Un molde de inyección de plástico tiene dos mitades que se separan por la línea de partición. El lado fijo o de inyección va contra la boquilla de la máquina y lleva el anillo de centrado, el casquillo de bebedero, los canales de alimentación y la cavidad, que da forma a la cara exterior de la pieza. El lado móvil o de expulsión lleva el macho, que da forma a la cara interior, y el sistema de expulsión: paralelas, placas expulsoras, expulsores y recuperadores.
Alrededor de esas piezas trabajan tres sistemas: el guiado (columnas, casquillos y centradores), la refrigeración (canales por los que circula agua o aceite) y, si la pieza tiene contrasalidas, los movimientos laterales (correderas y expulsores inclinados).
Aquí tienes un esquema numerado, la función de cada parte, su nombre en inglés y el fallo típico de cada una. Para la nomenclatura usamos la de los fabricantes de normalizados para moldes, como la especificación para moldes de inyección de HASCO, que es la lista de comprobación que muchos moldistas usan para pedir y recibir un molde.
Esquema: lado fijo (inyección) y lado móvil (expulsión)
El dibujo muestra un molde de dos placas con colada fría y entrada directa por el bebedero, que es el caso más sencillo. En la máquina, el molde se monta en horizontal: el lado fijo queda contra el plato de la unidad de inyección, y el lado móvil se abre hacia la derecha para que los expulsores saquen la pieza.
La secuencia de un ciclo es siempre la misma: el molde cierra, la máquina inyecta plástico fundido por el bebedero, se mantiene la presión mientras la pieza se compacta, la pieza se enfría dentro del molde, el lado móvil abre y los expulsores empujan la pieza fuera. Cada parte del molde existe para que uno de esos pasos funcione.
Lado fijo
Es la mitad por donde entra el plástico. En un molde de dos placas no se mueve durante el ciclo.
Placa de fijación y anillo de centrado
La placa de fijación del lado fijo (clamping plate, lado de boquilla) sirve para amarrar el molde al plato fijo de la máquina con bridas o con un sistema de amarre rápido.
El anillo de centrado (locating ring) es un anillo que sobresale de esa placa y encaja en el agujero central del plato. Su trabajo es alinear el bebedero con la boquilla de la máquina. Es un normalizado de catálogo: fabricantes como HASCO venden anillos de centrado en diámetros estándar, y la especificación de HASCO incluye comprobar que el anillo «encaja en la máquina prevista» antes de dar el diseño por bueno.
Bebedero (casquillo de bebedero) y canales de alimentación
El casquillo de bebedero (sprue bushing) recibe la boquilla de la máquina. Tiene un asiento con radio y un agujero cónico que se abre hacia el molde para que la mazarota de plástico se pueda extraer. El radio y el diámetro deben casar con los de la boquilla de la máquina; si no, el plástico se fuga por la junta.
Desde el bebedero, el plástico llega a la pieza por los canales de alimentación (runners) y entra en la cavidad por la entrada o punto de inyección (gate). En un molde de una sola cavidad puede entrar directamente por el bebedero, como en el esquema. En un molde de varias cavidades, los canales reparten el plástico y conviene que estén equilibrados para que todas las cavidades se llenen a la vez.
Placa porta-cavidad y postizos de cavidad
La placa porta-cavidad (cavity plate, también llamada placa de figuras del lado fijo) aloja la cavidad. En moldes pequeños la cavidad se mecaniza directamente en la placa. Lo más habitual es que vaya en un postizo de cavidad (cavity insert): un bloque de acero de mayor calidad, templado o pretemplado y pulido, encajado en una placa más económica. Si el postizo se daña, se repara o se cambia sin rehacer todo el molde.
La superficie de la cavidad se copia en la pieza. Por eso aquí se concentran el pulido, la electroerosión de texturas y los tratamientos. Tienes más detalle sobre cómo se trabaja en el oficio del matricero de moldes.
Lado móvil
Es la mitad que se abre. Además de dar forma al interior de la pieza, tiene que sacarla del molde en cada ciclo.
Placa porta-machos y machos
La placa porta-machos (core plate) aloja el macho (core), la parte en relieve que forma el interior de la pieza. Al enfriarse, el plástico contrae y se agarra al macho. Esa es la razón de que la pieza se quede en el lado móvil al abrir, que es justo donde está el sistema de expulsión. Para que salga sin rayarse, las paredes llevan un ángulo de desmoldeo.
Detrás suele ir una placa soporte (support plate o backup plate) que aguanta la presión de inyección. Como bajo ella queda el hueco de la expulsión, puede flectar; la especificación de HASCO pide comprobar que hay pilares de apoyo o paralelas anchas para evitarlo.
Paralelas o regles y placas expulsoras
Las paralelas (risers, spacer blocks) separan la placa soporte de la placa de fijación móvil. Crean el hueco por el que se desplaza el paquete de expulsión. Su altura determina la carrera máxima de los expulsores.
El paquete de expulsión lo forman dos placas atornilladas: la placa porta-expulsores (ejector retainer plate), que sujeta las cabezas de los expulsores, y la placa expulsora o base (ejector plate), que recibe el empuje del vástago expulsor de la máquina a través de un agujero en la placa de fijación móvil. En moldes grandes o con muchos expulsores, el paquete lleva su propio guiado para que no se cruce.
Expulsores, recuperadores y retornos
Los expulsores (ejector pins) son varillas que atraviesan el macho y empujan la pieza. Dejan una marca redonda en la pieza, así que se colocan donde no se ven o donde la pieza admite marca. Hay variantes según la geometría: expulsores tubulares o camisas (sleeve ejectors) para empujar alrededor de un tetón, expulsores planos para nervios finos y placa extractora (stripper plate) para empujar todo el borde de una pieza de pared fina.
Los recuperadores o retornos (return pins) son varillas más gruesas fijadas al paquete de expulsión que tocan la línea de partición. Cuando el molde cierra, el lado fijo los empuja y obliga a los expulsores a volver atrás antes de que el molde apriete. Si fallan, un expulsor que se queda fuera choca contra la cavidad.
Guiado y centrado: columnas, casquillos y centradores cónicos
Las columnas guía (guide pillars) de un lado entran en los casquillos guía (guide bushes) del otro antes de que las dos mitades se toquen. Así el macho entra en la cavidad sin rozarla. Suele ponerse una columna desplazada o de diámetro distinto para que el molde solo pueda cerrar en una posición.
Las columnas guían, pero tienen holgura. Para piezas con paredes finas o tolerancias estrechas se añaden centradores: cónicos o planos (taper locks, flat guiding units), que ajustan la posición final justo al cerrar. Catálogos como el de guiado para moldes de Meusburger separan el guiado estándar, las unidades de centrado planas y el guiado del paquete de expulsión, que responden a necesidades distintas.
Refrigeración: por qué decide el ciclo
El plástico entra fundido y tiene que salir sólido. Todo el calor que trae se lo lleva el molde a través de los canales de refrigeración (cooling channels): taladros por los que circula agua o aceite desde un termorregulador. La documentación de Autodesk Moldflow sobre diseño de circuitos de refrigeración indica que la refrigeración supone más de dos tercios del tiempo de ciclo en piezas termoplásticas inyectadas.
De ahí se deducen tres cosas prácticas:
- El ciclo depende de la refrigeración más que de la inyección. Si hay que acortarlo, lo primero que se mira es cómo se enfría el molde.
- La uniformidad importa tanto como la potencia. Según la misma fuente, un circuito bien diseñado enfría de forma uniforme y reduce tensiones residuales y problemas de estabilidad dimensional. Una zona más caliente que otra deforma la pieza.
- Los machos también se refrigeran. En machos estrechos donde no cabe un taladro normal se usan tabiques o fuentes (baffles, bubblers) o insertos de material más conductor.
Cada entrada y salida se marca y documenta (la especificación de HASCO pone el ejemplo «I1/O1»), para que en el taller de inyección conecten cada circuito sin errores.
Movimientos laterales: correderas y expulsores inclinados (contrasalidas)
Una contrasalida (undercut) es cualquier forma de la pieza que impide sacarla en la dirección en que abre el molde: un agujero lateral, un clip, una pestaña hacia dentro o una rosca. Con un molde de apertura simple, la pieza quedaría atrapada.
El criterio para decidir la solución es dónde está la contrasalida:
| Dónde está la contrasalida | Solución habitual | En inglés |
|---|---|---|
| En el exterior de la pieza (agujero lateral, ventana, relieve en un costado) | Corredera: un bloque que se retira hacia fuera al abrir, normalmente accionado por una columna inclinada o un cilindro | slide, side action |
| En el interior (pestaña o clip hacia dentro) | Expulsor inclinado: se mueve en diagonal con la expulsión y libera la forma mientras empuja | lifter, angled ejector |
| Rosca | Desenroscado mecánico o por motor, o macho plegable | unscrewing mould, collapsible core |
| Contrasalida pequeña en un plástico flexible | Desmoldeo forzado: la pieza se deforma elásticamente al salir | forced demoulding |
Las cuatro opciones aparecen como casillas en la hoja de especificación de HASCO, porque cada una cambia el diseño y el coste del molde. Antes de añadir una corredera conviene preguntar si se puede rediseñar la pieza para eliminar la contrasalida: es la forma más barata de resolverla. Esto pesa mucho en cuánto cuesta un molde de inyección.
Molde de dos placas, tres placas y colada caliente
| Dos placas | Tres placas | Colada caliente | |
|---|---|---|---|
| Cómo es | Una sola línea de partición; pieza y canales salen juntos | Dos aperturas: una para la pieza y otra para los canales | Un distribuidor calentado mantiene el plástico fundido hasta la entrada |
| Entrada a la pieza | Por el borde, en la línea de partición (o directa por el bebedero con una cavidad) | Puntual, en cualquier punto de la cara de la pieza | Puntual o con obturador (valve gate) |
| Separación de la colada | Manual o en una operación posterior, salvo entradas especiales | Automática al abrir | No hay colada fría que separar (o es mínima) |
| Material de colada | Se genera en cada ciclo | Se genera en cada ciclo | Se elimina o se reduce |
| Complejidad | La más baja | Media | La más alta: resistencias, termopares, control de temperatura |
La colada caliente (hot runner) cuesta más al principio y exige mantenimiento eléctrico, pero ahorra material y puede acortar el ciclo. Suele compensar en series largas o con plásticos caros. La colada fría es más sencilla y barata de fabricar. La especificación de HASCO distingue colada fría, molde de tres placas, colada caliente abierta y con obturador, y combinaciones de caliente y fría.
Tabla: pieza, función, nombre en inglés y fallo típico
La columna de fallo recoge los problemas que cualquier taller de inyección reconoce en cada pieza, no una estadística. Para el diagnóstico y el mantenimiento preventivo, consulta mantenimiento y averías de matrices y moldes. Y para el material de placas y postizos, los aceros para moldes.
| Pieza | Función | En inglés | Fallo típico |
|---|---|---|---|
| Anillo de centrado | Alinear el molde con la boquilla | locating ring | No coincide con el plato de la máquina: el molde no monta o queda descentrado |
| Casquillo de bebedero | Recibir la boquilla y llevar el plástico al molde | sprue bushing | Fugas por radio o diámetro que no casan con la boquilla; bebedero que se queda pegado |
| Canales y entradas | Repartir el plástico hasta la cavidad | runner, gate | Llenado desequilibrado entre cavidades; entrada que se desgasta o congela antes de tiempo |
| Placa porta-cavidad / postizo | Formar la cara exterior de la pieza | cavity plate, cavity insert | Pulido dañado, marcas; desgaste en la línea de partición que produce rebaba |
| Macho | Formar la cara interior | core, core insert | Rayado por falta de desmoldeo; rotura de machos finos; calentamiento si está mal refrigerado |
| Placa soporte | Aguantar la presión de inyección | support plate | Flexión si faltan pilares de apoyo, con rebaba o espesores irregulares |
| Paralelas | Crear el hueco de expulsión | risers, spacer blocks | Carrera insuficiente para expulsar la pieza |
| Placas expulsoras | Mover todos los expulsores a la vez | ejector plate, ejector retainer plate | Se cruzan o agarrotan sin guiado propio |
| Expulsores | Empujar la pieza fuera | ejector pin, sleeve | Gripados o rotos; marcas visibles en la pieza; pieza perforada o deformada |
| Recuperadores | Devolver los expulsores al cerrar | return pin | Si no retornan, un expulsor choca contra la cavidad |
| Columnas y casquillos | Alinear las dos mitades | guide pillar, guide bush | Desgaste y holgura, rayado por falta de lubricación |
| Centradores | Posición final exacta al cerrar | taper lock, interlock | Desgaste que desplaza una mitad respecto a la otra (escalón en la pieza) |
| Canales de refrigeración | Extraer el calor del plástico | cooling channel, baffle | Cal u óxido que reduce el caudal; fugas en juntas; ciclo largo o piezas deformadas |
| Salidas de gases | Dejar escapar el aire al llenar | vent | Obstruidas: quemados en la pieza o llenado incompleto |
| Correderas | Formar contrasalidas exteriores | slide | Gripaje, desgaste de guías, rebaba en su junta |
| Expulsores inclinados | Formar contrasalidas interiores | lifter | Gripaje o rotura por el esfuerzo lateral |
| Colada caliente | Mantener el plástico fundido hasta la entrada | hot runner, manifold, nozzle | Resistencias o termopares averiados, boquillas obstruidas, fugas en el distribuidor |
La especificación de HASCO incluye en su lista de recepción del molde comprobar las salidas de gases junto a la línea de partición, en machos y en correderas, y que el paquete de expulsión se mueve con suavidad. Son exactamente los puntos de la tabla que más tiempo de producción cuestan cuando fallan.
Del molde a la matriz: lo que comparten
Si vienes de la chapa, verás que la lógica es la misma que en las partes de una matriz de corte: dos mitades guiadas por columnas, placas base que se amarran a la máquina, elementos que dan forma (punzón y matriz allí, macho y cavidad aquí) y un sistema que saca la pieza (pisador allí, expulsores aquí). Lo que cambia es el proceso: en el molde el material entra fundido, así que aparecen el llenado, la refrigeración y los gases, que en una matriz no existen. Tienes la comparación completa en diferencias entre matriz, molde y utillaje.
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Suscríbete al boletínFuentes y lecturas
- HASCO, Specifications for injection moulds 2.0 (PDF): hoja de especificación y listas de comprobación de diseño, molde y primeras muestras.
- HASCO, catálogo de anillos de centrado.
- Autodesk, Moldflow Insight: Cooling circuit design.
- Meusburger, elementos de guiado para moldes.