Guía de Referencia de Materiales Plásticos para Moldeo por Inyección
Referencia de selección de materiales — propiedades de resinas plásticas, grados de acero para moldes, matriz de compatibilidad y recomendaciones por sector.
Parte 1: Selección de Materiales Plásticos
Elegir la resina correcta es la decisión de material más determinante en cualquier proyecto de moldeo por inyección. La resina define el rendimiento de la pieza, los requisitos de utillaje, el tiempo de ciclo y el coste unitario — y cambiar de material a mitad de programa resulta caro. Esta referencia cubre las resinas que JBRplas procesa a diario, organizada para apoyar las decisiones de ingeniería.
Marco de Decisión
Responda estas preguntas antes de abrir una ficha técnica:
- Mecánico — ¿A qué cargas, impactos, ciclos de fatiga y condiciones de fluencia se enfrenta la pieza?
- Térmico — ¿Temperatura de servicio continua y de pico?
- Químico — ¿Exposición a disolventes, limpiadores, combustibles, fluidos corporales, UV?
- Normativo — ¿UL 94, FDA, USP Class VI, RoHS, REACH, EN71?
- Estético — ¿Superficie Clase A, transparencia óptica, precisión de color, textura?
- Producción — ¿Volumen anual, tiempo de ciclo objetivo, requisitos de tolerancia?
- Coste — ¿Cuál es la horquilla de coste de resina para la pieza?
Resinas de Ingeniería — Propiedades de un Vistazo
| Resina | Densidad (g/cm³) | Resistencia a la tracción (MPa) | Módulo de flexión (GPa) | HDT (°C) | Impacto (J/m) | Contracción (%) | Coste relativo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ABS | 1,03–1,06 | 40–50 | 2,0–2,8 | 85–100 | 150–250 | 0,4–0,7 | $$ |
| PC | 1,20 | 55–65 | 2,3–2,4 | 125–135 | 600–900 | 0,5–0,7 | $$$ |
| PC/ABS | 1,12–1,16 | 50–60 | 2,3–2,8 | 105–120 | 350–550 | 0,5–0,7 | $$$ |
| PA6 | 1,13 | 70–80 | 2,5–3,0 | 65 (seco) | 50–150 | 0,8–1,5 | $$ |
| PA66 | 1,14 | 75–90 | 2,8–3,3 | 90 (seco) | 40–100 | 0,8–1,5 | $$$ |
| PA66-GF30 | 1,37 | 140–170 | 7,0–9,0 | 250 | 80–120 | 0,2–0,5 | $$$ |
| POM (Acetal) | 1,41 | 60–70 | 2,5–3,0 | 110 | 50–100 | 1,8–2,2 | $$$ |
| PBT-GF30 | 1,53 | 100–120 | 5,0–7,0 | 200–210 | 50–80 | 0,2–0,5 | $$$ |
| PPO/PPE | 1,06–1,10 | 50–65 | 2,3–2,5 | 120–140 | 150–250 | 0,5–0,7 | $$$$ |
| PMMA (Acrílico) | 1,19 | 65–75 | 3,0–3,5 | 85–100 | 15–25 | 0,3–0,6 | $$$ |
| PEEK | 1,30–1,50 | 90–170 | 3,5–11,0 | 250–315 | 40–80 | 1,0–1,4 | $$$$$ |
| TPE / TPU | 0,90–1,25 | 5–40 | 0,01–0,50 | 60–120 | sin rotura | 1,0–2,5 | $$–$$$$ |
Resinas de Uso General
| Resina | Densidad (g/cm³) | Resistencia a la tracción (MPa) | Módulo de flexión (GPa) | HDT (°C) | Contracción (%) | Coste relativo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PP (homopolímero) | 0,90 | 25–40 | 1,0–1,7 | 100–115 | 1,0–2,5 | $ |
| PP (copolímero) | 0,90 | 20–30 | 0,8–1,4 | 90–105 | 1,0–2,5 | $ |
| PP-GF20 | 1,04 | 60–80 | 3,5–4,5 | 140–155 | 0,3–0,7 | $$ |
| HDPE | 0,95 | 20–30 | 0,8–1,4 | 65–80 | 1,5–3,0 | $ |
| LDPE | 0,92 | 10–15 | 0,2–0,5 | 40–50 | 1,5–3,5 | $ |
| GPPS | 1,04 | 40–50 | 3,0–3,5 | 70–85 | 0,4–0,7 | $ |
| HIPS | 1,04 | 20–35 | 1,8–2,5 | 75–90 | 0,4–0,7 | $ |
| SAN | 1,08 | 65–75 | 3,5–3,9 | 85–95 | 0,3–0,6 | $$ |
| PVC (rígido) | 1,40 | 40–50 | 2,5–3,5 | 65–75 | 0,2–0,5 | $ |
| PVC (flexible) | 1,25–1,35 | 10–20 | — | 50–65 | 1,0–3,5 | $ |
Grados Especiales — Referencia Rápida
| Requisito | Grados disponibles |
|---|---|
| Ignífugo (UL 94 V-0) | ABS FR, PC FR, PC/ABS FR, PA66 FR, PP FR, PBT FR |
| Ignífugo (UL 94 V-1/V-2) | ABS V-1, PP V-2, PA6 V-2 |
| Con fibra de vidrio (rigidez + estabilidad dimensional) | PA6-GF15/30/50, PA66-GF15/30/50, PP-GF20/30, PBT-GF15/30, POM-GF20, PEEK-GF30 |
| Estabilizado UV (exterior) | PP UV, ABS UV, PC UV, PA66 UV |
| Contacto alimentario (FDA / UE 10/2011) | PP, PE, PC, ABS (grado alimentario), POM |
| Grado médico (USP Class VI) | PP, PE, PC, ABS, PEEK, TPE |
| Biocompatible (ISO 10993) | PC (médico), PEEK, TPE/TPU de grado médico |
| Conductor / antiestático (ESD) | ABS con carga de carbono, PC con carga de carbono, PA reforzado con fibra de carbono |
| Resistente al desgaste | POM, PA+PTFE, PEEK, PA66+MoS2 |
| Alto brillo / óptico | PMMA, PC (grado óptico), SAN, GPPS |
| Tacto suave / elastómero | TPE (Shore 30A–70A), TPU (Shore 60A–90A), TPV |
Recomendaciones de Material por Sector
| Sector | Resinas principales | Requisitos clave |
|---|---|---|
| Automoción — interior | PC/ABS, ABS, PA66-GF30, POM | Resistencia térmica, estabilidad UV, COV bajos, documentación PPAP |
| Automoción — bajo el capó | PA66-GF30, PA6-GF15, PP-GF20, PBT-GF30 | Resistencia a alta temperatura, resistencia química, Cpk validado |
| Dispositivo médico | PC (médico), ABS (médico), PP (médico), PEEK | USP Class VI, ISO 10993, trazabilidad ISO 13485, moldeo en sala blanca |
| Salud y consumo | ABS, PC, PP, TPE | Apto para contacto con la piel, grado IP, estética Clase A, consistencia de color |
| Hogar inteligente / IoT | ABS FR, PC FR, PC/ABS FR | UL 94 V-0, estética Clase A, RoHS/REACH, color ΔE < 1,5 |
| Electrónica de consumo | ABS, PC, PC/ABS | Resistencia al impacto, acabado estético, durabilidad de encajes a presión, capacidad de pared fina |
| Dispositivos financieros | PC/ABS FR, ABS FR (con carga de carbono), PA66 FR | Protección ESD, inviolabilidad, precisión de ranura EMV, UL 94 V-0 |
| Juguetes de marca | ABS, PP, HDPE, HIPS, TPE | EN71, ASTM F963, CPSIA, sin ftalatos, precisión de color ΔE < 1,5 |
| Equipamiento industrial | PA66-GF30, POM, PC, ABS | Rigidez elevada, resistencia al desgaste, resistencia química, larga vida útil |
Análisis Detallados de Materiales
Las tablas anteriores dan las cifras. Estas guías cubren las decisiones de procesamiento, diseño y coste que hay detrás de cada familia de resina:
- PC, ABS y PC+ABS comparados en 12 dimensiones de ingeniería →
- PP vs ABS — qué separa realmente a los dos caballos de batalla →
- Nylon PA66 y PA6 — acondicionamiento por humedad, fibra de vidrio y diseño de molde →
- POM (Acetal / Delrin) — homopolímero vs copolímero, engranajes, piezas deslizantes, desgasificación →
- PEEK, PPS, PEI y LCP — procesamiento hasta 400 °C y acero de molde especializado →
- Plásticos con fibra de vidrio — cómo la fibra cambia la deformación y las reglas de diseño →
- Cómo elegir una resina plástica — un proceso estructurado de descarte →
- Páginas de referencia por material: Biblioteca de Materiales — propiedades, familias de grados y datos de proyectos reales, una página por material
Parte 2: Selección de Acero para Moldes
El acero del molde determina la vida útil del utillaje, la calidad de la pieza, el tiempo de ciclo y el coste de mantenimiento. Seleccionar el acero correcto exige equilibrar la resina que se moldea, el volumen de producción y los requisitos estéticos y dimensionales de la pieza.
Referencia de Grados de Acero
| Acero | Dureza (HRC) | Uso recomendado | Vida útil (disparos) | Aptitud al pulido | Resistencia a la corrosión | Coste relativo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P20 (718H) | 28–34 | Uso general: ABS, PP, PS, PC | 300K–500K | SPI B1 | Baja | $$ |
| H13 | 48–52 | Resinas de alta temperatura: PA, POM, PBT, PEEK | 500K–1M+ | SPI B1 | Moderada | $$$$ |
| S136 (420SS) | 48–52 | Resinas corrosivas: PVC, PC, grados FR. Piezas ópticas. Médico. | 500K–1M+ | SPI A1 | Alta | $$$$$ |
| NAK80 | 38–43 | Acabado espejo: piezas transparentes, lentes ópticas, cosmética de alto brillo | 300K–500K | SPI A1 | Baja | $$$$ |
| 2344 (eq. H13) | 44–52 | Alta presión, automoción, resinas GF abrasivas | 800K–1M+ | SPI B1 | Moderada | $$$$ |
| Aluminio (7075-T6) | — | Utillaje de prototipo / puente, < 5K disparos | 1K–5K | SPI B1 | Baja | $ |
Matriz de Compatibilidad Acero / Resina
Esta matriz responde a la pregunta: «Estoy moldeando [resina]. ¿Qué acero debo usar?»
| Resina | P20 (718H) | H13 | S136 (420SS) | NAK80 | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | P20 suficiente en estándar. S136 para médico/óptico. |
| ABS FR (V-0) | ⚠️ | ✅ | ✅ | ⚠️ | Los grados FR halogenados generan gases corrosivos. Use S136 si la pieza es cosmética y el volumen supera 100K. |
| PC | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | S136 o NAK80 para transparencia óptica. P20 suficiente para estructural. |
| PC (óptico) | ❌ | ⚠️ | ✅ | ✅ | Solo S136 o NAK80 para piezas de calidad de lente. |
| PC/ABS | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | P20 suficiente en estándar. H13 para alto volumen. |
| PP | ✅ | ✅ | ✅ | ⚠️ | P20 suficiente para todas las aplicaciones estándar. |
| PP-GF (con fibra de vidrio) | ⚠️ | ✅ | ✅ | ❌ | El GF es abrasivo — use H13 por encima de 100K disparos. P20 suficiente solo en bajo volumen. |
| PA6 / PA66 | ✅ | ✅ | ✅ | ⚠️ | P20 para bajo volumen. H13 para volúmenes de producción. El PA absorbe humedad — S136 reduce el riesgo de corrosión. |
| PA66-GF30 | ❌ | ✅ | ✅ | ❌ | El GF30 es abrasivo — se requiere H13 o 2344. El P20 se desgasta rápidamente. |
| POM (Acetal) | ⚠️ | ✅ | ✅ | ⚠️ | La temperatura de procesamiento del POM está cerca del límite práctico del P20. H13 recomendado para producción. S136 para POM de grado corrosivo. |
| PBT / PBT-GF | ❌ | ✅ | ✅ | ❌ | Temperatura de procesamiento alta + abrasivo con GF. H13 como mínimo. |
| PMMA (Acrílico) | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | NAK80 para óptico; S136 para médico; P20 para general. |
| PPO/PPE | ✅ | ✅ | ✅ | ⚠️ | Requisitos estándar. P20 suficiente en la mayoría de los casos. |
| PEEK | ❌ | ✅ | ✅ | ❌ | H13 como mínimo por la temperatura extrema de procesamiento (360–400 °C). S136 si es médico. |
| PVC (rígido / flexible) | ❌ | ❌ | ✅ | ❌ | El PVC genera HCl a la temperatura de procesamiento — muy corrosivo. S136 obligatorio. |
| TPE / TPU | ✅ | ✅ | ✅ | ⚠️ | P20 suficiente. S136 si es grado médico. |
| HDPE / LDPE | ✅ | ✅ | ✅ | ⚠️ | P20 suficiente para todas las aplicaciones estándar. |
Leyenda: ✅ Recomendado · ⚠️ Aceptable con limitaciones · ❌ No recomendado
Acabado Superficial por Grado de Acero
| Acabado | Código SPI | Ra (μm) | Alcanzable con |
|---|---|---|---|
| Pulido diamante | A1 | 0,012 | S136, NAK80 |
| Pulido de alto brillo | A2 | 0,025 | S136, NAK80, H13 |
| Pulido fino | A3 | 0,05 | S136, NAK80, H13, P20 |
| Semibrillo | B1 | 0,10 | Todos los grados |
| Piedra fina | B2 | 0,16 | Todos los grados |
| Piedra media | B3 | 0,25 | Todos los grados |
| Piedra gruesa | C1 | 0,28 | Todos los grados |
| Chorreado en seco | D1 | 0,80 | Todos los grados |
| Textura VDI | VDI 12–45 | variable | Todos los grados (una VDI más profunda en acero más duro exige más pasadas) |
| Textura láser | A medida | variable | P20, H13, S136 |
Vida Útil por Grado de Acero y Aplicación
| Acero | Prototipo | Bajo volumen | Producción | Alto volumen |
|---|---|---|---|---|
| Aluminio 7075 | 1K–5K | — | — | — |
| P20 (718H) | — | 50K–100K | 100K–300K | 300K–500K |
| NAK80 | — | — | 100K–300K | 300K–500K |
| H13 | — | — | 300K–500K | 500K–1M+ |
| S136 | — | — | 300K–500K | 500K–1M+ |
| 2344 | — | — | 500K+ | 800K–1M+ |
Cómo Usar Esta Guía
- Empiece por su resina. Identifique el material plástico en la Parte 1.
- Consulte la matriz de compatibilidad. Localice su resina en la tabla acero / resina. Elimine los aceros incompatibles.
- Filtre por volumen. Contraste su volumen anual con las expectativas de vida útil.
- Tenga en cuenta la cosmética. Si su pieza requiere transparencia óptica o alto brillo Clase A, restrinja a S136 o NAK80.
- Considere el presupuesto. El P20 suele bastar para resinas estándar de volumen bajo a medio. No sobredimensione el acero — pero tampoco lo infradimensione en materiales abrasivos o de alta temperatura, donde el desgaste del utillaje se convierte en un riesgo de calidad.
JBRplas ofrece recomendaciones de selección de acero como parte de cada revisión DFM. Si no tiene claro qué grado de acero conviene a su molde, envíe el diseño de su pieza y le recomendaremos el grado adecuado en función de su resina, su volumen y sus requisitos cosméticos.
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