¿Necesita soluciones de mecanizado expertas? Nuestro equipo de Tuowei Proto está aquí para ayudarle con todas sus necesidades de fabricación. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener un presupuesto para sus proyectos en curso o futuros.
Antes de que una empresa de moldeo te dé un precio, calcula dos valores: cuánta fuerza de sujeción necesita tu pieza y cuánto material requiere cada inyección. Esas dos cifras determinan qué máquina se utilizará para el trabajo, y la máquina determina la tarifa por hora que se te cobrará. Casi nadie se lo explica al comprador, por lo que los presupuestos de moldeo suelen parecer arbitrarios.
Esta guía explica cómo se calculan ambas cifras, qué factores las hacen aumentar, por qué se traducen en el precio y qué decisiones de diseño permiten fabricar una pieza en una máquina más pequeña y económica. En cuanto a las máquinas en sí, nuestras guías sobre tipos de máquinas de moldeo por inyección y los componentes principales de una máquina de moldeo cubrir los herrajes.
La fuerza de cierre es la presión que aplica la máquina para mantener unidas las dos mitades del molde mientras se inyecta el plástico fundido a alta presión. Si es insuficiente, el molde se abre ligeramente durante la inyección y el plástico se escapa por la línea de separación en forma de rebaba. El volumen de inyección es la cantidad de material que la máquina debe suministrar en un solo ciclo, incluyendo la pieza, el sistema de canales y cualquier cavidad adicional. Si el volumen de inyección requerido supera la capacidad de la máquina, la pieza no se puede rellenar.
Se elige una máquina cuando cumple ambos requisitos. Si es demasiado pequeña, la pieza sale defectuosa. Si es demasiado grande, se paga una tarifa por hora más alta de lo que requiere el trabajo, y el material puede permanecer en el tambor demasiado tiempo y deteriorarse.
Cuando se inyecta el plástico, este llena la cavidad bajo presión. Esa presión empuja hacia fuera en todas las direcciones, incluso contra las dos mitades del molde, y la fuerza que intenta separarlas es la presión de inyección multiplicada por el área de la pieza, vista desde arriba en la dirección en la que se abre el molde. A esa superficie se le denomina «superficie proyectada», y es el dato más importante para el cálculo.
El área proyectada no es la superficie de la pieza. Es la sombra que la pieza proyecta sobre el plano de separación. Una caja alta y una placa plana con la misma superficie de base tienen áreas proyectadas similares, aunque sus superficies difieran considerablemente; por eso, una pieza plana grande puede requerir un tonelaje mucho mayor que una pequeña y profunda.
La estimación consiste en multiplicar el área proyectada por un factor de presión adecuado al material y a la geometría, y añadir posteriormente un margen de seguridad. El factor de presión varía en función de la dificultad que presente el material a la hora de llenarse: las resinas comerciales de fácil fluidez se sitúan en el extremo inferior, mientras que los materiales rígidos o con carga y las piezas de paredes delgadas que requieren una alta presión de inyección se sitúan en un nivel considerablemente superior.
Por eso, dos piezas con las mismas dimensiones pueden requerir máquinas diferentes. Una pieza de paredes finas fabricada con resina reforzada con fibra de vidrio necesita una presión considerablemente mayor para su llenado que una pieza de paredes más gruesas fabricada con resina estándar, por lo que requiere una mayor fuerza de sujeción para mantener el molde cerrado frente a esa presión.
Ten en cuenta que la superficie proyectada utilizada en el cálculo incluye todo lo que se encuentra en el plano de separación: todas las cavidades de un molde de múltiples cavidades, más el sistema de canales. Un molde de cuatro cavidades necesita aproximadamente cuatro veces el tonelaje de un molde de una sola cavidad para la misma pieza, más la contribución de los canales.
El volumen de inyección es el volumen total de material inyectado en cada ciclo: la pieza o piezas, más el bebedero y los canales de inyección. Las máquinas se clasifican según su capacidad de inyección, y la norma de trabajo consiste en utilizar un valor intermedio adecuado de dicha capacidad, en lugar de los valores extremos.
El punto del canal de inyección tiene importancia desde el punto de vista comercial. En piezas pequeñas, un canal de inyección frío puede consumir más material que las propias piezas. El material triturado permite recuperar parte de ese material, pero no todas las resinas toleran el material triturado y algunas aplicaciones lo prohíben, por lo que el coste del material por pieza es mayor de lo que sugiere el peso de la misma.
En este caso, el espesor de la pared tiene un comportamiento poco intuitivo. Una pieza más delgada requiere menos material y se enfría más rápido, lo que en principio parece más económico; sin embargo, necesita una mayor presión de inyección y, por lo tanto, una mayor fuerza de sujeción. Reducir el espesor de la pared de una pieza para acortar el tiempo de ciclo puede obligar a utilizar una máquina más grande, lo que compensa en parte el ahorro.
| Clase de máquina | Piezas habituales | Notas sobre el coste y el uso |
| Pequeño tonelaje | Componentes pequeños, conectores, tapones, productos médicos desechables, micropiezas | Tarifa por hora más baja; es habitual utilizar moldes de múltiples cavidades para aumentar la producción |
| Tonelaje medio | Carcasas, soportes, tiradores, cuerpos de productos de consumo | La categoría más habitual para los trabajos comerciales generales |
| Gran tonelaje | Cajas de grandes dimensiones, paneles y componentes para el interior de vehículos | La tarifa por hora es más alta, hay menos máquinas disponibles y los horarios son más ajustados |
| Tonelaje muy elevado | Parachoques, contenedores, palés, piezas estructurales de gran tamaño | Capacidad especializada, disponibilidad limitada, tarifa más alta |
Las tarifas por hora aumentan en función del tamaño de la máquina, ya que las máquinas más grandes tienen un coste de adquisición mayor, consumen más energía, ocupan más espacio y son más escasas. Ese es el mecanismo por el que la superficie proyectada se traduce en precio: una huella mayor implica más tonelaje, lo que se traduce en una máquina más grande y, por lo tanto, en una tarifa más elevada por cada hora que dure el trabajo.
El tipo de accionamiento de la máquina suele considerarse una cuestión que compete al fabricante de moldes, pero afecta a tu pieza de formas que conviene conocer.
| Tipo | Características | Qué significa esto para ti |
| Hidráulico | Gran capacidad de fuerza de sujeción, robusto, menor coste de adquisición | Es habitual en grandes tonelajes; la repetibilidad entre disparos es ligeramente menor que en los modelos eléctricos. |
| Totalmente eléctrico | Preciso, repetible, de bajo consumo energético y con un ciclo de secado más rápido | Mayor uniformidad entre disparos, lo que resulta ideal para piezas de precisión pequeñas y con tolerancias estrictas |
| Híbrido | Eléctrico en algunos ejes, hidráulico en otros | Combina precisión y potencia, algo habitual en trabajos de precisión de tonelaje medio a grande |
Si tu pieza presenta tolerancias dimensionales muy ajustadas o un peso de inyección reducido, es lógico preguntarse si se podrá fabricar en una máquina eléctrica. Si se trata de una pieza estructural de gran tamaño, la respuesta suele ser «hidráulica» o «híbrida», y esa es la opción adecuada, más que un compromiso.
Esta es también la razón por la que el presupuesto de dos fabricantes de moldes para una misma pieza puede variar considerablemente. Si uno dispone de una máquina del tamaño adecuado y el otro tiene que utilizar una de mayor tamaño, los precios no coincidirán, aunque ambos hagan un presupuesto honesto. Nuestro desglose de ¿Qué factores influyen en el coste del moldeo por inyección? abarca el aspecto relacionado con las herramientas de esa misma ecuación.
Merece la pena destacar el tema del número de cavidades, ya que va en contra de lo que dicta la intuición. Un mayor número de cavidades no supone automáticamente un menor coste. Una herramienta que requiere una máquina más grande para su cierre tiene un coste de funcionamiento por hora más elevado, y ese coste adicional puede contrarrestar la productividad ganada. El número adecuado de cavidades es aquel que produce el menor coste por pieza para tu volumen de producción, un cálculo que tu moldeador puede realizar si se lo solicitas.
Al facilitar estos datos, se pasa de un presupuesto aproximado a un cálculo concreto. Un moldeador que reciba un modelo, un material y un volumen podrá dimensionar la máquina adecuadamente y ofrecer un presupuesto con el número de cavidades que realmente minimice tus costes, en lugar de recurrir a una suposición prudente que le proteja a él.
Tuowei Precision ofrece servicios de moldeo por inyección de plástico y utillaje para moldes de inyección desde una misma planta, por lo que el número de cavidades, el tonelaje y el coste de las herramientas se tienen en cuenta de forma conjunta, en lugar de ser presupuestados por separado por distintos proveedores. Envía el modelo de la pieza y el volumen previsto a Precisión Tuowei para obtener un presupuesto en el que se especifiquen la clase de la máquina, el número de cavidades y los supuestos sobre el ciclo en los que se basa dicha cifra.
R: El área proyectada de la pieza, todas las cavidades y el sistema de canales en el plano de separación se multiplica por un factor de presión adecuado al material y al espesor de pared, y a continuación se añade un margen de seguridad. El área proyectada es la variable determinante.
R: El molde se abre ligeramente durante la inyección y el plástico se escapa por la línea de separación, lo que provoca rebabas en cada ciclo. La solución adecuada es aumentar la fuerza de cierre, lo que normalmente implica trasladar el trabajo a una máquina más grande.
R: Su tarifa por hora es más elevada, pero el coste por pieza también depende del número de cavidades y del tiempo de ciclo. Una máquina más grande que utilice un molde de múltiples cavidades puede producir piezas más baratas que una máquina pequeña que utilice un molde de una sola cavidad en grandes volúmenes.
R: Porque la fuerza de sujeción varía proporcionalmente al área proyectada, que es la sombra que proyecta la pieza sobre el plano de separación. Una pieza plana de gran tamaño presenta una superficie amplia contra la que actúa la presión de inyección, aunque utilice relativamente poco material.
R: No, un mayor número de cavidades requiere un mayor tonelaje, y pasar a una clase de máquina superior eleva la tarifa por hora lo suficiente como para contrarrestar el ahorro. El número adecuado de cavidades es aquel que ofrece el menor coste por pieza en función de tu volumen real de producción.
Escrito por Andy, ingeniero de fabricación en TUOWEI Precision. Andy está especializado en mecanizado CNC, fabricación de precisión e ingeniería de producción, y cuenta con experiencia práctica en el apoyo a proyectos que abarcan desde la creación rápida de prototipos hasta la producción a gran escala. Trabaja en estrecha colaboración con los equipos de ingeniería y fabricación para evaluar materiales, tolerancias, procesos de mecanizado y la facilidad de fabricación de los diseños. Sus artículos ofrecen información práctica y con base técnica para ayudar a ingenieros y compradores a tomar mejores decisiones de fabricación, optimizar la eficiencia de la producción y lograr una calidad constante de las piezas. Descubre las soluciones de mecanizado CNC y fabricación a medida de TUOWEI Precision para tu próximo proyecto.
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