Prototipos de Inyección de Plástico: Tipos, Procesos y Aplicaciones
El término "prototipo de inyección" tiene dos acepciones técnicas distintas en fabricación:
Acepción 1: Pieza prototipo fabricada por inyección
Pieza única o serie corta (10-1000 uds) producida en molde de prototipo para validación funcional, dimensional, estética o de mercado antes de invertir en molde de serie.
- Moldes de prototipo (prototype tooling): aluminio (7075, QC-10), acero blando (P20), impresos 3D (fotopolímero, SLA/DLP), hibrido (insertos metal + base impresa).
- Vida útil: 1.000-50.000 ciclos (vs. 500k-1M+ en serie).
- Plazo: 1-3 semanas vs. 8-16 semanas molde serie.
- Coste: 10-30 % molde serie.
- Uso: validación diseño (DFM), ensayos mecánicos/químicos, pruebas campo, pre-serie, crowdfunding, homologaciones.
Acepción 2: Modelo maestro (master pattern) para fabricar el molde
Pieza original (master) a partir de la cual se crea el molde de inyección por vaciado en silicona (RTV) o electroerosión / mecanizado directo copiando geometría. Análogo al método "cera perdida" en fundición.
- Materiales del master: resina impresa 3D (SLA, DLP, PolyJet), mecanizado (ABS, acetal, aluminio), cera, madera, cerámica.
- Requisito: resistir temperatura de vulcanizado silicona (~120-150 °C) o mecanizado directo.
- Flujo: Master → molde silicona RTV (negativo) → copias en poliuretano / epoxi → patrón para electroerosión (EDM) o mecanizado CNC de inserciones de molde.
- Detalles críticos (roscas, taladros, nervios finos): a menudo se omiten en el master y se mecanizan posterior en cada pieza inyectada (secondary machining).
Tecnologías de fabricación del prototipo/master
| Tecnología | Precisión | Acabado | Materiales | Plazo |
|---|---|---|---|---|
| SLA / DLP (resina) | ± 0.05-0.1 mm | Muy bueno | Fotopolímeros (rígidos, ABS-like, PP-like, HT) | 24-72 h |
| PolyJet / MultiJet | ± 0.02-0.05 mm | Excelente (multimaterial) | Fotopolímeros gama amplia | 24-72 h |
| SLS (nylon PA12) | ± 0.1-0.15 mm | Granuloso | Nylon, TPU, PEBA | 2-5 días |
| Mecanizado CNC | ± 0.01-0.05 mm | Excelente | Plásticos de ingeniería, metales | 3-10 días |
| Molde aluminio CNC | ± 0.02-0.05 mm | Producción | Termoplásticos reales (PP, PA, PC, ABS, POM) | 1-3 sem |
Criterios de selección
- Propósito: validación dimensional → CNC / molde Al; validación funcional material real → molde Al / SLS; estética → SLA/PolyJet + pintado.
- Geometría: subcavidades, roscas, espesores variables.
- Cantidad: 1-5 uds → impresión 3D; 50-5000 → molde Al.
- Plazo y presupuesto.
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