La elección entre el moldeo por colada de poliuretano y el moldeo por inyección suele depender de la cantidad. En el moldeo por colada de poliuretano, se vierte resina de poliuretano en un molde de silicona fabricado a partir de un modelo maestro, por lo que la fabricación de los moldes es barata y rápida, pero cada pieza sale más cara. Moldeo por inyección inyecta termoplástico fundido en un molde metálico mecanizado, por lo que los costes de los moldes son mucho más elevados; sin embargo, cada pieza resulta muy barata una vez que el molde ya está fabricado.
Esa es la versión resumida. El resto de esta guía muestra en qué casos es más ventajoso el moldeo por fundición y en cuáles el moldeo por molde, dónde se esconden los costes en cada uno de ellos y cómo calcular el punto de equilibrio para tu propia pieza, en lugar de fiarte de una regla general.
Respuesta rápida
Respuesta rápida: Utiliza la fundición de uretano para prototipos, series piloto y tiradas de entre unas decenas y unos pocos cientos de piezas, cuando necesites piezas de calidad similar a las de producción en cuestión de días o unas pocas semanas. Recurre al moldeo por inyección una vez que el diseño esté definitivo y el volumen sea lo suficientemente alto como para que el coste del molde, repartido entre todas las piezas, resulte más rentable que el precio unitario más elevado de la fundición.
Cómo se fabrica una pieza mediante fundición de uretano y moldeo por inyección
La fundición y el moldeo parecen similares en un plano. Ambos procesos producen piezas de plástico a partir de una cavidad. La diferencia radica en el material del que está hecha la cavidad y en lo que se introduce en ella.
Moldeo de uretano
El moldeo por uretano, a menudo denominado «moldeo al vacío», comienza con un modelo maestro, normalmente una pieza impresa en 3D o mecanizada con CNC con el acabado superficial deseado. El modelo se coloca suspendido en una caja y se vierte silicona líquida a su alrededor.
Una vez que la silicona se ha endurecido, se abre el molde, se retira el modelo original y se obtiene un molde blando. Se mezcla la resina de poliuretano de dos componentes, se desgasifica y se vierte o se introduce en ese molde al vacío, para luego dejarla endurecer. El poliuretano es un material termoendurecible: una vez endurecido, no se puede volver a fundir.
Moldeo por inyección
El moldeo por inyección utiliza un molde rígido, mecanizado con CNC y, a menudo, con acabado por electroerosión, fabricado en aluminio o acero. Los gránulos de termoplástico se funden en un cilindro calentado y se inyectan a alta presión, se enfrían en el molde y se expulsan. El molde funciona en una prensa de moldeo y repite el ciclo automáticamente.
Si quieres profundizar más en el tema de las herramientas, nuestra página de servicios de moldeo por inyección explica cómo fabricamos y ponemos en funcionamiento los moldes de producción.
Fundición frente a moldeo: tabla comparativa
En la tabla siguiente se comparan las cifras clave, desde el material del molde y el coste de las herramientas hasta las tolerancias y los cambios de diseño.
| Factor | Moldeo de uretano | Moldeo por inyección |
|---|---|---|
| Material del molde | Silicona (blanda) | Aluminio o acero (duro) |
| Coste de los utillajes | Bajo | Alto |
| Coste por pieza | Al más alto y, en términos generales, estable | Bajo, y desciende con el volumen |
| Cantidad habitual | De decenas a unos pocos cientos | Miles y más |
| Plazo de entrega de las primeras piezas | De unos días a unas semanas | Varias semanas, en función del tiempo de compilación de las herramientas |
| Tolerancia habitual | Aproximadamente ±0,010 pulgadas | Aproximadamente ±0,005 pulgadas |
| Espesor típico de la pared | Entre 1 y 5 mm aproximadamente | Entre 0,5 y 4 mm aproximadamente |
| Material | Resinas de poliuretano que imitan a los termoplásticos | El termoplástico utilizado en la producción |
| Recortes por debajo | A menudo es posible con silicona flexible | ¿Se necesitan acciones laterales o elevadores en la herramienta? |
| Cambios en el diseño | Barato: matriz nueva, molde de silicona nuevo | Caro: modificación del acero o herramienta nueva |
Los valores de tolerancia y espesor de pared indicados anteriormente son rangos típicos publicados para la fundición y el moldeo, no garantías. Varían en función del tamaño, la geometría y el tipo de resina de la pieza.
Fundición de uretano frente al moldeo por inyección: en qué aspectos destaca cada uno
Ventajas del moldeo de uretano
El moldeado de uretano alcanza su máxima resistencia cuando el diseño aún está en movimiento. La fabricación de un molde de silicona lleva días y cuesta una fracción de lo que cuesta una herramienta mecanizada, por lo que un cambio en un saliente o en un encaje a presión implica crear un nuevo modelo maestro y un nuevo molde, en lugar de tener que modificar el utillaje. Esto lo convierte en una opción sensata para prototipos de ingeniería, unidades para ferias comerciales, muestras para campañas de financiación colectiva y primeras pruebas con clientes.
Además, permite trabajar con geometrías que resultan difíciles de conseguir con un molde de acero. Como la silicona es flexible, a menudo es posible extraer directamente del molde pequeños socavados. El sobremoldeado, la fundición con insertos y las piezas con colores a juego resultan viables sin tener que pagar por operaciones adicionales del molde. Nuestro servicio de fundición de uretano está pensado precisamente para estas tiradas cortas.
Rango de dureza: un solo proceso, desde blando hasta rígido
Las resinas abarcan un amplio rango de dureza. Los proveedores suelen ofrecer grados similares al caucho, desde aproximadamente 20 Shore A hasta 90 Shore A, y grados rígidos en el rango de 70 a 80 Shore D, medidos con durómetros según la norma ASTM D2240. Esa variedad permite que un mismo proceso abarque juntas, empuñaduras y carcasas rígidas.
| Tipo de resina | Dureza típica | Uso habitual |
|---|---|---|
| Poliuretano de características similares al caucho | De Shore A 20 a Shore A 90 | Juntas, empuñaduras y piezas de tacto suave |
| Poliuretano rígido | Rango de 70 a 80 en la escala Shore D | Carcasas rígidas y piezas estructurales |
Las ventajas del moldeo por inyección
El moldeo por inyección destaca por su coste unitario, su repetibilidad y la fidelidad al material. Una vez que se dispone del molde, los ciclos son cortos y están en gran medida automatizados, por lo que el precio por pieza desciende considerablemente a medida que aumenta el volumen. Las dimensiones se mantienen con mayor precisión y varían menos a lo largo de una tirada, ya que una cavidad metálica no se desgasta como lo hace la silicona.
Y lo más importante: te llevas la resina auténtica. Una pieza moldeada en ABS, ya sea de PC o de nailon, lo importante es ese material, con su resistencia real al impacto, su resistencia al calor y su estado de certificación. En el caso de las piezas que deben superar pruebas reglamentarias o exigidas por el cliente, eso es más importante que la rapidez. Nuestra página de servicios de moldeo por inyección explica por qué el coste de los utillajes varía tanto de una pieza a otra.
¿Cuánto cuesta la fundición de uretano en comparación con el moldeado?
El coste del moldeado de uretano se debe principalmente a la mano de obra y a la resina. Cada pieza se mezcla, se vierte, se cura y se desmolda a mano, y cada molde de silicona se desgasta tras unas pocas docenas de fundiciones como máximo, dependiendo de la resina y la geometría. Por eso, el precio por pieza se mantiene alto y prácticamente constante, tanto si se piden 20 como 120, y la diferencia entre los precios de la fundición y el moldeo aumenta con cada pieza adicional.
El coste del moldeo por inyección tiene una estructura inversa: un elevado coste fijo de utillaje seguido de un bajo coste variable por pieza. El material, el tiempo de ciclo y la velocidad de la prensa determinan el precio de la pieza. La complejidad del utillaje determina el coste fijo: cavidades, acciones laterales, acabado superficial y si el acero es de aluminio, preendurecido o totalmente endurecido.
No hay una cifra concreta de umbral de rentabilidad
No vamos a dar aquí una cifra universal de umbral de rentabilidad para la fundición de uretano frente al moldeo por inyección. Los ejemplos publicados por distintos proveedores difieren entre sí, y la geometría, la resina y el acabado que elijas influirán en la respuesta mucho más que cualquier valor medio. En la siguiente sección se explica cómo calcularlo correctamente.
Cómo calcular tu volumen de equilibrio
Pide ambos presupuestos con las mismas cantidades y, a continuación, utiliza esto: Cantidad de equilibrio = (coste del molde de inyección − coste del molde de uretano) ÷ (precio por pieza del uretano − precio por pieza del moldeado). Por debajo de esa cantidad, la fundición resulta más económica en general. Por encima de ella, lo es el moldeo.
Esta misma fórmula sirve para cualquier decisión entre fundición y moldeo, incluidas las herramientas de puente. A continuación se ofrece un ejemplo ilustrativo con cifras redondas elegidas únicamente para mostrar el cálculo, no como guía de precios.
Ejemplo resuelto
| Partida de gastos | Valor del ejemplo |
|---|---|
| Moldes para inyección | 6,000 |
| Moldes y modelos maestros de silicona | 600 |
| Diferencias en las herramientas | 5,400 |
| Precio de la pieza fundida | 28 |
| Precio de la pieza moldeada | 2 |
| Diferencia por pieza | 26 |
| Cantidad de equilibrio | Unas 208 piezas |
Supongamos que el molde cuesta 6.000, que el utillaje de silicona y el modelo maestro cuestan 600, que una pieza fundida cuesta 28 y que una pieza moldeada cuesta 2. La diferencia en el coste del utillaje es de 5.400. La diferencia por pieza es de 26. El umbral de rentabilidad se alcanza con unas 208 piezas.
Tres ajustes que modifican el punto de cruce
Tres ajustes permiten que los cálculos sean correctos:
- Cuenta los moldes de silicona que realmente vas a necesitar. Si un molde permite producir unas pocas docenas de piezas fundidas, un pedido de 200 piezas puede requerir varios moldes, y esos utillajes forman parte del lado de la fundición de la ecuación.
- Añade el coste del tiempo. Si el moldeado implica esperar varias semanas más, con la consiguiente pérdida de ventas o el retraso del lanzamiento, ese retraso tiene un coste.
- Incluir los cambios de diseño. Si prevés dos revisiones más, la fundición las absorbe a bajo coste. Cada cambio en una herramienta de acero endurecido cuesta dinero real y días reales.
Una vez que se incluyen los tres, el crossover suele cambiar, y el coste del molde de silicona es la partida que más a menudo se omite.
Cuándo optar por la fundición de uretano y cuándo descartarla
Opta por la fundición de uretano cuando se cumplan al menos dos de las siguientes condiciones:
- Necesitas las piezas en unos días o en unas semanas, no después de fabricar la herramienta.
- Es probable que el diseño vuelva a cambiar.
- La cantidad es de unas decenas o unos pocos cientos.
- Necesitas muestras sobremoldeadas, de tacto suave o a juego con el color sin tener que pagar por las operaciones de moldeo.
Pasarse al moldeo por inyección cuando
- El diseño ya está definido y validado.
- El volumen anual se cuenta por miles.
- La pieza debe fabricarse con una resina específica certificada.
- Necesitas tolerancias estrictas y repetibles en cada ciclo de producción.
| Situación | Elige la fundición de uretano | Pasar al moldeo por inyección |
|---|---|---|
| Estado del diseño | Todavía en proceso de cambio | Congelado y validado |
| Cantidad | De decenas a unos pocos cientos | Miles al año |
| Momento oportuno | Las piezas se necesitan en unos días o en unas semanas | Tiempo disponible para la creación de una herramienta |
| Material | Se admite la resina sintética | Se requiere una resina específica certificada |
| Tolerancias | Las tolerancias típicas de fundición son suficientes | Tolerancias estrictas y repetibles en cada ciclo de producción |
Son muchos los programas que combinan el moldeado por colada y el moldeado por inyección de uretano. Una secuencia habitual consiste en utilizar uretano moldeado por colada para las piezas de ingeniería y los prototipos, y aluminio herramienta puente para los primeros volúmenes de producción, y acero templado una vez que se haya comprobado la demanda.
La trampa de la validación: “similar al ABS” no es lo mismo que el ABS
Un error habitual y costoso: un equipo aprueba un diseño para piezas de uretano fundido, pero luego las primeras piezas moldeadas se comportan de forma diferente, ya que la fundición y el moldeo utilizan materiales distintos.
Las resinas de uretano están formuladas para imitar termoplásticos, por lo que los proveedores comercializan grados descritos como «similares al ABS», «similares al PC» o «similares al PP». Estas resinas se asemejan lo suficiente a las originales en algunas propiedades, como la dureza o la rigidez, como para superar las pruebas de ajuste y forma. Sin embargo, no coinciden en todas ellas. La resistencia química, la fluencia a largo plazo, la fatiga en una bisagra flexible, la deflexión térmica y la inflamabilidad pueden diferir de las de la resina auténtica.
Lo que no se transfiere
Esto tiene consecuencias prácticas:
- Las garantías relativas a la inflamabilidad no son transferibles. Una pieza moldeada clasificada según la norma UL 94 proporciona información sobre ese uretano, no sobre el termoplástico moldeado. Las pruebas de certificación se aplican a las piezas moldeadas.
- Los encajes a presión se comportan de forma diferente. Un clip que resiste montajes repetidos en uretano flexible puede agrietarse en una resina moldeada más rígida, o al revés.
- La contracción es diferente. Los termoplásticos se contraen a ritmos distintos a medida que se enfrían en el molde, por lo que una medida que encaja en la pieza fundida puede desplazarse en el molde.
| Propiedad | Pieza de uretano moldeada | Pieza termoplástica moldeada |
|---|---|---|
| Índice de inflamabilidad | Clasificado únicamente para ese uretano | Requiere sus propias pruebas de certificación |
| Comportamiento de encaje a presión | El uretano flexible resiste los montajes repetidos | Una resina más rígida puede agrietarse, o al revés |
| Encogimiento | A continuación, se aplica el curado de la fundición | Muestra la velocidad de enfriamiento del termoplástico en el molde |
Utiliza piezas fundidas para comprobar el ajuste, la forma, el montaje y la opinión de los usuarios. Utiliza piezas moldeadas, a ser posible procedentes de un molde puente, para comprobar todo aquello que dependa del material real.
Diseñar una pieza que sirva para ambos procesos
Puedes ahorrarte un rediseño dibujando el modelo maestro de fundición como si ya estuviera destinado a una herramienta de acero, de modo que un único modelo CAD sirva tanto para la fundición como para el moldeo. La fundición es un proceso flexible, y precisamente por eso las piezas aprobadas en uretano suelen resultar imposibles de moldear.
- Añadir borrador ahora. La silicona permite desmoldar fácilmente las paredes sin inclinación. Una herramienta metálica no lo permite. Aplica inclinación a las caras verticales desde la primera revisión.
- Mantén las paredes dentro de los límites de las molduras. La fundición permite obtener secciones gruesas que, en una pieza moldeada, se hundirían o se deformarían. Mantén las paredes bastante uniformes y dentro del rango de 0,5 a 4 mm, habitual en el moldeo.
- Evita los socavados en el diseño, ya que te saldrán caros más adelante. Si un socavado solo funciona porque la silicona es flexible, tenlo en cuenta. En el acero, se convierte en una acción lateral o en un elevador.
- Planifica la puerta y la línea de separación. Decide dónde se situará la entrada de material de la pieza moldeada y dónde discurre la línea de separación, y mantén las superficies estéticas alejadas de ambas.
Una breve revisión de DFM antes de fabricar el molde maestro tiene un coste reducido y evita el tipo de cambio más costoso: el que se detecta una vez cortado el acero. Nuestra guía de fundición de uretano para piezas de bajo volumen aborda la preparación del molde maestro con mayor detalle.
Errores habituales que cometen los compradores
Hay cuatro errores que se repiten una y otra vez en los proyectos de fundición y moldeo:
- Se cita únicamente un proceso. Sin presupuestos de fundición y moldeo para las mismas cantidades, no hay umbral de rentabilidad con el que comparar.
- Suponiendo que la resina de moldeo sea igual a la resina de producción. Consulta la trampa de validación anterior.
- Encargar cientos de piezas de fundición para un diseño que ya está definido. En ese caso, una sencilla herramienta de aluminio suele resultar más económica y te permite trabajar con el material auténtico.
- Cortar acero endurecido antes de que el diseño sea definitivo. Los cambios tras el endurecimiento son lentos y costosos. Aquí es donde la fundición o una herramienta puente demuestran su utilidad.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las principales diferencias entre el moldeo por inyección y la fundición de uretano?
En el moldeo por vertido de poliuretano se vierte resina de poliuretano en un molde de silicona blanda, por lo que la fabricación de los moldes es barata y rápida, pero cada pieza sale más cara y los moldes se desgastan rápidamente. En el moldeo por inyección se inyecta termoplástico fundido en un molde metálico, lo que supone un mayor coste inicial, pero permite fabricar piezas a bajo coste, con tolerancias más ajustadas y utilizando la propia resina de producción.
¿Cuánto cuesta el moldeado de uretano?
El coste depende del tamaño de la pieza, la resina, el acabado y la cantidad. Se paga por un modelo maestro, uno o varios moldes de silicona y la mano de obra de cada fundición, por lo que el precio por pieza se mantiene relativamente alto y constante. Solicita presupuestos para dos o tres cantidades diferentes para que puedas ver cómo se distribuye el coste del utillaje a lo largo del pedido.
¿El moldeo por inyección es lo mismo que la fundición?
No. El moldeo por colada se basa en la gravedad o el vacío para llenar un molde con resina líquida que se endurece químicamente, normalmente en un molde blando. El moldeo por inyección consiste en introducir termoplástico fundido a alta presión en un molde metálico rígido y, a continuación, enfriarlo. La presión y el molde metálico son los factores que hacen que el moldeo sea más rápido y preciso en la producción en serie.
¿Se puede moldear por inyección el uretano?
El poliuretano termoplástico (TPU) se puede moldear por inyección y se utiliza habitualmente para juntas, empuñaduras y piezas flexibles. Las resinas de poliuretano de dos componentes que se emplean en la fundición de uretano son termoendurecibles que se curan químicamente, por lo que no se pueden fundir ni inyectar. Si desea conseguir un tacto similar al del uretano en la producción, pregunte por el moldeo de TPU.
¿Cuándo conviene pasar del moldeado por vertido de uretano al moldeado por inyección?
Se debe cambiar de material cuando el diseño esté definido, el volumen alcance el punto en el que el coste de los utillajes repartido a lo largo de la tirada supere el precio de la pieza fundida, o cuando la pieza deba fabricarse en un termoplástico específico certificado. Muchos equipos pasan primero a utilizar un utillaje puente de aluminio y, una vez que se ha comprobado la demanda, pasan al acero templado.
Cómo elegir entre el moldeado por vertido de uretano y el moldeo por inyección para tu proyecto
Si aún estás modificando el diseño, necesitas piezas con urgencia o te bastan menos de unos pocos cientos, el uretano moldeado suele ser la mejor opción. Si el diseño ya está definido, el volumen de producción va en aumento o la pieza debe certificarse en un termoplástico auténtico, el moldeo por inyección es la opción más sólida, y cuanto antes se planifique en el patrón maestro, más económico resultará el cambio.
Las cifras que figuran en esta guía son rangos orientativos, y el punto de equilibrio dependerá de la geometría, la resina y el acabado. La forma más fiable de decidirlo es comparar los precios del moldeo por colada de uretano y del moldeo por inyección para las mismas cantidades. Enviar Mecanizado XY Envíenos su archivo CAD y le ofreceremos un presupuesto comparativo de fundición y moldeo, con notas sobre la fabricabilidad (DFM) para ambos procesos.
