DFM 101: Diseñar Piezas Plásticas para Moldeo por Inyección — La Lista de Comprobación del Ingeniero
El diseño para fabricabilidad (DFM) es la práctica de diseñar piezas pensando en el proceso de fabricación desde el principio. En moldeo por inyección, aplicar los principios DFM durante el diseño — en lugar de incorporarlos a posteriori sobre un molde ya construido — es la forma más eficaz de reducir el coste del utillaje, acortar el plazo de entrega y eliminar defectos de producción.
Esta lista de comprobación cubre las ocho reglas DFM más críticas para piezas plásticas moldeadas por inyección.
1. Espesor de pared — la base de un buen diseño de molde
La regla: mantenga el espesor de pared lo más uniforme posible en toda la pieza. El espesor ideal para la mayoría de aplicaciones es 2–4 mm. Evite secciones de más de 6 mm sin vaciado.
Por qué importa:
- Las paredes no uniformes enfrían a velocidades distintas y provocan alabeo y rechupe
- Las secciones gruesas alargan el tiempo de ciclo y aumentan el coste de la pieza
- Las paredes muy finas (<0,8 mm en la mayoría de resinas) pueden no llenar de forma fiable
Guías habituales de espesor de pared por material:
| Material | Espesor mínimo | Rango recomendado |
|---|---|---|
| ABS | 1,0 mm | 1,5–3,5 mm |
| PC | 0,75 mm | 1,5–3,0 mm |
| PP | 0,8 mm | 1,5–4,0 mm |
| PA66 (sin carga) | 0,5 mm | 1,5–3,0 mm |
| PA66-GF30 | 0,75 mm | 2,0–4,0 mm |
| POM | 0,8 mm | 1,5–3,0 mm |
Consejo práctico: si su modelo CAD tiene secciones mucho más gruesas que 4 mm, vacíelas. Retire el material desde el interior (la cara no visible) de la pieza, dejando paredes de espesor constante. Esto reduce el rechupe, el tiempo de ciclo y el coste de material al mismo tiempo.
2. Ángulos de desmoldeo — la pieza tiene que salir del molde
La regla: añada desmoldeo (una ligera conicidad) a todas las superficies paralelas a la dirección de apertura del molde. Mínimo 1° por lado en superficies lisas; más en superficies texturizadas.
Por qué importa: sin desmoldeo, la pieza se agarra a la superficie del molde durante la expulsión y provoca marcas de arrastre, rayados o deformación de la pieza. Un desmoldeo suficiente permite que la pieza se libere limpiamente.
Guías de desmoldeo:
| Tipo de superficie | Desmoldeo mínimo | Recomendado |
|---|---|---|
| Liso (sin textura) | 0,5° | 1°–2° |
| Granallado ligero | 1° | 1,5°–2° |
| Textura VDI 18 | 1,5° | 3° |
| Textura VDI 30 | 3° | 4°–5° |
| Textura VDI 45 (profunda) | 5° | 7° |
| Nervios profundos (>10 mm) | 0,5° por lado | 1° por lado |
Error habitual: diseñar una superficie cosmética con textura fina y solo 0,5° de desmoldeo. La superficie se desgarra en la expulsión. Especifique siempre los requisitos de textura antes de cerrar el diseño del molde — la profundidad de la textura determina directamente el desmoldeo necesario.
3. Nervios — rigidez sin añadir espesor
Los nervios son la forma más común de añadir rigidez estructural a una pieza plástica sin aumentar el espesor de pared. Pero los nervios mal diseñados provocan rechupe y concentración de tensiones.
Las reglas:
- Espesor del nervio: 50–60 % del espesor nominal de pared (nunca más del 70 %)
- Altura del nervio: máximo 3× el espesor nominal de pared; los nervios más altos exigen más desmoldeo
- Separación entre nervios: al menos 2× el espesor del nervio entre nervios adyacentes
- Radio en la base del nervio: mínimo 0,25× el espesor de pared en la base del nervio
- Desmoldeo en nervios: mínimo 0,5° por lado; 1° recomendado
Ejemplo de cálculo:
- Espesor nominal de pared: 3 mm
- Espesor máximo del nervio: 3 × 0,6 = 1,8 mm
- Altura máxima del nervio: 3 × 3 = 9 mm
- Radio mínimo en la base: 3 × 0,25 = 0,75 mm
Error habitual: nervios al 100 % del espesor de pared. Generan un rechupe severo en la cara opuesta y obligan a compensar por proceso o a modificar el molde.
4. Radios y acuerdos — eliminar las esquinas interiores agudas
La regla: todas las esquinas interiores deben tener un radio mínimo de 0,5× el espesor de pared. Las esquinas exteriores también deben llevar radio siempre que sea posible.
Por qué importa:
- Las esquinas interiores agudas crean concentración de tensiones en la pieza — la esquina es el primer punto donde una pieza se agrieta bajo carga
- Las esquinas agudas son difíciles de mecanizar — exigen electroerosión (EDM), lo que añade coste
- El flujo de fundido alrededor de esquinas agudas es turbulento y provoca defectos superficiales y posibles disparos cortos
Radios de esquina recomendados:
| Ubicación de la esquina | Radio mínimo |
|---|---|
| Interior (con carga estructural) | 0,5–1,0× el espesor de pared |
| Interior (no estructural) | 0,25× el espesor de pared como mínimo |
| Esquina exterior | 1,5× el espesor de pared (cosmética) |
Excepción: las esquinas de la superficie de partición pueden ser agudas (radio 0°) cuando el cierre entre macho y cavidad lo exige, pero deben reducirse al mínimo.
5. Resaltes — puntos de fijación bien resueltos
Los resaltes (cilindros huecos con un taladro para tornillo autorroscante o inserto termofundido) están entre los elementos que más rechupe provocan si no se diseñan correctamente.
Las reglas:
- Espesor de pared exterior del resalte: máximo 60 % de la pared nominal de la pieza
- Nervios de soporte del resalte: conecte el resalte a la pared más cercana con nervios no más gruesos que la pared del resalte
- Altura del resalte: máximo 3× el diámetro exterior del resalte
- Ubicación del resalte: evite colocar resaltes cerca de la línea de partición (añade complejidad de cierre y riesgo de rebaba)
Dimensionado de resaltes para los tipos de inserto habituales:
| Rosca del inserto | Diámetro del agujero piloto | DE del resalte recomendado |
|---|---|---|
| Inserto termofundido M3 | 4,0 mm | 7,5–8,0 mm |
| Inserto termofundido M4 | 5,0 mm | 9,0–10,0 mm |
| Tornillo autorroscante n.º 4 | 2,8 mm | 6,5–7,0 mm |
| Tornillo autorroscante M3 | 2,5 mm | 6,0–7,0 mm |
6. Contrasalidas — evitarlas o diseñarlas para que se liberen
Una contrasalida es cualquier elemento que impide extraer la pieza del molde en línea recta, en la dirección de apertura del molde. Las contrasalidas exigen mecanismos adicionales en el molde — correderas, lifters o machos colapsables — que añaden coste y complejidad.
Tipos de contrasalidas:
| Elemento | Utillaje necesario | Coste adicional indicativo |
|---|---|---|
| Gancho de clip exterior | Corredera | $500–$2.000 por corredera |
| Rosca interior | Mecanismo de desenroscado o macho colapsable | $2.000–$8.000 |
| Taladro pasante (perpendicular al desmoldeo) | Corredera | $500–$1.500 |
| Contrasalida interior | Lifter o macho colapsable | $1.000–$5.000 |
Estrategias de diseño para eliminar contrasalidas:
- Rediseñe las lengüetas de clip para que se extraigan en la dirección de desmoldeo del molde
- Sustituya las roscas interiores por insertos termofundidos (insertos roscados a presión después del moldeo)
- Divida la pieza en dos componentes para eliminar las contrasalidas interiores
- Use el estilo de “entrada de túnel” — contrasalidas parciales que se forman durante la expulsión y ceden sobre la marca de la entrada
Cuando las contrasalidas son inevitables, háblelo con su proveedor de molde cuanto antes. El coste del utillaje y la complejidad del molde deben incorporarse al coste de la pieza desde el principio.
7. Ubicación de la entrada — dónde entra el plástico importa
La entrada es el orificio por el que el plástico fundido accede a la cavidad del molde. Su ubicación condiciona el llenado, la posición de las líneas de soldadura, el aspecto superficial y la estabilidad dimensional.
Qué debe especificar el diseñador:
- Ubicación de la marca testigo de la entrada — ¿en qué zona de la pieza es aceptable la cicatriz de la entrada?
- Zonas sin entrada — superficies cosméticas, superficies de apoyo, zonas de rosca
- Preferencia de simetría — un llenado simétrico reduce la tendencia al alabeo
Tipos de entrada habituales:
| Tipo de entrada | Aspecto | Coste | Mejor para |
|---|---|---|---|
| Entrada lateral | Marca testigo en la línea de partición | Bajo | Piezas no cosméticas |
| Entrada submarina | Oculta, con desbarbado automático | Medio | Piezas cosméticas (cicatriz en la cara inferior) |
| Entrada puntual | Marca muy pequeña | Medio-alto | Piezas pequeñas de precisión |
| Entrada de punta caliente | Marca testigo mínima | Alto (canal caliente) | Cosmética, sin bebedero frío |
| Entrada de válvula | Superficie enrasada, sin marca | El más alto | Máxima calidad cosmética |
Principio de dimensionado de entradas: las entradas deben dimensionarse para permitir el llenado completo antes de congelarse, pero lo bastante pequeñas para permitir un desbarbado limpio. Una entrada demasiado pequeña genera un esfuerzo cortante excesivo en el fundido — provocando quemaduras, degradación y defectos de jetting.
8. Expulsión — sacar la pieza limpiamente
El sistema de expulsión empuja la pieza fuera del molde al final de cada ciclo. Unos expulsores mal situados dejan marcas visibles en superficies cosméticas o deforman las piezas flexibles.
Reglas de ubicación de expulsores:
- Coloque los expulsores en superficies no cosméticas (caras interiores, nervios ocultos)
- Proporcione área de expulsión suficiente para el peso de la pieza y la fuerza de expulsión necesaria
- Evite los expulsores directamente sobre paredes finas (la pieza se flexiona o se perfora)
- En piezas altas y profundas — considere anillos extractores o cuchillas en lugar de pines
Marcas testigo de los pines expulsores: todas las piezas expulsadas con pines presentan una ligera marca testigo. Acuerde con su proveedor la altura de marca aceptable (normalmente ≤0,05 mm en relieve o enrasada) y confirme las posiciones de los expulsores en el diseño del molde antes de mecanizar.
Resumen de la lista de comprobación DFM
Antes de enviar su archivo de pieza para una cotización de molde, repase esta lista:
- Espesor de pared 1,5–4 mm, sin cambios bruscos > 2:1
- Todas las caras exteriores e interiores con desmoldeo ≥ 1° (más para textura)
- Espesor de nervio ≤ 60 % del espesor nominal
- Todas las esquinas interiores con radio ≥ 0,25 mm (preferiblemente 0,5× el espesor de pared)
- Diámetro exterior del resalte ≤ 60 % del espesor nominal
- Sin contrasalidas involuntarias; todas las contrasalidas necesarias están identificadas
- Preferencia de ubicación de entrada (o zonas sin entrada) documentada
- Superficies de expulsión identificadas y superficies cosméticas marcadas
Enviar al proveedor de molde una pieza que pase esta lista se traduce en menos comentarios DFM, una cotización más precisa y un plazo más corto hasta la primera pieza.
JBRplas entrega un informe DFM por escrito con cada pieza que cotiza — sin coste. Envíe su archivo y le devolveremos un análisis detallado en 2–3 días hábiles.