DiseAãÆAo-de-moldes-de-inyecciAãÆAn-de-plAãÆAístico-con-IngenierAãÆAa-concurrente

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diseño de moldes de inyección de plástico  
con Ingeniería concurrente. 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA 
SECCION DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACION. 
 
TESIS. 
 
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE: 
 
MAESTRO EN CIENCIA CON ESPECIALIDAD EN 
INGENIERIA MECANICA. 
 
PRESENTA: 
 
 
ING. ENRIQUE MAYA ORTEGA. 
 
 
DIRECTORA DE TESIS: 
 
 
M. EN C. ALLA KABASTSKAIA IVANOVNA. 
 
 
 
 
 
MEXICO, D.F 
 
 
 I
 
 
 II
 
 
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
SECRETARIA DE INVESTIGACION Y POSGRADO 
 
 
 
 
 
CARTA CESION DE DERECHOS 
 
 
 
En la Ciudad de México, D. F., el día 05 del mes marzo del año 2007 
el(la) que suscribe ENRIQUE MAYA ORTEGA alumno (a) del Programa de 
MAESTRIA EN INGENIERIA MECANICA 
con número de registro B021502 adscrito a la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la 
E.S.I.M.E. Unidad Zacatenco, manifiesta que es autor(a) intelectual del presente Trabajo de Tesis 
bajo la dirección del M. EN C. ALLA KABATSKAIA IVANOVNA y cede los derechos del 
trabajo intitulado: DISEÑO DE MOLDES DE INYECCION DE PLASTICOS CON INGENIERIA 
CONCURRENTE 
al 
Instituto Politécnico Nacional para su difusión, con fines Académicos y de Investigación. 
 
 
Los usuarios de la información no deben reproducir el contenido textual, graficas o datos del trabajo 
sin el permiso expreso del autor y/o director del trabajo. Este puede ser obtenido escribiendo a la 
siguiente dirección: enrimaya@hotmail.com 
Si el permiso se otorga, el usuario deberá dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente 
del mismo. 
 
 Nombre y Firma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 III
mailto:enrimaya@hotmail.com
Diseño de moldes de inyección con 
ingeniería concurrente. 
 
 
Lista de figuras. V 
Lista de tablas. VI 
Lista de Nomogramas. VII 
Glosario de términos. VIII 
Resumen. XII 
Abstract. XII 
Objetivos. XIII 
Justificación. XIV 
Introducción. XV 
 
 
Capítulo I.- Generalidades. 1 
 
1.1 Estado del arte. 2 
1.2 Historia del plástico. 3 
1.3 Aplicaciones del plástico. 3 
1.4 Procesos de manufactura del plástico y máquinas utilizadas. 4 
1.5 La máquina de inyección. 
 
6
1.5.1 Tipos de máquinas de inyección. 6
1.5.2 Descripción de la máquina de inyección. 6 
1.5.3 Características principales de una máquina de inyección. 7 
 
Capítulo II.- Proceso de moldeo del plástico. 9 
 
2.1 Clasificación de los plásticos. 10 
2.2 Tecnología de moldeo de materiales plásticos. 11 
2.3 Moldeo por inyección de plástico. 11 
2.3.1 El ciclo de inyección. 11 
2.3.2 Factores que influyen en el proceso de moldeo. 12 
2.3.2.1 Temperatura. 13 
2.3.2.1.1 Viscosidad del material. 15 
2.3.2.2 Presión. 15 
2.3.2.3 Velocidades y tiempo. 16 
2.3.2.3.1 Velocidad de rotación del husillo. 16 
2.3.2.3.2 Tiempo de enfriamiento para piezas 
 termoplásticas. 
16 
2.3.2.3.3 Tiempo de enfriamiento para piezas termofijas. 17 
2.4 Moldeo por inyección de plástico. 17 
2.4.1 La función del molde de inyección. 17 
2.4.2 Clasificación de los moldes. 17 
2.4.3 Descripción de los moldes. 18 
2.5 Situación actual de la fabricación de moldes en México. 18 
2.5.1 Situación económica en la fabricación de moldes en México. 19 
 I
2.5.2 Situación tecnológica en la fabricación de moldes en México. 19 
 
Capítulo III.- La ingeniería concurrente en el diseño de piezas de plástico. 21 
 
3.1 Concepto de ingeniería concurrente. 22 
3.2 Objetivos de la ingeniería concurrente. 23 
3.3 Mecanismos de la ingeniería concurrente 24 
3.4 Las comunicaciones en un entorno de ingeniería concurrente 24 
3.5 Ingeniería concurrente y los sistemas CAD/CAM/CAE. 24 
3.6 Aplicación de la ingeniería concurrente en el diseño de moldes. 25 
3.7 El intercambio de información durante la etapa de diseño. 29 
 
Capítulo IV.- Aplicación de la ingeniería concurrente en el proceso de diseño de un 
molde de inyección de plástico. 
 
31 
 
4.1 Información de la pieza. 32 
4.2 Requerimientos del transformador. 32 
4.2.1 Información de transformación. 33 
4.3 Diseño del molde. 33 
4.3.1 Estudio previo del molde 33 
4.3.1.1 Verificación de la geometría de la pieza. 34 
4.3.1.2 Realización del estudio de viabilidad de fabricación del 
 molde. 
35 
4.3.1.3 Generación de una oferta para su diseño y construcción. 35 
4.3.2 Anteproyecto del molde. 36 
4.3.2.1 Selección del tipo de molde. 37 
4.3.2.2 Determinación de la cantidad de cavidades del molde. 38 
4.3.2.2.1 Área proyectada y fuerza de cierre. 39 
4.3.2.2.2 Cálculo del peso del producto. 41 
4.3.2.2.3 Cálculo de la capacidad de plastificación. 42 
4.3.2.2.4 Cálculo de la capacidad de inyección. 42 
4.3.2.3 Sistema de alimentación (llenado). 43 
4.3.2.3.1 Funciones y componentes. 43 
4.3.2.3.2 Diseño de la sección de la boquilla. 44 
4.3.2.3.3 Configuración de los canales de alimentación. 47 
4.3.2.3.3.1 Análisis reológico. 49 
4.3.2.3.4 Configuración de las entradas o canales de 
 estrangulamiento. 
52 
4.3.2.3.5 Disposición de las entradas en la pieza. 53 
4.3.2.3.6 Cantidad de entradas. 54 
4.3.2.3.7 Salida de aire. 54 
4.3.3 Sistema de expulsión. 55 
4.3.3.1 Desmoldeo de piezas obtenidas por inyección. 55 
4.3.3.2 Configuración de las varillas expulsoras. 55 
4.3.3.3 Contracción de la pieza. 57 
4.3.4 Enfriamiento y tipo de enfriamiento. 58 
4.3.4.1 Cálculo del tiempo de enfriamiento. 58 
4.3.4.2 Determinación del calor que debe disiparse por unidad de 
 tiempo. 
60 
 II
4.3.4.3 Disposición del sistema de enfriamiento en el molde. 61 
4.3.4.4 Cálculo del tiempo total de un ciclo de inyección. 63 
4.3.5 Proyecto del molde. 63 
 
Capítulo V.- Resultados y discusiones. 64 
 
5.1 Información básica de entrada. 65 
5.1.1 Primera etapa “Identificación de la necesidad de la pieza de 
 plástico”. 
65 
5.1.2 Segunda etapa “Solicitud de diseño de la pieza”. 65 
5.1.3 Tercera etapa “Información de producción”. 65 
5.2 Diseño de molde. 65 
5.2.1 Estudio previo del molde. 65 
5.2.1.1 Cuarta etapa “Solicitud de estudio previo y oferta de diseño”. 65 
5.2.2 Anteproyecto del molde. 66 
5.2.2.1 Quinta etapa “Aplicación de Software para el estudio previo y 
 oferta del molde”. 
66 
5.2.2.2 Sexta etapa “Interpretación y aplicación de los resultados del 
 programa “Cálculos de diseño en moldes”. 
66 
5.3 Proyecto del molde. 67 
5.3.1. Séptima etapa “Realización del proyecto del molde con ayuda de 
 sistemas CAD/CAM/CAE ”. 
67 
5.4 Ejemplo de aplicación. 67 
5.4.1 Información básica de entrada. 67 
5.4.1.1 Primera etapa “Identificación de la necesidad de la pieza de 
 plástico”. 
67 
5.4.1.2 Segunda Etapa “Solicitud de diseño de la pieza.” 67 
5.4.1.3 Tercera etapa “información de producción”. 68 
5.4.2 Diseño de molde. 70 
5.4.2.1 Estudio previo del molde. 70 
5.4.2.2.1 Cuarta etapa “Estudio previo del molde y oferta de 
 diseño”. 
70 
5.4.2.1.1.1 Verificación de la geometría de la pieza. 70 
5.4.2.2 Realización del estudio de viabilidad de fabricación 
 del molde. 
73 
5.4.2.2.1 Selección del tipo de molde. 73 
5.4.3 Anteproyecto del molde. 74 
5.4.3.1 Quinta etapa “Aplicación de Software para el estudio previo 
 y oferta del molde”. 
74 
5.4.3.2 Sexta etapa “Interpretación y aplicación de los resultados 
 del programa “Cálculos de diseño en moldes””. 
85 
5.4.3.2.1 Determinación de la cantidad de cavidades del 
 molde. 
85 
5.4.3.2.2 Área proyectada y fuerza de cierre. 85 
5.4.3.2.3 Cálculo de la capacidad de inyección. 87 
5.4.3.2.4 Cálculode la capacidad de plastificación. 87 
5.4.3.2.5 Sistema de alimentación (llenado). 87 
5.4.3.2.5.1 Diseño de la sección de la boquilla. 87 
5.4.3.2.5.2 Salida de aire. 89 
 III
5.4.3.4.6 Sistema de expulsión. 89 
5.4.3.4.6.1 Desmoldeo de piezas obtenidas por 
 inyección. 
89 
5.4.3.4.6.2 Configuración de las varillas expulsoras. 89 
5.4.3.4.6.3 Contracción de la pieza. 89 
5.4.3.4.7 Enfriamiento y tipo de enfriamiento. 89 
5.4.3.4.7.1 Cálculo del tiempo de enfriamiento. 90 
5.4.3.4.8 Cálculo del tiempo de inyección. 90 
5.4.3.4.9 Cálculo del tiempo del ciclo de inyección. 90 
5.5 Proyecto del molde. 90 
5.5.1 Séptima etapa “Realización del proyecto del molde con ayuda de 
 sistemas CAD/CAM/CAE ”. 
90 
5.6 Planos del molde 93 
 
Conclusiones y recomendaciones. 107
 
Referencias 110
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 IV
 
Lista de figuras. 
Titulo. 
 
 
 
Pagina. 
 
Figura 1.1 Juego de pelota. 3 
Figura 1.2 Productos fabricados con plástico. 3 
Figura 1.3 Máquina de compresión. 4 
Figura 1.4 Máquinas de inyección. 5 
Figura 1.5 Máquina de extrusión. 5 
Figura 1.6 Partes de una máquina de inyección. 8 
Figura 2.1 Inyección del material. 11 
Figura 2.2 Aplicación de la presión de sostenimiento. 12 
Figura 2.3 Enfriamiento y extracción de la pieza. 12 
Figura 2.4 Ciclo de operación de termoplásticos. 13 
Figura 2.5 Ciclo de operación de termofijos. 14 
Figura 2.6 Diagrama de presión de inyección vs. tiempo. 16 
Figura 2.7 Partes de un molde de inyección. 18 
Figura 3.1 Etapas de realización de cambios. 23 
Figura 3.2 Cadena productiva. 26 
Figura 3.3 Información fundamental general. 27 
Figura 3.4 Información general. 28 
Figura 3.5 Actividad diseñar el molde. 28 
Figura 4.1 Concentración de esfuerzos. 34 
Figura 4.2 Curvas de costos para cavidades. 35 
Figura 4.3 Distribución de áreas para el diseño de cavidades. 40 
Figura 4.4 Fuerzas que actúan en el proceso de inyección a presión. 40 
Figura 4.5 Características de la pieza a fabricar. 42 
Figura 4.6 Sistema de llenado. 43 
Figura 4.7 Tipos de boquilla. 44 
Figura 4.8 Configuración del bebedero y la boquilla. 45 
Figura 4.9 Mazarota cónica o de barra. 47 
Figura 4.10 Perfiles de los canales de alimentación. 48 
Figura 4.11 Dimensiones principales del canal parabólico y trapezoidal. 48 
Figura 4.12 Configuración de las entradas o canales de estrangulamiento. 49 
Figura 4.13 Perfil de velocidades en la sección del molde. 50 
Figura 4.14 Curvas de velocidad de flujo, temperatura y gradiente de velocidad. 50 
Figura 4.15 Porcentaje de capa fría en función de la longitud de flujo recorrido. 51 
Figura 4.16 Canal de estrangulamiento rectangular con canal de llenado. 53 
Figura 4.17 Dimensionado del canal de estrangulamiento. 53 
Figura 4.18 Representación esquemática de varias varillas de expulsión. 56 
Figura 4.19 Entalpías de las masas termo plásticas. 61 
Figura 4.20 Disposición en espiral de los canales de refrigeración en piezas 
circulares. 
62 
Figura 4.21 Disposición rectilínea de los canales de refrigeración en piezas 
rectangulares. 
63 
Figura 5.1 Pieza requerida. 68 
Figura 5.2 Dimensiones de la pieza. 68 
Figura 5.3 Determinación del peso de la pieza en Rhinomold V3. 69 
Figura 5.4 Detalle de las dimensiones de la pieza. 71 
 V
Figura 5.5 Verificación del ángulo de desmoldeo. 72 
Figura 5.6 Punzón y matriz del molde. 72 
Figura 5.7 Superficies analizadas. 86 
Figura 5.8 Verificación del área proyectada en la placa. 86 
Figura 5.9 Selección de la boquilla. 87 
Figura 5.10 Dimensiones propuestas para la boquilla y bebedero. 88 
Figura 5.11 Dimensiones del bebedero. 88 
Figura 5.12 Patrón de llenado, por el tipo de configuración. 89 
Figura 5.13 Sistema de enfriamiento recomendado. 90 
Figura 5.14 Archivo CAD de las cavidades 91 
Figura 5.15 Archivo CAD tipo malla. 92 
 
 
Lista de tablas. 
Titulo. 
 
 
Pagina. 
Tabla 2.1 Materiales más utilizados por el método de inyección. 10 
Tabla 4.1 Espesores de pared sugeridos. 34 
Tabla 4.2 Tipos de moldes. 37 
Tabla 4.3 Tipos de moldes de acuerdo a su configuración. 38 
Tabla 4.4 Tipos de sistema de expulsión. 55 
Tabla 4.5 Valores comunes de diámetros de varillas en relación con la 
longitud. 
57 
Tabla 4.6 Contracción en % de plásticos. 57 
Tabla 4.7 Para la determinación del tiempo de enfriamiento t según la pieza. 58 
Tabla 4.8 Conductividad térmica de algunos materiales de inyección. 60 
Tabla 4.9 Tipos de líquidos intercambiadores de calor. 61 
Tabla 4.10 Temperaturas de operación. 62 
Tabla 5.1 Propiedades del polietileno de alta densidad (PEAD). 69 
Tabla 5.2 Características de la maquina marca Tat Ming modelo MA18-A. 70 
Tabla 5.3 Espesores de pared sugeridos. 71 
Tabla 5.4 Configuración de moldes según su clasificación. 73 
Tabla 5.5 Formatos de información acerca de la máquina MA 18-A para la 
aplicación del ejemplo en el programa MATHCAD, base de datos en 
archivos del programa EXCEL. 
74 
Tabla 5.6 Formatos de información acerca del material PEAD para la 
aplicación del ejemplo en el programa MATHCAD, base de datos en 
archivos del programa EXCEL. 
75 
Tabla 5.7 Lista de símbolos del programa Mathcad para las características de 
la máquina de inyección para el archivo Excel. 
75 
Tabla 5.8 Lista de símbolos del programa Mathcad para las características del 
material de inyección para el archivo Excel. 
76 
 
 
 
 
 VI
 
Lista de Nomogramas. 
Titulo. 
 
Pagina.
Nomograma 4.1 Calculo del diámetro de entrada. 46 
Nomograma 4.2 Para el cálculo del tiempo de enfriamiento. 59 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 VII
Glosario. 
 
Área provista: Esto es el área provista de las piezas y las anchuras. Se mide viendo la 
superficie del molde en los ángulos derechos. 
 
Abertura de ventilación: Un canal pequeño o una ranura desde el borde de la cara de la 
cavidad hasta el borde del molde para permitir que el aire y el gas se escapen durante el 
proceso de moldeo. 
 
Ampolla: La elevación redondeada y no deseada en la superficie del plástico, las fronteras que 
pueden ser perfiladas indefinidamente, pareciendo algo en forma como una ampolla en la piel 
humana. 
 
Anchura: La parte de un molde que proporciona la amputación de la rebaba de la pieza 
moldeada. (1) La superficie de una boquilla de extrusión que está paralela a la dirección del flujo 
de la masa. 
 
Ángulo de desmoldeo: La cantidad de conicidad en los lados del molde y la pieza moldeada 
requerida para la eliminación fácil de la parte moldeada del molde. (El grado de conicidad en la 
pared lateral o el ángulo del espacio libre diseñado para facilitar la eliminación de las piezas de 
un molde.) 
 
Barra guía: Las espigas o barras en el molde que aseguran que se alinee apropiadamente las 
mitades del molde. Los elementos que mantienen la alineación apropiada del émbolo de fuerza 
y la cavidad cuando el molde se cierra. 
 
Barras de expulsión: Las espigas de acero incrustadas en la cavidad del molde y conectadas 
a una placa separada de atrás del molde. La placa de expulsión está actuando cuando se abre 
el molde para forzar las espigas de expulsión contra la pieza moldeada y para empujarla fuera 
de la cavidad. 
 
Bebedero: El canal para el flujo del material de la boquilla del cilindro de inyección hasta los 
canales del molde. 
 
Boquilla: El extremo anterior de un cilindro de inyección, que restringe el flujo de material 
caliente por un orificio pequeña. La boquilla está diseñada para formar bajo la presión un sello 
entre el cilindro de calentar o la cámara de transferencia y el molde. El extremo anterior de la 
boquilla puede tener forma plana o esférica. 
 
Buje: Los bujes cumplen la función de alinear las dos mitades del molde. Estos hacen pareja 
con los pernos guía. 
 
Canal (se refiere al molde): En un molde de inyección o transferencia, el canal que conecta el 
bebedero con la entrada y la cavidad. 
 
Capacidad de disparo (inyección):Esto es la cantidad de material que es capaz de inyectar la 
maquina en un ciclo; generalmente se mide en centímetros cúbicos o en gramos y debe ser 
mayor que la cantidad de material necesario para llenar el molde. 
 
 VIII
Capacidad de plastificación: La capacidad de plastificación, es la indicación de la cantidad de 
material referido a una hora de producción que puede procesar la maquina. 
 
Carga: La cantidad de material requerida para llenar las cavidades del molde. 
 
Cavidad: La parte del molde que forma la superficie exterior de la pieza moldeada. 
Dependiendo del número de tales, los moldes están diseñados como uní-cavidad o multi 
cavidad. Gracias a que el plástico se encoge o contrae, la cavidad esta siempre del lado fijo. Si 
se llega a quedar la pieza del lado fijo es porque sé esta sobre-empacando el plástico o tiene 
algún negativo la cavidad. 
 
Ciclo: El tiempo que se tarda en completar una operación de moldeo. Incluye la carga del 
molde, el cierre, la curación, la abierta del molde y expulsión de la pieza del molde. En moldeo, 
el tiempo del ciclo es el período, o tiempo pasado, entre un punto cierto en un ciclo y el mismo 
punto del próximo. 
 
Cojinetes contra presión: Los bloques de acero fuera del área de la cavidad que juntan 
cuando se cierra el molde para prevenir la presión excesiva en las anchuras de la cavidad. (Los 
refuerzos distribuidos alrededor de las áreas muertas y las caras del molde para ayudar a las 
anchuras absorben la presión final del cierre sin derrumbarse.) 
 
Contrapresión: La presión desarrollada en el material por la rotación del tornillo cuando se 
introduce por la fuerza el material en el tambor. (La resistencia de un material a causa de su 
viscosidad, para continuar fluyendo cuando está cerrado el molde.) 
 
Corazón (Macho): Al contraerse el plástico, este se adhiere fuertemente por lo que al abrirse el 
molde es más fácil desmoldearlo. Esta parte se deja abierto todo el caudal del agua a fin de 
enfriar la pieza en el menor tiempo posible. 
 
Curación: El tiempo requerido para congelar o polimerizar el material termoendurecido cuando 
está bajo calor y presión. (Para cambiar las propiedades físicas del material por reacción 
química, que puede ser condensación, polimerización, o vulcanización; usualmente se logra por 
la acción de calor y catalizadores, solo o en combinación, con o sin la presión.) 
 
Desperdicio: El disco redondo del material que se queda en la transferencia o pozo de pistón 
después de que se llene el molde. 
 
El manguito del bebedero es el canal que conecta la boquilla del cilindro de inyección con el 
sistema de canales del molde. 
 
Entrada: Una abertura pequeña y restringida entre el extremo del canal y el borde de la cavidad 
de un molde de inyección. 
 
Inserción: Un objeto moldeado en o presionado en una pieza moldeada, usualmente metal. 
(Una parte integral de un moldeo plástico que consiste de metal u otro material que puede ser 
moldeado en una posición o puede ser presionado en la parte después de que el moldeo esté 
completado.) 
 
 IX
 La unidad de cierre: Es principalmente el lugar donde vamos a poner el molde. Una unidad 
de cierre por muy grande que sea solo tendrá un 10% de su fuerza de cierre para ejercer la 
apertura. 
 
La unidad de inyección: Nos ayuda a introducir el material plástico al interior del molde. La 
presión de inyección permanecerá más o menos constante mientras que la velocidad de 
inyección aumentará con el tamaño de la máquina. 
 
Molde familiar: Un molde con multi-cavidades que contiene varias cavidades de tamaños y 
formas diferentes. (Un molde de multi-cavidad en donde cada de las cavidades forman una de 
las piezas que lo integran del objeto montado y acabado. El término está aplicado a menudo a 
moldes cuyas piezas de clientes diferentes son agrupadas juntas en un molde para la economía 
de producción. Algunas veces se refiere al molde como combinación.) 
 
Molde: Una forma hueca de la cavidad en que el material de plástico líquido está introducido 
para dar la forma del componente requerido. En términos generalmente se refieren al montaje 
completo de los elementos que componen la sección del equipo de moldeo en la que las piezas 
están formadas. 
 
Perno recuperador: Su función es la de asegurar que la placa de expulsores se regrese hacia 
atrás durante el cierre del molde. Esto asegura que los pernos expulsores no peguen en las 
cavidades. Cuando el sistema de expulsión es hidráulico se debe acoplar el sistema de 
expulsión al botador de la máquina. 
 
Pistón: La parte de una prensa de inyección o compresión que se aplica la presión en el 
material plástico no fundido para empujarlo en la cámara, que a su vez fuerza la fundición del 
plástico al frente de la cámara fuera de la boquilla. 
 
Placa porta-cavidad: Es la que lleva la cavidad o cavidades. También aloja el perno guía. 
Normalmente es de acero tratado. 
 
Placa porta-corazón: Es la que lleva los corazones o machos. También el buje. 
Normalmente es de acero tratado. 
 
Placa porta molde: Las placas superiores e inferiores de una prensa en que las mitades del 
molde están unidos con pernos. (Las placas de fijación de una prensa para moldeo por 
inyección o compresión, en que el montaje entero está unido con pernos.) 
 
Plasticidad: Un término usado para describir el grado en el que el material fluye bajo el calor y 
presión. (Una propiedad de plástico que permite que el material sea deformado continuamente 
y permanente sin ruptura en la aplicación de una fuerza que excede el valor de productividad 
del material.) 
 
Polimerización: La reacción química que ocurre al moldear durante “curación.” (Una reacción 
química en que las moléculas se juntan para formar moléculas grandes cuyo peso molecular es 
multiplicado de la sustancia original. Cuando dos o más monómeneres están involucrados, el 
proceso se refiere al copolimerización o heteroipolimerzación. 
 
 X
Preforma: Un bloque de material comprimido. ((1) Una pastilla comprimida o galleta de 
compuesto plástico usado para eficacia en manejar y la exactitud en pesar los materiales.) (2) 
Para hacer el polvo de moldeo plástico a gránulos o pastillas.) 
 
Purificación: Se refiere a la limpieza de un color o tipo de material del cilindro de una máquina 
de moldeo por inyección extrayéndolo para ingresar un color nuevo o un material para ser 
usado en producción subsiguiente. 
 
Rebaba: El material excesivo que fluye fuera de la cavidad del molde bajo la presión. (El 
plástico extra adjuntado a un molde por la línea de separación; bajo la mayoría de condiciones 
sería desagradable y tiene que ser eliminada antes de considerar las piezas aceptables.) 
 
Respiración: La abertura y el cierre del molde para permitir que los gases puedan escapar 
durante el ciclo de moldeo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XI
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resumen. 
 
En este trabajo se presenta una metodología para el diseño de moldes de inyección de plástico 
basada en la ingeniería concurrente, se realiza una secuencia de actividades con diferentes 
recomendaciones para llevar a cabo un buen diseño de moldes de una manera más rápida, 
para lo cual se presentaron los modelos de información involucrados en la tarea de diseño de 
moldes útiles para la ingeniería concurrente, así como la integración de un programa en 
MATHCAD 11, para hacer más fácil y rápida la solución de los modelos matemáticos en la tarea 
de diseño de moldes en su fase de anteproyecto de diseño, así mismo en el ejemplo de 
aplicación de la metodología se utilizó el programa RHINOMOLD v3. 
 
 
 
 
Abstract. 
 
In this work a methodology for the design of molds of plastic injection based on concurrent 
engineering appears, are made different recommendations to carry out a good design of molds 
of a way but fast, for which the models of involved information in the task of design of useful 
molds for concurrent engineering appeared,as well as the integration of a program in 
MATHCAD 11, to make but the solution fast and easy of the mathematical models in the task of 
design of molds in its phase of design first draft, also in the example of application of the 
methodology I am used program RHINOMOLD v3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XII
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivo. 
 
 
La aportación de elementos a la industria de la transformación del plástico, que faciliten la labor 
de diseñar moldes de inyección, así como la implementación de la ingeniería concurrente, para 
obtener tiempos de respuesta más rápidos y consecuentemente el tener mayor ventajas 
competitivas en una economía globalizada. 
 
Este objetivo principal viene acompañado de otros parciales, como son: 
 
 Implementar la metodología de la ingeniería concurrente con todo lo que ello implica. 
 
 Desarrollar un proceso de diseño de moldes de inyección basada en el diseño de cada 
componente. 
 
 Una recopilación de información acerca del diseño de moldes de inyección de plástico, 
que permita realizar un óptimo diseño de moldes. 
 
 Un análisis de los modelos de información presentes en el ciclo productivo de una pieza 
de plástico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XIII
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Justificación. 
 
La realidad de las empresas nacionales que se dedican a la producción de piezas de plástico 
por inyección, es que gran parte de los moldes los obtienen de países con un mayor desarrollo 
tecnológico. 
 
Por lo anterior es notorio que la situación de la industria nacional del plástico revela la urgente 
necesidad del desarrollo de capacidades tecnológicas propias para los fabricantes de moldes, 
maquiladores, transformadores para el mercado interno y usuarios integrados, que les permita 
competir con ventaja en un mundo globalizado. 
 
Es una necesidad el desarrollo de tecnologías en México para la generación de diseños de 
moldes propios, por tal motivo el presente trabajo pretende desarrollar una metodología que 
permita el diseño de moldes de inyección, además de que se desea aplicar la ingeniería 
concurrente durante el proceso de diseño, esto con el objetivo de reducir el tiempo de puesta en 
mercado, a través de la integración de todas las actividades involucradas en el diseño de 
moldes desde su fase de definición, asegurando que se realice un mejor producto con plazos de 
ejecución más cortos y con una mejora de la calidad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XIV
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introducción. 
 
La industria de productos plásticos ha tenido un crecimiento muy grande desde 1945 y una gran 
parte de éste crecimiento ha sido en la inyección de plásticos. Esto ha creado una necesidad 
cada vez mayor desde entonces, de moldes para inyección de plástico cada vez más complejos 
y exigentes. 
 
Desde el diseño hasta la construcción de un molde de inyección de plástico existe una serie de 
pasos y factores que deben visualizarse en todo momento. 
 
En un mundo cada vez más globalizado la velocidad de respuesta es un factor primordial para 
aprovechar las ventajas competitivas que involucra poner un producto en el mercado antes que 
otra empresa. Se ha observado que con el concepto de ingeniería concurrente esto es una 
realidad ya que esta metodología esta siendo implementada por la industria automotriz en todo 
el mundo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 XV
 
 XVI
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo I 
 
Generalidades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1
 
 
1.1 Estado del arte. 
 
En la actualidad, cualquier persona que observe a su alrededor se dará cuenta de una 
diversidad de objetos producidos a partir de diferentes materiales como madera, metales, rocas, 
cerámica, vidrio, huesos, entre otros. Entre los materiales más utilizados actualmente destacan 
los plásticos. Cada día alcanzan un papel más importante, en la vida cotidiana, resaltando aun 
más lo obtenidos por el proceso de inyección [1]. 
 
El inicio de la utilización del proceso de inyección data con exactitud del año de 1872, cuando 
J. W. Hyatt resolvió el problema de plastificar y conformar una mezcla de nitrocelulosa y 
alcanfor con su "máquina de empaquetar" [2], y fue en 1878 cuando fabrica aquel que es 
posible considerar como el primer molde de inyección, siendo esto un paso primordial en el 
proceso de transformación por medio de la inyección del plástico. 
 
A partir de 1921 año en que Eichengrun y H. Buchholz patentaron lo que se considera la 
primera moldeadora moderna (Máquina de inyección) en la que el celuloide pasaba a un estado 
líquido antes de ser introducida bajo presión hacia el interior del molde [2], comienza el inicio de 
la era de la inyección del plástico, aunque este equipo tenía muchos problemas en el control de 
la temperatura y en el proceso en general, aunado a la falta de moldes para ser utilizados en 
esta maquina [3]. 
 
El primer molde comercial de inyección fue hecho en Alemania en 1926 por Eckert y Ziegler: lo 
patentaron con él número 495362, y era un molde horizontal incorporado a una maquina, en el 
cual el molde era guiado por aire a presión, con la mitad fija en una placa móvil. La industria de 
los plásticos paso de nivel artesanal al ámbito de la producción industrial, con ciclos rápidos de 
producción para esos tiempos [2]. 
 
En 1935, la firma alemana Franz Brawn A.G. presentó un compresor con inyección automática, 
dando así un gran avance en los equipos de inyección, trayendo como consecuencia la 
exigencia del desarrollo de moldes más rápidos y eficientes. 
 
La fabricación de moldes y maquinas de inyección de plásticos a partir de la década de los 70 
acelera su crecimiento en países desarrollados. En el caso de los moldes de inyección, la 
utilización de maquinas herramientas convencionales con una capacidad de maquinado con 
tolerancias más estrechas trajo consigo la fabricación de moldes cada ves más exactos 
logrando con ello la sustitución de piezas metálicas, vidrio, cerámica y madera, por piezas 
plásticas logrando así una incursión rápida en la industria automotriz y electrónica, al cumplir 
con especificaciones técnicas cada vez más rigurosas [3]. 
 
Aunque los moldes de inyección eran cada vez más exactos los tiempos de desarrollo y 
maquinado eran largos, por lo cual el contar con sistemas de manufactura más modernos era 
una prioridad. 
 
Con la llegada de los sistemas CAD/CAM y herramentales más modernos estos tiempos de 
desarrollo y manufactura fueron disminuyendo logrando así que las piezas de plástico 
incursionaran, más rápidamente en el mercado, con una calidad mayor y a un menor precio. 
 2
Todos estos aspectos históricos son los que determinaron la evolución de la Industria plástica y 
sus aportaciones más importantes en el contexto mundial se han podido ver en los últimos 20 
años. 
1.2 Historia del plástico. 
 
“Plástico” proviene de PLASTIKOS palabra griega que significa susceptible de ser modelado o 
moldeado. La historia del plástico data desde 1839, cuando Charles Goodyear vulcaniza la 
goma, hasta llegar a nuestros días en que existen una gama de procesos y productos plásticos. 
 
 
 
Figura 1.1 Juego de pelota. 
 
Caía la Gran Tenochtitlán bajo el asedio hispano y ya circulan en España escritos del Mártir de 
Anglería que mencionaban la existencia de una materia elástica obscura procedente de la 
desecación de una savia vegetal que se podía apelmazar y extender a voluntad, totalmente 
impermeable al agua. Otros autores de libros y escritos siguieron mencionando ese producto: 
Sahagún en 1529, Fernández de Oviedo en 1535, Antonio Herrera y Tordesillas, entre otros. 
 
1.3 Aplicaciones del plástico. 
 
El empleo de los materiales plásticos en la actualidad es destacable, día con día alcanza un papel más 
importante, la popularización de los plásticos se debe, básicamente a su bajo costo de producción, poco 
peso, elevada resistencia y a la posibilidad de fabricación de piezas en las más variadas formas, tamaños y 
colores, figura 1.2 
 
Prácticamenteel plástico es utilizado en todas las áreas de la ingeniería. Es imposible mencionar todas las 
aplicaciones tanto domésticas como industriales que tiene actualmente. Entre las aplicaciones del plástico 
en productos de consumo están los juguetes, los artículos deportivos y demás [2]. 
 
 
 
Figura 1.2 Productos fabricados con plástico. 
 
 
 
 
 3
Un ejemplo importante que demuestra el incremento del uso del plástico y la importancia que 
tiene, se ve reflejado al analizar la evolución del automóvil; en los modelos más recientes es 
notorio que la sustitución de piezas de metal, por plástico en sus componentes ha aumentado 
[1]. 
 
1.4 Procesos de manufactura del plástico y máquinas utilizadas. 
 
La fabricación de los plásticos y su manufactura implica cuatro pasos básicos que son: La 
obtención de la materia prima, la síntesis del polímero básico, la composición del polímero 
como un producto utilizable industrialmente y el moldeo ó deformación del plástico en su forma 
definitiva. 
El moldeo del plástico consiste en dar la forma y medida deseada a un plástico por medio de un 
molde. El molde es una pieza hueca en la que se vierte el plástico fundido para que adquiera su 
forma. Para ello los plásticos se introducen a presión en los moldes. En función del tipo de 
presión, se tienen: moldeo a alta presión y moldeo a baja presión. 
El moldeo a alta presión, se realiza mediante máquinas hidráulicas que ejercen la presión 
suficiente para el moldeado de las piezas. Básicamente existen tres tipos [4]: 
 
• Compresión. 
• Inyección. 
• Extrusión. 
 
Compresión: En este proceso, el plástico en polvo es calentado y comprimido entre las dos 
partes de un molde mediante la acción de una prensa hidráulica, ya que la presión requerida en 
este proceso es muy grande. Fig. 1.3 
 
 
 
Figura 1.3 Máquina de compresión. 
 
 
Inyección: Consiste en introducir el plástico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. 
En el interior del cilindro hay un tornillo sinfín que cuando el plástico se reblandece lo suficiente, 
lo inyecta a alta presión en el interior de un molde de acero para darle forma. El molde y el 
plástico inyectado se enfrían mediante unos canales interiores por los que circula agua. Por su 
economía y rapidez, el moldeo por inyección resulta muy indicado para la producción de 
grandes series de piezas. El equipo utilizado es una máquina de inyección, figura 1.4. 
 4
 
 
Figura 1.4 Máquinas de inyección. 
 
Extrusión: Consiste en moldear productos de manera continua, ya que el material es empujado 
por un tornillo sinfín a través de un cilindro que acaba en una boquilla, la que produce una tira 
de longitud indefinida. Cambiando la forma de la boquilla se pueden obtener barras de distintos 
perfiles. También se emplea este procedimiento para la fabricación de tuberías, inyectando aire 
a presión a través de un orificio en la punta del cabezal. El equipo utilizado es una máquina de 
extrusión, figura 1.5. 
 
 
 
Figura 1.5 Máquina de extrusión. 
 
Moldeo a baja presión: El moldeo a baja presión, se emplea para dar forma a láminas de 
plástico mediante la aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde. Se emplean, 
básicamente, dos procedimientos: El primero consiste en efectuar el vacío absorbiendo el aire 
que hay entre la lámina y el molde, de manera que ésta se adapte a la forma del molde. El 
equipo utilizado es una máquina de termoformado al vacío. 
 
El segundo procedimiento consiste en aplicar aire a presión contra la lámina de plástico hasta 
adaptarla al molde. Este procedimiento se denomina moldeo por soplado. 
 
Colada: La colada consiste en el vertido del material plástico en estado líquido dentro de un 
molde, donde fragua y se solidifica. La colada es útil para fabricar pocas piezas o cuando se 
emplean moldes de materiales baratos de poca duración, como escayola o madera. Debido a 
su lentitud, este procedimiento no resulta útil para la fabricación de grandes series de piezas. 
 5
Espumado: Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la masa de plástico de 
manera que se formen burbujas permanentes. Por este procedimiento se obtiene la espuma de 
poliestireno, la espuma de poliuretano (PUR), entre otras. 
 
Calandrado: Consiste en hacer pasar el material plástico a través de unos rodillos que 
producen mediante presión, láminas de plástico flexibles de diferente espesor. El equipo 
utilizado es una máquina de rotomoldeo. 
 
1.5 La máquina de inyección. 
 
La máquina de inyección, tiene la función de inyectar el plástico en un molde en el que se 
encuentra impresa la forma de la pieza final. 
 
1.5.1 Tipos de máquinas de inyección. 
 
La gran diversidad y complejidad de los productos obtenidos a partir del método de moldeo por 
inyección exige, que exista una diversidad de máquinas de inyección que faciliten los requisitos 
exigidos en procesos de producción, entre las que destacan [4], [5]: 
 
1. Con sistema de Pre-plastificación. 
2. Para moldeo descentrado. 
3. Giratoria (FiFo). 
4. De inyección de multicomponentes. 
5. De coinyección (proceso sándwich). 
6. De inyección de pintura en el molde (IPT). 
7. De inyección para espumas rígidas. 
8. De inyección asistida por gas. 
9. De moldeo por inyección reactiva (RIM). 
10. De inyección con fundido pulsante. 
 
Además de los distintos tipos de máquinas, existen también distintos arreglos en las unidades 
de inyección, como lo son: 
 
1. Inyección y cierre horizontal (posición normal). 
2. Cierre horizontal con inyección vertical. 
3. Cierre e inyección vertical. 
4. Cierre vertical e inyección horizontal. 
 
1.5.2 Descripción de la máquina de inyección. 
 
La descripción se refiere al tipo normal de máquinas de inyección [6]. Una máquina de moldeo 
por inyección tiene como función realizar un ciclo de trabajo, con un molde de inyección de 
plástico, para lo cual el molde es montado en las dos unidades principales, que son la unidad 
de cierre y la unidad de inyección. 
 
En una máquina de inyección pueden identificarse diferentes partes fundamentales, las cuales 
normalmente se agrupan dentro de las siguientes unidades [5]: 
 
 
 6
1. Unidad de cierre. 
2. Unidad de inyección. 
3. Unidad de potencia. 
4. Unidad de control. 
 
1.- La unidad de cierre; Cuenta con los dispositivos necesarios para la colocación 
accionamiento y funcionamiento de las dos mitades del molde, su funcionamiento es semejante 
al de una prensa de compresión [4]. 
 
Por razones de costo, frecuentemente se utiliza un sistema mecánico a base de palancas 
acordadas para máquinas con capacidad de hasta 10 000 KN de fuerza de cierre, mientras que 
para máquinas mayores se prefiere el sistema hidráulico [5]. 
 
2.- La unidad de inyección; Comprende las partes necesarias de la máquina para la carga, 
plastificación e inyección de plástico. Esta unidad tiene la función de cargar y plastificar el 
material sólido mediante el giro axial del tornillo con la finalidad de inyectar el material 
plastificado hacia las cavidades del molde y mantenerlo bajo presión hasta que sea eyectado. 
Existen tres tipos importantes de unidades de inyección [5]: 
 
1. Unidades de pistón de una fase. 
2. Unidades de pistón de dos fases pistón-tornillo. 
3. Unidades en línea con tornillo alternativo. 
 
En la actualidad el más usado es la unidad en línea con tornillo alternativo. 
 
3.- La unidad de potencia: Comprende el conjunto de dispositivos necesarios de la máquina 
para transformar y suministrar la fuerza motriz a la unidad de inyección y de cierre. Las 
máquinas emplean dos sistemas de potencia uno para el cierre del molde y otro para la 
inyección [5]. 
 
4.- La unidad de control: Es la parte necesaria de la máquina para que se realice el proceso 
de una forma predeterminada y pueda variarse. 
 
El sistema de control está ligado íntimamente al de potencia, a través del cual las distintas 
señales se convierten en movimientos de las unidades de inyección y cierre [5]. 
 
1.5.3 Características principalesde una máquina de inyección. 
 
Las características principales de una máquina de inyección son aquellas que permiten definir 
las limitaciones en el tamaño y en el peso de la pieza a inyectar, tamaño de molde, producción, 
entre otros, estas características generales incluyen las especificaciones del fabricante de la 
máquina, en las cuales destacan las unidades de presión y de cierre, ya que es más común 
diseñar un molde para utilizarlo en una máquina determinada, que diseñar un molde y buscar 
un modelo de máquina que cumpla con los requerimientos del mismo . 
 
Las partes principales de una maquina de inyección se muestra en la figura 1.6 
 7
 
Figura 1.6 Partes de una máquina de inyección. 
 
La unidad de inyección es la parte plastificante de la máquina se tienen varias características de 
importancia, que permiten definir y comparar capacidades [5]: 
 
1. Diámetro del husillo. 
2. Volumen a inyectar. 
3. Presión de inyección. 
4. Relación L/D. 
5. Velocidad máxima del husillo. 
6. Velocidad de inyección. 
7. Capacidad de plastificación. 
 
Entre las principales características de la unidad de cierre están [5]: 
 
1. Fuerza de cierre. 
2. Altura máxima del molde. 
3. Carrera de apertura. 
4. Espacio entre barras. 
 
Dentro de la unidad de cierre, el tamaño mínimo de una prensa está determinado por la presión 
requerida para cerrar el molde durante el ciclo de moldeo. 
 
 8
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo II 
 
 
Proceso de moldeo 
del plástico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 9
2.1 Clasificación de los plásticos. 
 
La clasificación de los plásticos [7] esta definida por las propiedades físicas y químicas de las 
resinas que los constituyen, existen dos grupos principales: los termoplásticos y los termofijos. 
Su clasificación se basa por su capacidad para volver a ser fundidos mediante el uso de calor. 
 
Los termoplásticos son resinas con una estructura molecular lineal que durante el moldeo en 
caliente no sufren ninguna modificación química, además la acción del calor causa que estas 
resinas se fundan, solidificándose rápidamente por enfriamiento de aire o al contacto con las 
paredes del molde. 
 
Las resinas termofijas pueden ser fundidas una sola vez. (Esta es la principal diferencia de los 
plásticos termofijos y termoplásticos), estas resinas bajo la acción del calor se funden 
inicialmente, pero si sé continua aplicando calor, experimentan un cambio químico irreversible, 
el cual provoca que las resinas se tornen infusibles (no se plastifiquen) e insolubles [8]. La tabla 
2.1 muestra las principales resinas utilizadas en la industria de la inyección del plástico. 
 
Tabla 2.1 Materiales más utilizados por el método de inyección. 
 
 
Resinas 
Termofijas. 
Símbolo. 
ISO 1043 
Denominación. Resinas 
 Termoplásticas. 
Símbolo. 
ISO 1043 
Denominación. 
Fenolicas. 
 
PF. Resina fenol-
folmadehido. 
Acrílicas. 
PMMA 
 Polimetil-metacrilato. 
Melaminicas. MF. 
MPF 
Resinamelamina-
formaldehído. 
Resinamelamina-fenol-
formaldehído. 
Celulositas. CA 
CAB 
CP 
Acetato de celulosa. 
Acetabutirato de celulosa. 
Polipropinato de celulosa. 
Ureicas. 
 
 
UF. 
Resina urea-
formaldehído. 
 Estirenicas. PS 
SB 
ABS 
SAN 
Poliestireno. 
Poliestireno de alto impacto. 
Acrilonitrilo-butadieno-
estireno. 
Acrilonitrilo-estireno. 
Arílicas. 
 
--- Resina alquídica. Vinílicas. PVC 
PVAC 
Cloruro de polivinilo. 
Poliacetato de vinilo. 
Alquidicas. 
 
PDAP Resina alílica (policial-
ilftalato. 
 Poliolefinicas. PE 
PP 
Polietileno. 
Polipropileno. 
Epóxicas. EP. Resina epxica. Poliacetalicas POM Poliacetal (poli-simetileno). 
Poliesteres 
insaturados. 
 
 
UP. 
Resina poliéster 
(insaturada). 
Poliamidas. PA 66 
PA 6 
PA 610 
PA 11 
PA 12 
Poliamida 66. 
Poliamida 6. 
Poliamida 610. 
Poliamida 11. 
Poliamida 12. 
Poliuretanos. 
(con estructura 
reticulada) 
PUR. Resina poliuretánica. 
(rígida ó flexible) 
Policarbonatos. PC Policarbonato. 
Silicónicas. 
(con estructura 
reticulada) 
 
SI. 
 
Resina silicónica 
(rígida o flexible) 
Poliesteres 
Termoplásticos. 
PBTP 
PETP 
Polibutilén-tereftalato. 
Polibutilén-tereftalato. 
 Polifenilénicas. PPO Polióxido de fenileno. 
 Poliuretanos 
(Con estructura 
lineal). 
PUR Poliuretano termoplástico 
 Resinas 
Fluoro-carbónicas. 
FEP 
ETFC 
PCTFE 
Fluoro etileno-propileno. 
Tetrafluoroetileno-etileno. 
Trifluoroetileno-policloro. 
Existe un tercer grupo el grupo de los elastómeros (es decir polímeros elásticos), que 
comprenden los hules naturales y los hules sintéticos, se caracterizan por una elevada 
elongación del orden entre el 200% y el 1000%, con relación a su dimensión inicial. 
 
 
 10
2.2 Tecnología de moldeo de materiales plásticos. 
 
La diferencia en la tecnología de moldeo [7] para los materiales termofijos y los termoplásticos, 
está dada principalmente por la temperatura de procesamiento es decir, los materiales 
termoplásticos deben ser calentados (a la temperatura de fusión) para ser inyectados después 
en moldes fríos para que se solidifiquen y los materiales termofijos (reticulables) al contrario, 
deben ser comprimidos, plastificados e inyectados a bajas temperaturas en moldes calientes 
para completar la reacción de reticulación y endurecimiento. 
 
2.3 Moldeo por inyección de plástico. 
 
2.3.1 El ciclo de inyección. 
 
Los ciclos de operación para las dos clasificaciones de plásticos más comunes, por sus 
características, son distintos, entendiendo como ciclo de inyección, la secuencia de operaciones 
para la producción de una pieza. 
 
Un ciclo de inyección para los materiales termoplásticos, sigue las siguientes etapas [5]: 
 
1. Se cierra el molde vació, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido que se va a 
inyectar dentro del barril de la máquina. 
 
2. Se realiza la inyección al introducir material mediante un tornillo, el cual actúa como pistón 
(sin girar), forzando el material a pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde, 
con una determinada velocidad y presión de inyección, figura 2.1 
 
 
Figura 2.1 Inyección del material. 
 
3. Una vez terminada la inyección, se mantiene la presión sobre el material inyectado en el 
molde antes de que solidifique, esto es para contrarrestar la contracción de la pieza durante su 
enfriamiento y se conoce como presión de sostenimiento o pospresión (también conocida como 
presión de compactación o de recalque) y normalmente se aplican valores menores a los de 
inyección. Una vez que comienza a solidificar la pieza puede liberarse la aplicación de está 
presión, figura 2.2. 
 
Figura 2.2 Aplicación de la presión de sostenimiento. 
 11
 
4. El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y plastificárlos. El 
material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una 
presión contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el 
material requerido para la inyección [5]. 
 
5. El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado por el fluido 
refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y la 
pieza es extraída, figura 2.3. 
 
Figura 2.3 Enfriamiento y extracción de la pieza. 
 
6. El molde cierra y se reinicia el ciclo. 
 
2.3.2 Factores que influyen en el proceso de moldeo. 
 
Las variables de moldeo para los materiales termoplásticos (que son los materiales más 
comunes de inyectar), se dividen en tres grandes grupos que consisten en: 
 
1. Materiales de moldeo (fluidez, comportamiento térmico, propiedades físicas.) 
 
La viscosidad y la fluidez de los polímeros en los estados fundidos tienen grandes variables 
que dependen tanto de las propiedades intrínsecas de las resinas como de las condiciones 
en que se realiza el moldeo, las variaciones de la temperatura, presiones y tiempos de 
inyección pueden facilitar el llenado de un molde complejo o al contrariopuede dar como 
resultado piezas moldeadas frágiles, aunque aparentemente bien hechas. 
 
2. Condiciones de moldeo (temperatura de la masa fluyendo, temperatura del molde, 
presiones y tiempos de inyección, tiempo de enfriamiento.) 
 
Dentro de las condiciones de moldeo los factores que mayoritariamente influyen en el 
proceso son 3 principalmente: La temperatura, la presión y el tiempo. 
 
3. Máquinas y moldes (sistema de plastificación, capacidad y volumen de inyección, fuerza 
de cierre del molde, dimensiones de las platinas en la máquina y en los moldes 
aplicables, sistema de regulación y de control de todos los parámetros de moldeo, tipo de 
molde y sistema de alimentación y termorregulación.) 
 
La variación de estos factores y la interacción son de gran importancia cuando se tiene que 
probar un molde o iniciar la producción de piezas moldeadas, de la misma manera es 
imposible determinar cual factor es el más importante sí la temperatura, la presión, las 
velocidades ó el tiempo [8]. 
 12
 
2.3.2.1 Temperatura. 
 
Dentro del proceso de plastificación las variaciones de la temperatura de fusión o de 
plastificación juegan un papel diferente, según sea el caso de un material termoplástico o un 
material termofijo. 
 
En los materiales termoplásticos, la viscosidad es constante cuando la temperatura es 
constante, por consiguiente, las variaciones de temperatura de un material termoplástico se 
traducen en variaciones de viscosidad. Por esa razón es posible llenar más rápido un molde 
simple o complejo con un aumento de temperatura que disminuya la viscosidad [8]. 
 
El comportamiento de la temperatura durante el ciclo de inyección de un material termoplástico 
es como indica la figura 2.4. 
 
 
Ciclo de operación para los termoplásticos, se puede observar que la curva de la temperatura trazada a lo largo del 
recorrido del material indica que el material viene precalentado y plastificado a alta temperatura del orden de 220°C 
a 130°C en el cilindro de plastificación con husillo giratorio. Enseguida, el material plastificado se inyecta a presión 
dentro del molde, el cual está dispuesto a enfriar el plástico de 60°C y 70 °C 
 
Figura 2.4 Ciclo de operación de termoplásticos. 
 
En el caso de los materiales termofijos la relación temperatura - viscosidad depende también 
del tiempo. La temperatura de la masa fundida del material de moldeo es controlada por las 
temperaturas del tambor. Las camisas de agua alrededor del tambor, ayuda a regular el punto 
en que el material empezará a convertirse en plástico. La velocidad del tornillo, velocidad de 
inyección y contrapresión crean calor por fricción. Para mantener una temperatura de fusión 
consistente y trabajable, todas las variables tienen que ser coordinadas y ajustadas. La 
temperatura de la masa fundida no puede estar tan caliente que el material cure antes de que 
pueda llenar las piezas, ni tan fría que los tiempos del ciclo tengan que ser extendidos para 
producir piezas aceptables del molde [6]. 
 
El comportamiento de la temperatura durante el ciclo de inyección de un material termofijo es 
como indica la figura 2.5, donde se observa un incremento de temperatura en la zona del 
molde. 
 13
 
Ciclo de operación para los termofijos, se puede observar que la curva de la temperatura trazada a lo largo del 
recorrido del material indica que el material viene precalentado y plastificado a baja temperatura del orden de 70°C 
a 90°C en el cilindro de plastificación con husillo giratorio. Enseguida, el material plastificado se inyecta a presión 
dentro del molde, el cual está calentado a alta temperatura. 
 
Figura 2.5 Ciclo de operación de termofijos. 
 
El control de la temperatura para ambos casos, es un factor de gran importancia, ya que 
garantiza la calidad requerida en un proceso de moldeo por inyección. 
 
Es importante señalar, que además existe transmisión de calor por factores externos como lo es 
el cilindro de plastificación, que suma el calor generado por el tornillo el cual gira y mezcla el 
material. Los factores que influyen en dicha transmisión son: 
 
1. La forma del husillo (tornillo). 
2. La variación de su velocidad de rotación. 
3. Los valores de contrapresión. 
 
Para llevar el control de la temperatura se insertan una serie de termopares en las diferentes 
zonas del recorrido del material desde la tolva hasta la boquilla, los termopares están 
conectados a sistemas de control que mantienen la temperatura en un rango ya determinado 
por el operador. 
 
2.3.2.1.1 Viscosidad del material. 
Es una característica intrínseca del material plástico inyectado y simboliza la "dificultad o 
facilidad" con la que el material fluye dentro de un determinado conducto [8]. Puesto que los 
materiales poliméricos no son newtonianos, su viscosidad no es constante y depende de dos 
parámetros: la temperatura a la que se encuentra el material y el gradiente de velocidad (shear 
rate) al que se somete el material al fluir dentro de la cavidad [7]. 
 
 14
2.3.2.2 Presión. 
La presión de inyección es una presión requerida para vencer la resistencia que el material 
fundido produce a lo largo de su trayectoria, la resistencia es originada por: 
 
• La brusca reducción de sección correspondiente a la boquilla, los canales de 
alimentación y de las entradas al molde. 
 
• La longitud de la trayectoria y la geometría más ó menos complicada de la cavidad que 
debe de producir la pieza moldeada. 
 
• El material que progresivamente se endurece a lo largo de su trayectoria. 
 
En la generación de la presión de inyección se ven involucrados los siguientes elementos de la 
máquina: 
 
1. Cilindro de inyección. 
2. Motor hidráulico para la rotación del husillo. 
3. Cilindro para el movimiento de la unidad de inyección. 
4. Cilindro para el accionamiento del grupo de cierre de moldes. 
 
El ciclo de inyección esta dividido en dos etapas: la presión primaria y secundaria, donde 
intervienen diversos valores de presión en tiempos sucesivos. La intensidad y duración de cada 
periodo se ve influida en diferente medida sobre las características físico-mecánicas y de 
contracción de las piezas moldeadas [7],[8]. 
 
La presión en el material está controlada por la presión primaria que mueve el tornillo hacia 
adelante a una velocidad rápida para llenar las cavidades. La presión secundaria completa el 
llenado de las cavidades y mantiene la presión en el material hasta que sea curado 
suficientemente para permitir al tornillo regresar [6]. 
 
 En la figura 2.6 se observa la presión de inyección en función con tiempo en una máquina con 
dos presiones regulables independientes: p1 primera presión, P2 segunda presión (presión de 
sostenimientos o pospresión). Las presiones se han medido en el cilindro hidráulico. 
 
 15
 
Figura 2.6 Diagrama de presión de inyección vs. Tiempo [8]. 
 
2.3.2.3 Velocidades y tiempo. 
 
Cuando se habla de velocidad de inyección se hace referencia al avance o carrera axial del 
husillo en la fase de inyección. La velocidad y el tiempo de inyección están obviamente ligadas 
porque varían en razón inversa: Este parámetro depende, del sistema hidráulico y de inyección 
[8] 
 
2.3.2.3.1 Velocidad de rotación del husillo. 
 
Determina la capacidad de plastificación de la máquina (Kg/h), pero influye también la 
homogeneidad y la uniformidad de la temperatura del material fundido en el cilindro. 
 
El aumento de las R.P.M del husillo (y por lo tanto de su velocidad periférica) hace incrementar 
la cantidad de calor generado por la fricción. 
 
Los valores de rotación del husillo están dados por R.P.M sin referencia al diámetro del husillo, 
es más importante considerar la velocidad periférica del tornillo en metros por segundo, por que 
está en función del diámetro y de las revoluciones por minuto [8]. 
 
Algunos valores de velocidades comunes de rotación para diferentes materiales según la 
viscosidad son los siguientes [6]: 
 
1. Materiales muy fluidos 0.6 a 1.2 m/s. 
2. Materiales confluidez media 0.3 a 0.6 m/s. 
3. Materiales termofijos elastómeros 0.6 a 1.2 m/s. 
 
2.3.2.3.2 Tiempo de enfriamiento para piezas termoplásticas. 
 
El tiempo de enfriamiento para termoplásticos, condiciona la duración del ciclo de moldeo y por 
lo tanto la productividad de la máquina. 
 
 16
Pero el cálculo exacto del tiempo de enfriamiento es más ó menos complejo, debido a que se 
trata de un intercambio de calor que depende de muchas variables, como son: 
 
1. La temperatura del material fundido. 
2. La temperatura de solidificación del material. 
3. El coeficiente de conductividad térmica del material. 
4. Temperatura del molde. 
5. Espesor de la pieza moldeada. 
 
2.3.2.3.3 Tiempo de enfriamiento para piezas termofijas. 
 
El tiempo de enfriamiento para piezas termofijas depende de la propiedad intrínseca de la 
resina básica que constituye el “aglutinante” del compuesto de moldeo. 
 
La duración de enfriamiento está limitado por dos variables que son: 
 
1. Plastificación del material que será inyectado en el próximo ciclo. 
2. Endurecimiento de la cantidad de material inyectado en el molde. 
 
2.4 Moldeo por inyección de plástico. 
 
2.4.1 La función del molde de inyección. 
 
Un molde de inyección de plásticos tiene la función de recibir el plástico caliente de una 
máquina de inyección con una alta presión para llenar las cavidades, una vez frío el plástico, se 
expulsa. Un molde contiene la forma inversa del producto deseado [5]. 
 
2.4.2 Clasificación de los moldes. 
 
La clasificación de los moldes está dada por las características físicas y de trabajo [9]: 
 
1. Por su tamaño: 
a).- Grandes. 
b).- Pequeños. 
 
2. Por número de cavidades: 
a).- De una sola cavidad. 
b).- De múltiples cavidades. 
 
3. Por la forma de trabajar: 
a).- Manuales. 
b).- Semiautomáticos. 
c).- Automáticos. 
 
4. Por el tipo de construcción: 
a).- De dos mitades o platos. 
b).- De tres placas. 
c).- Sin sobrantes. 
 
 17
2.4.3 Descripción de los moldes. 
 
Para una descripción más sencilla de un molde de inyección, se toma la representación más 
común que consiste en un molde de dos placas o mitades [9]. 
 
Las partes del molde se pueden dividir por sus funciones en los siguientes sistemas: 
 
1. Sistema de alimentación. 
2. Sistema de expulsión de la pieza. 
3. Sistema de refrigeración. 
4. Guiado del molde. 
 
En la figura 2.7 se observan los componentes de un molde de inyección de plástico. 
 
 
 
Figura 2.7 Partes de un molde de inyección. 
 
2.5 Situación actual de la fabricación de moldes en México. 
 
El comienzo de la producción de grandes volúmenes de plástico, comienza con la sustitución de 
piezas de materiales metálicos, madera, y demás, por plástico. Lo cual abrió grandes 
oportunidades en el mercado para productos manufacturados por inyección, extrusión, 
termoformado y rotomoldeo, entre otros. 
 
Pero crecimiento de los recursos que ayudaron a producir estos grandes volúmenes de 
producción no se efectuaron paralelamente en los países industrializados y en los en vías de 
desarrollo. En estos últimos se continuó con una producción mayoritariamente de piezas 
simples y con una importación de tecnologías de producción de los países industrializados, 
causando un gran rezago tecnológico, aunado a la influencia de los siguientes factores que 
condicionan el campo de la industria del plástico [3]: 
 
 
 18
1. El precio del petróleo. 
2. Materia prima para elaboración de productos plásticos. 
3. Influencia de la materia prima reciclada. 
4. Avance tecnológico en el área de producción. 
 
México como país en vias de desarrollo se encuentra con un rezago tecnológico fuerte para los 
procesos de inyección, extrusión, termoformado y rotomoldeo estos son en su mayora son 
simplemente insuficientes. A pesar de ser un país productor de petróleo (el quinto mayor 
productor de crudo en el mundo) y contar con otros grandes factores a su favor para 
desarrollarse como industrializador de material plástico [10]. 
 
2.5.1 Situación económica en la fabricación de moldes en México. 
 
Durante la década de los noventa, la industria plástica en América Latina mostró un crecimiento 
sólido. Hoy, en conjunto, es un importante mercado mundial. América Latina importa US $1.200 
millones en maquinaria para procesamiento del plástico y US $8.000 millones en resinas y 
películas. México, Brasil y Argentina son los mercados domésticos que dan cuenta de las más 
grandes porciones de estos totales [11]. 
 
En México, la manufactura de moldes para inyección de plástico reportó en el año 2002 
importaciones superiores a los 628 millones USD, mientras que las exportaciones fueron tan 
solo de 140 millones USD. Además se estima que en México existen alrededor de 87,000 
moldes que requieren rediseño ó mantenimiento. Aún cuando la inversión en mantenimiento ha 
crecido en un 20% anual desde 1996 al 2000, aunado a la incorporación de nuevos fabricantes 
y la consolidación de los ya existentes, este sector sigue presentando importantes áreas de 
oportunidad [11]. 
 
2.5.2 Situación tecnológica en la fabricación de moldes en México. 
 
La realidad de las empresas Mexicanas que producen moldes de inyección es que poseen 
medios incompletos de producción, el personal que actúa en estas labores no posee ni la 
capacidad ni la competencia requerida, consecuentemente, el desarrollo de productos y su 
posterior producción mediante el uso de moldes y matrices son poco eficientes y poco 
competitivas. Por estos motivos, gran parte de los clientes que procesan plástico por medio de 
moldes obtienen sus matrices y moldes en países de mayor desarrollo tecnológico. 
 
Por lo anterior es notorio que la situación de la industria nacional del plástico revela la urgente 
necesidad del desarrollo de capacidades tecnológicas propias para los fabricantes de moldes, 
maquiladores, transformadores para el mercado interno y usuarios integrados, que les permita 
competir con ventaja en un mundo globalizado. La formación de profesionales especializados 
en el diseño, fabricación y mantenimiento de moldes para inyección de plásticos, es una 
necesidad para el desarrollo de tecnologías en México y para la generación de diseños propios 
[11] 
 
Las necesidades de un mercado globalizado obligan a que el sector de la fabricación de moldes 
se encuentre en un continuo proceso de incremento de la productividad, de reducción de costos 
y de elevación del nivel tecnológico en el diseño y construcción, así como el implemento de 
procesos más eficientes, el desarrollo novedoso de moldes a un costo justo a la vez de 
 19
incrementar la eficacia del trabajo conjunto que realizan todas las empresas y/o departamentos 
que intervienen simultáneamente en el diseño y la producción de un producto plástico. 
 
En las relaciones normales entre estas empresas en las que los tiempos de respuesta y los 
costes deben ser reducidos, el correcto intercambio de información entre ellas y en el interior de 
las mismas es un aspecto crucial para un mejor crecimiento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 20
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo III 
 
La ingeniería concurrente en el diseño 
de piezas de plástico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 21
Con el objetivo de contar con una metodología que considere las necesidades más importantes 
presentes en la fabricación de piezas de plástico por el método de inyección de plástico en un 
ambiente globalizado, se adopta la llamada ingeniería concurrente (CE por sus siglas en inglés), 
[12] para poder así contar con un enfoque sistemático para el diseño paralelo e integrado de 
moldes de inyección de plásticos donde se involucren los procesos relacionados, incluyendo la 
manufactura y servicios de apoyo, todo con el objetivo de que los desarrolladores consideren, 
desde el inicio del proyecto todos los elementos del ciclo de vida del molde, desde su 
concepción hasta su eliminación y reciclaje, incluyendo calidad, costo, planeación y 
requerimientosdel usuario. 
 
Se ha demostrado que cuando se aplica exitosamente la ingeniería concurrente, los productos 
que se desarrollan con está filosofía se fabrican de forma eficiente, entran al mercado 
rápidamente y son de calidad satisfactoria para los clientes. 
 
Los elementos básicos para lograr la aplicación de la ingeniería concurrente en el diseño de 
moldes son [13]: 
 
• Una arquitectura computacional distribuida que permita la sincronización, la 
programación óptima de tareas y el manejo adecuado de flujos de información. 
 
• Un conjunto de herramientas computacionales que permiten desarrollar prototipos a bajo 
costo, de forma óptima e inteligente útil para la toma decisiones, responsabilidades y 
cierta libertad para manejar recursos propios a cada parte involucrada en el proceso de 
diseño. Además puede suceder que físicamente el personal se encuentre localizado en 
diferentes ciudades o países. 
 
• Producto definido en términos del cliente, retraducidos a términos de ingeniería con 
considerable detalle. 
 
• Una representación unificada de toda la información de diseño y manufactura, de forma 
que pueda visualizarse é interpretarse desde diversas perspectivas. 
 
Otro concepto que distingue a la ingeniería concurrente del enfoque tradicional es la necesidad 
de cambio de cultura organizacional, los equipos de trabajo multidisciplinarios y el énfasis en el 
manejo de rutas de información más que de jerarquías organizacionales. 
 
 3.1 Concepto de ingeniería concurrente. 
 
En general la aplicación de la ingeniería concurrente en el diseño, requiere conceptualizar un 
enfoque no lineal en el desarrollo del diseño por parte del personal de una empresa, lo que trae 
como consecuencia la integración de los elementos de entrada, de proceso y de salida 
necesarias para elaborar un producto. Las personas y los procesos se conjuntan desde el inicio 
del diseño (algo que normalmente no se hace en el enfoque lineal). El equipo está formado por 
ingenieros de diseño, de producción, técnicos, personal de mercadotecnia, finanzas, 
planificadores y gerentes, todos ellos trabajan de manera conjunta para resolver un problema y 
generar un producto. En la actualidad existe un amplio consenso en afirmar que la ingeniería 
concurrente (paralela o simultánea) es la forma más eficiente de hacer ingeniería en un entorno 
cada vez más competitivo [14]. 
 22
Este enfoque exige que se gaste más tiempo en la definición del producto que de una manera 
habitual; también la planificación es mucho más profunda, de tal manera las modificaciones se 
realizan en las primeras fases de diseño, mucho antes de que se realicen los primeros 
prototipos, donde la realización de cambios resulta rentable, figura 3.1 [15]. 
 
 
 
Figura 3.1 Etapas de realización de cambios. 
 
La idea básica sobre la que se sustenta la ingeniería concurrente responde en cierto modo al 
sentido común, y consiste en iniciar todas las actividades del proyecto cuanto antes, haciendo 
participar desde el principio a todos los departamentos implicados, así como a los proveedores. 
Sin embargo ello con lleva en la práctica a una serie de nuevos problemas organizativos que, si 
no son debidamente resueltos, pueden disminuir substancialmente su efectividad. 
 
Por ejemplo el enfoque concurrente obliga a avanzar a la toma de decisiones en etapas cada 
vez más tempranas dentro del proceso de diseño y desarrollo, por tanto es importante decidir a 
partir de información más incompleta e inmadura, y al mismo tiempo asegurar el éxito al primer 
intento. Por otra parte el flujo de información es también más complejo y exige una gran 
agilidad, especialmente cuando dicho flujo se produce entre distintas empresas que colaboran 
en el desarrollo de un mismo proyecto. 
 
3.2 Objetivos de la ingeniería concurrente. 
 
El objetivo básico de la ingeniería concurrente es la disminución del tiempo total transcurrido 
desde la detección de una necesidad hasta la comercialización de un producto. La importancia 
en la aceleración de este proceso radica, en la ventaja competitiva que supone se va alcanzar 
en el mercado antes que los competidores. 
 
Este objetivo principal viene acompañado de otros parciales, como son [12]: 
 
• La reducción de los costos totales. 
• El aumento de la calidad y fiabilidad global del producto. 
• El incremento del valor añadido. 
 23
El último aspecto implica un cambio de enfoque radical por parte de los técnicos, que deben 
anteponer a su criterio la visión del producto por parte del cliente. Ello conlleva a elaborar un 
conjunto de requerimientos y condicionantes mucho más completos, y en definitiva un mejor 
conocimiento del problema desde las etapas iniciales. 
 
3.3 Mecanismos de la ingeniería concurrente. 
 
La ingeniería concurrente se sustenta sobre tres pilares, o mecanismos, básicos que le 
confieren sus especiales características. Es importante señalar que cada uno de estos tres 
mecanismos [15] debe estar presente e integrado de forma adecuada con los otros dos para 
asegurar el éxito. 
 
1. Paralelismo. 
2. Integración. 
3. Acierto. 
 
3.4 Las comunicaciones en un entorno de ingeniería concurrente. 
 
Uno de los factores clave para el éxito en la implantación de la ingeniería concurrente es la 
comunicación y coordinación entre las personas, que forman los equipos multidisciplinarios de 
proyecto, tanto a nivel interno como externo, y especialmente con los proveedores. 
 
El tamaño de un equipo de trabajo es otro factor clave para su eficacia. Es mejor subdividir el 
grupo en grupos menores de 2 a 3 miembros. Esto obliga a una importante segmentación de 
tareas durante la planificación del proyecto [13]. 
 
La base para la ingeniería concurrente es la comunicación, una medida importante en este 
aspecto consiste en disponer de un sistema informático para el manejo de la información que 
sea compartido, no solo por todos los departamentos de la empresa, sino también por los 
proveedores. En este caso es importante concretar cual es la información esencial que es 
preciso controlar [16]. 
 
3.6 Ingeniería concurrente y los sistemas CAD/CAM/CAE. 
 
Tomando en cuenta que en un sistema de producción tradicional el proceso de productivo 
ejecuta los resultados finales del proceso de diseño para producir un sistema o producto, donde 
resalta la separación del proceso creativo con el proceso de producción lo cual trae como 
consecuencia un mayor tiempo de obtención de un producto o sistema. 
 
En la actualidad con la utilización de la ingeniería concurrente y con el advenimiento del diseño 
por computadora, está separación ya no es necesaria y dentro de un enfoque moderno de 
diseño es inevitable reunir estos dos procesos. 
 
El proceso de diseño de ingeniería concurrente tiene un enfoque moderno y está conformado 
por tres bases de aplicación que se traslapan entre sí [14],[16]: 
 
• Ideación. 
• Refinamiento. 
• Implantación. 
 24
Los integrantes de los equipos multidisciplinarios llevan a cabo estas tres bases de aplicación 
con el fin de desarrollar su trabajo de una manera moderna. Por tal motivo comparten la misma 
base de datos CAD en 3D para que cualquier integrante del equipo pueda tener acceso al 
diseño en curso a través de una terminal de computadora. El compartir datos es muy importante 
en el éxito del proceso de diseño. A través de este proceso de compartir información, hace 
posible que todas las áreas de una empresa trabajen de manera simultánea en las necesidades 
particulares de un diseño a medida que se desarrolla el producto. Por ejemplo, los ingenieros de 
diseño pueden crear un modelo preliminar en 3D al inicio de la fase de ideación. Un ingeniero 
mecánico puede utilizar el mismo modelo 3D para analizar sus propiedades térmicas. La 
información obtenida con este análisis preliminar puede proporcionarse a los ingenieros de 
diseño, quienes harán los cambios necesarios al inicio de la fase de ideación, logrando 
minimizar los costosos cambios en el proceso de diseño.Para diseñar está arquitectura será necesario saber en líneas generales las exigencias que 
tendrá el sistema. Lo primero a tener en cuenta es que el diseño de moldes es una tarea 
altamente especializada realizada por moldistas expertos que implica una terminología y 
metodología de trabajo muy específica. Es por esto que estos expertos serán tanto aportadores 
como usuarios finales de la aplicación, siendo esto un factor clave para desarrollar el sistema, 
determinando la estrategia de resolución y aportando todo su conocimiento que habrá de ser 
absorbido por el sistema. 
 
3.6 Aplicación de la ingeniería concurrente en el diseño de moldes. 
 
El diseño de un molde de inyección de plástico, comienza como consecuencia de la 
identificación de la necesidad de producir cierta pieza de plástico. 
 
La aplicación del concepto de ingeniería concurrente en el diseño de un molde, comienza con la 
integración de todas las actividades que se realizan en el desarrollo del diseño, así como de los 
recursos y aplicaciones utilizadas en el mismo, asegurando que se realiza un mejor producto. 
 
Todo lo anterior, es posible logrando una integración de la información, para poder ser 
intercambiada y compartida entre las distintas áreas involucradas en el desarrollo del molde, 
siendo esto viable gracias a los avances tecnológicos presentes en redes y equipos de cómputo 
indispensables en la ingeniería concurrente [17]. 
 
El intercambio correcto de la información dentro del ciclo productivo, origina que el personal 
involucrado en el diseño del molde de inyección, este informado de cualquier cambio pequeño 
que se realice durante la fase de concepto del producto de plástico pudiéndose incorporar 
inmediatamente a la fase de diseño, logrando con ello realizar la mayor cantidad de cambios en 
el diseño, cuando este está todavía en una fase temprana, evitando las molestas y repetidas 
vueltas hacia atrás como sucede en la ingeniería lineal. 
 
Para llevar a cabo una integración real de la información, se debe detectar primero los 
diferentes sectores que se ven involucrados en el diseño y fabricación de un producto plástico 
nuevo que trae como consecuencia el diseño. 
La gama de empresas que integran la cadena productiva, para la obtención de una pieza de 
plástico [16], desde la detección de la necesidad hasta la obtención del producto se ve 
representada en la figura 3.2. 
 25
 
Figura 3.2 Cadena productiva. 
 
Para cada empresa existen diferentes funciones y responsabilidades, dentro de cada una de las 
etapas del proceso de diseño y producción de piezas de plástico, las relaciones normales entre 
estas empresas por consecuencia de la ingeniería concurrente se ve mejorada, ya que los 
tiempos de respuesta y los costos deben son reducidos, esto involucra el correcto intercambio 
de información entre ellas y en el interior de las mismas. 
 
Los objetivos de las empresas dentro de la cadena productiva [18] son los siguientes: 
 
La empresa cliente: Tiene como objetivo principal: la definición producto, geometría, material, 
análisis estructural. 
 
La industria de la transformación: Tiene como objetivo principal: el diseño CAD de la pieza 
, subcontrata diseño y fabricación del molde, probar el molde, la selección de los parámetros de 
procesado del material, fabrica la pieza. 
 
El proveedor del material plástico: Tiene como objetivo principal: la definición y selección del 
material más adecuado de acuerdo a las características de la pieza, análisis reológico, 
suministro de material. 
 
El moldista: Diseño y fabricación del molde y el análisis reológico. 
 
La ingeniería externa: Apoya al diseño de la pieza y el molde. 
 
Siendo indispensable para las empresas fabricantes de moldes, ingeniería externa y de la 
transformación tomar en cuenta la “voz del cliente”, con el objetivo de cuidar cumplir con las 
expectativas de la empresa cliente. 
A continuación se presenta el intercambio de información consecuencia de la interacción de las 
empresas que intervienen en el proceso de desarrollo de una pieza de plástico [17]. Figura 3.3 
 
 26
 
 
 
Figura 3.3 Información fundamental general. 
 
 
En base al diagrama de información anterior y aplicando la ingeniería concurrente se 
desarrollan los sudmodelos de información para la fabricación de moldes de inyección de 
plásticos [18]. 
 
1.- Modelo funcional general: Representa las funciones o actividades principales que tienen 
lugar en el diseño y fabricación de piezas de plástico inyectado, así como el flujo de información 
entre ellas desde un punto de vista general. Este modelo es presentado en la figura 3.4. 
 
2.- Sub modelos funcionales: 
 
2.1) Sub modelo funcional para el cliente (fabricante del producto donde se insertará la pieza de 
plástico). 
 
2.2) Sub modelo funcional para el transformador (empresa encargada de inyectar). 
 
2.3) Sub modelo funcional para el moldista (empresa encargada de realizar el molde) Este 
modelo es presentado en la figura 3.5. 
 
 
 
 27
 
Figura 3.4 Información general. 
 
 
Figura 3.5 Actividad diseñar el molde. 
 28
3.- Modelo de información de ingeniería concurrente: A partir de los submodelos funcionales 
anteriores, se identifican las actividades que pueden realizarse de forma simultánea, cuáles se 
pueden adelantar en el proceso productivo, qué unidades de información son necesarias, cuál 
es la interacción entre los diversos agentes para lograr esto y demás. 
 
Para las empresas encuadradas en el sector de la fabricación de piezas de plástico está 
información está relacionada con cuatro áreas fundamentales [17]: 
 
1. Diseño de producto. 
2. Materiales. 
3. Diseño y fabricación de moldes. 
4. Fabricación e inspección de piezas. 
 
Hay que destacar el flujo de información que existe entre la actividad de diseñar la pieza y 
diseñar el molde. 
 
La interacción que se tiene entre estas cuatro áreas fundamentales, involucra la aplicación de 
métodos basados en la ingeniería concurrente, que se basan en cinco acciones fundamentales 
[17]: 
 
1. Trabajo en equipos multidisciplinarios con participación de proveedores. 
 
2. Especificación de detalle del producto, desde el punto de vista de ingeniería, a partir de 
los términos definidos por el cliente. 
 
3. Especificación de los parámetros que permiten asegurar la optimización de la calidad del 
producto. 
 
4. Optimización del diseño del producto, teniendo presente todos los aspectos que afectan 
a su ciclo de vida: funcionalidad, fabricación, montaje, mantenimiento, servicio, reciclaje, 
retirada, etc. 
 
5. Desarrollo simultáneo del producto, equipo de fabricación, procesos, control de calidad y 
marketing. 
 
Se puede observar, como en el entorno de ingeniería concurrente, los diversos agentes que 
aparecen a lo largo del ciclo de vida del producto, interaccionan entre sí de forma continua, 
ya sea intercambiando información o trabajando en equipos multidisciplinarios. Esto permite 
tener en consideración, de forma simultánea, los diferentes puntos de vista que tienen 
dichos agentes sobre el producto y, por lo tanto, adelantar información correspondiente a 
etapas posteriores del ciclo de vida para prever posibles consecuencias de las decisiones 
tomadas en etapas anteriores. 
 
3.7 El intercambio de información durante la etapa de diseño. 
 
Durante la etapa de diseño de un molde, el intercambio de información dentro de la empresa 
encargada de desarrollar el molde sigue el esquema desarrollado en la cadena productiva. 
 
 29
En la figura 3.4 se observa que para llevar la tarea de diseñar el molde, comienza con la 
siguiente información: 
 
1. Petición de oferta de diseño y fabricación de molde. 
2. Petición de diseño y fabricación de molde. 
3. Requerimientos del cliente. 
4. Información de pieza. 
5. Requerimientos del transformador. 
6. Información de transformación. 
 
La información es proveniente de las empresas que están involucradas en el proceso 
productivo, y está ordenada