no en un molde. Vaciamos esas zonas por detrás para que la pared quede uniforme y sustituimos el material macizo por una red de nervios. La pieza pesa menos y tiene un ciclo más corto sin perder rigidez.
Ángulos de desmoldeo y línea de partición
Todas las superficies paralelas a la dirección de apertura del molde necesitan un ángulo de desmoldeo, para que la pieza salga sin rayarse. El valor orientativo es de al menos 0,5–1° en superficies pulidas. Las superficies texturizadas exigen más, a menudo 1–1,5° adicionales por cada 0,025 mm de profundidad de textura, según el moldista o el proveedor de la textura. Las piezas profundas suelen necesitar más ángulo, porque la fricción contra el macho aumenta con la profundidad.
La línea de partición, donde se juntan las dos mitades del molde, siempre deja una ligera marca en la pieza. La situamos en una arista donde no se vea ni moleste a una junta, de acuerdo con el moldista. Los agujeros y huecos fuera de la dirección de apertura exigen correderas o machos móviles, que encarecen el molde. A menudo una geometría distinta, como una abertura pasante en lugar de una ranura ciega, elimina esa necesidad.
Las contrasalidas, formas que se enganchan en el molde, a veces se resuelven con una abertura pasante en el fondo. Por ella, un macho del otro lado puede formar el gancho. La técnica se usa a menudo en clips y ahorra una corredera. Proponemos estas soluciones pronto, antes de que el moldista presupueste el molde.
Nervios, radios y torretas
Un nervio da rigidez sin pared gruesa. Como referencia, su espesor es el 50–60 % de la pared, o menos en materiales propensos a rechupes. Su altura no debe superar unas tres veces el espesor de pared, y la separación entre nervios debe ser al menos el doble. Los nervios también llevan desmoldeo y un pequeño radio en la base.
Las esquinas interiores vivas generan concentración de tensiones y peor llenado. Los radios interiores deben ser al menos la mitad de la pared, y los exteriores iguales al interior más la pared, para que el espesor sea constante en la esquina. Las torretas se unen a la pared con nervios y se mantienen lejos de zonas gruesas. Su pared es aproximadamente el 60 % de la pared nominal, para evitar rechupes en la cara vista.
Los clips se dimensionan según la deformación que admite el material. Una lengüeta que se estrecha hacia la punta reparte la deformación mejor que una recta, y un radio en la base reduce el riesgo de rotura. Calculamos la flexión de forma simplificada y después probamos la función con un prototipo impreso.
Elección de material y contracción
El material influye tanto en el diseño como en el molde. Los plásticos amorfos como el ABS y el PC se contraen poco y de forma uniforme, aproximadamente un 0,4–0,7 %. Los semicristalinos como el PP, el PA y el POM se contraen más, a menudo un 1–2,5 %, y de forma distinta a favor y en contra del flujo. Las versiones con fibra de vidrio se contraen menos, pero sus propiedades dependen de la dirección.
Los clips funcionan mejor en materiales tenaces como el PP, el PA y el POM, que admiten más deformación que el PC y el ABS. El PP sirve para bisagras integrales, que se doblan miles de veces sin romperse. Elegimos el material según temperatura, productos químicos, rigidez y acabado, e indicamos su designación en el plano. La relación entre material y requisitos del producto se explica en desarrollo de producto y prototipos. La contracción la compensa el moldista, que agranda la cavidad. Nuestra tarea es indicar el material con claridad y evitar geometrías que se contraigan de forma desigual.
Probar con un prototipo antes de encargar el molde
Un molde es difícil y caro de modificar una vez mecanizado el acero. Por eso probamos primero la geometría con prototipos impresos en 3D. Se pueden valorar el ajuste, los clips y el montaje, aunque una impresión nunca tenga exactamente las propiedades de una pieza inyectada. Más sobre el proceso en desarrollo de producto. A veces compensa encargar primero un molde prototipo sencillo de aluminio para las primeras piezas.
Cuando el diseño está terminado, entregamos el STEP al moldista junto con un plano. El plano indica cotas críticas, superficies con exigencias de acabado y dónde pueden ir el punto de inyección y los expulsores. No hacemos simulaciones de llenado, pero entregamos una documentación limpia a quien haga el análisis. Las carcasas son una aplicación habitual: vea diseño de carcasas electrónicas.
Piense también en el marcado. El código de material según la ISO 11469, el fechador y el número de cavidad van en una cara oculta. Los dibujamos en el modelo desde el principio, para que el moldista no tenga que añadirlos después.
Valores orientativos para piezas de plástico inyectado
| Parámetro | Valor orientativo |
|---|---|
| Espesor de pared ABS | aprox. 1,2–3,5 mm |
| Espesor de pared PP | aprox. 0,8–3,8 mm |
| Espesor de pared PA (PA6, PA66) | aprox. 0,8–3,0 mm |
| Espesor de pared PC | aprox. 1,0–3,8 mm |
| Espesor de pared POM | aprox. 0,8–3,0 mm |
| Desmoldeo, superficie pulida | al menos 0,5–1° |
| Desmoldeo, superficie texturizada | aprox. 1–1,5° adicionales por cada 0,025 mm de textura |
| Nervio: espesor / altura / separación | 50–60 % de la pared / ≤ 3 × la pared / ≥ 2 × la pared |
| Radios | interior ≥ 0,5 × la pared, exterior = interior + pared |
| Contracción | ABS y PC aprox. 0,4–0,7 %; PP, PA y POM aprox. 1–2,5 % |
Valores orientativos para materiales sin carga. La ficha técnica del proveedor y la experiencia del moldista prevalecen sobre la tabla.
Lo que necesitamos de usted
- Modelo 3D en STEP o un prototipo impreso existente
- Función y entorno: carga, temperatura, productos químicos, rayos UV y contacto con alimentos
- Material deseado o los requisitos que guían su elección
- Superficies vistas y exigencias de acabado o textura
- Volumen anual previsto
- Piezas con las que se monta: tornillos, insertos y otras piezas de plástico
- Datos de contacto del moldista, si ya está elegido
Ejemplos de encargos
- Carcasa y tapa para electrónica
- Clips y fijaciones
- Asa con nervios en lugar de material macizo
- Bote con tapa de rosca
- Tapa con bisagra integral en PP
- Ruedas y rodillos
- Tapa con torretas e insertos roscados
- Rediseño de una pieza impresa para la serie
- Soporte en PA con fibra de vidrio
- Piezas con superficie texturizada
Qué influye en el precio y el plazo
- Cuánta geometría existente hay que modificar
- El número de correderas y machos móviles que hay que eliminar
- Clips, bisagras integrales y roscas
- El número de piezas que deben encajar en un ensamblaje
- El número de vueltas de prototipo antes de encargar el molde
- Las revisiones tras los comentarios del moldista
Qué recibe
- STEP para el moldista
- Control del desmoldeo y del espesor de pared en toda la pieza
- Propuesta de línea de partición, punto de inyección y expulsores
- Plano con cotas críticas, material y exigencias de superficie
- Archivos de prototipo y piezas de prueba impresas
- Gestión de revisiones tras los comentarios del moldista
Preguntas frecuentes
¿Qué ángulo de desmoldeo hace falta en inyección?
Como referencia, al menos 0,5–1° en superficies pulidas en la dirección de apertura. Las superficies texturizadas y las piezas profundas exigen más. El moldista puede indicar los valores exactos para su molde.
¿Qué espesor de pared debe tener una pieza inyectada?
Depende del material y del tamaño. Para carcasas de ABS y PC es habitual 1,5–3 mm aproximadamente, y algo menos para PP y PA. Lo más importante es que la pared sea uniforme.
¿Fabrican ustedes el molde?
No. Diseñamos la pieza, preparamos la documentación y le acompañamos en el diálogo con el moldista. El molde lo fabrica un moldista que usted elija.
¿Se puede adaptar una pieza impresa en 3D a la inyección?
Sí. Uniformamos las paredes, añadimos desmoldeo y nervios y eliminamos detalles que exigen correderas. A menudo la pieza queda más ligera y más resistente.
¿Qué causa los rechupes?
Las zonas gruesas que se contraen más que su entorno, a menudo junto a nervios y torretas. Se evitan con pared uniforme, nervios más finos y zonas vaciadas.
¿Necesito una simulación de llenado?
Para piezas grandes o de pared fina y con altas exigencias de aspecto, suele merecer la pena. El análisis lo hace normalmente el moldista o un especialista, y nosotros entregamos una documentación preparada para ello.