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Ciclo y costo de la pieza inyectada

Indique el espesor, las temperaturas y los tiempos de máquina para obtener el ciclo y las piezas por hora; con precio del material, costo horario y molde, vea el costo de cada pieza buena y cuántas cavidades compensan con su volumen.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

Estimación preliminar
Material y enfriamiento

Al cambiar el material, la difusividad y las temperaturas toman valores típicos aproximados; sustitúyalos por los de la ficha técnica de la resina.

Tiempos del ciclo
Pieza y material
Máquina
Molde y volumen
—Costo por pieza buena
—

Composición del ciclo

Tiempo de cada etapa en un ciclo, en segundos. La dosificación solo aparece si supera el enfriamiento que queda tras la compactación.

Toque el gráfico para ver los valores.

Costo por pieza según el número de cavidades

Material, máquina y amortización del molde por pieza buena. Las barras atenuadas no caben en las horas disponibles.

Toque el gráfico para ver los valores.

Tiempo de enfriamiento según el espesor

Fórmula de placa con las temperaturas y la difusividad indicadas. La línea discontinua es el espesor actual.

Toque el gráfico para ver los valores.

Siguiente paso

Lleve los resultados de esta página a otra calculadora, con los campos ya rellenados.

La memoria reúne entradas, resultados, ecuaciones, hipótesis y referencias de esta página, con campos para proyecto, responsable y revisión. El informe completo incluye también los gráficos y las interpretaciones, en color. En la ventana de impresión, elija Guardar como PDF.

Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Enfriamiento (placa): t_e = s² ÷ (π² · α) · ln[C · (T_masa − T_molde) ÷ (T_expulsión − T_molde)]; C = 8/π² (temperatura media) o 4/π (centro)
Ciclo = inyección + compactación + máx(t_e − compactación, dosificación) + apertura/expulsión/cierre
Piezas buenas/h = 3600 ÷ ciclo · N · (1 − rechazo) · eficiencia; material/pieza = [N·m + m_canal − molido · (m_canal + N · rechazo · m)] · precio ÷ [N · (1 − rechazo)]
Molde: C(N) = C₁ · N^b; costo anual(N) = volumen · (material + costo horario ÷ piezas/h) + C(N) ÷ años de amortización

Hipótesis y límites

  • Conducción en una placa infinita refrigerada por ambas caras, con molde a temperatura constante y difusividad efectiva constante. Los valores de difusividad y temperaturas de la lista son aproximados y solo sirven de punto de partida.
  • La compactación ocurre durante el enfriamiento; la dosificación solo alarga el ciclo si supera el enfriamiento restante. El ciclo es el mismo para cualquier número de cavidades; la masa de canales crece en proporción a las cavidades.
  • El molido sustituye al material virgen 1 a 1; no incluye costo de molienda, secado, embalaje, transporte, impuestos ni costo financiero del molde. El costo horario es constante: una inyectora mayor para más cavidades suele tener un costo horario mayor.

Normas y documentos técnicos

  • Menges, G.; Michaeli, W.; Mohren, P. How to Make Injection Molds, 3rd ed., Hanser, 2001 (cooling time of plates)
  • Osswald, T.; Turng, L.-S.; Gramann, P. Injection Molding Handbook, 2nd ed., Hanser, 2008
  • Boothroyd, G.; Dewhurst, P.; Knight, W. Product Design for Manufacture and Assembly, 3rd ed., CRC Press, 2011 (injection molding cost and cavity count)
  • Rees, H. Mold Engineering, 2nd ed., Hanser, 2002
  • ISO 22007-2: Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Transient plane heat source method

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Qué resuelve esta calculadora?

Estima cuánto dura cada ciclo de inyección, cuántas piezas buenas salen por hora y cuánto cuesta cada pieza, sumando material, hora de máquina y amortización del molde. También compara de 1 a 32 cavidades para mostrar el número más económico para su volumen anual. Úsela al presupuestar una pieza nueva, al comparar moldes o al decidir si compensa reducir el espesor de pared.

¿Cómo se calcula el tiempo de enfriamiento?

Con la fórmula clásica de una placa refrigerada por las dos caras: el tiempo crece con el cuadrado del espesor y depende de las temperaturas de la masa, del molde y de expulsión y de la difusividad térmica del plástico. En el ejemplo, una pared de 2 mm de PP a 230 °C, con el molde a 40 °C y expulsión a 90 °C, tarda 6,5 s en enfriarse.

¿De dónde saco los tiempos de inyección, compactación y apertura?

Del panel de la inyectora, si la pieza ya se fabrica, o de una pieza parecida. Para una pieza nueva, use valores típicos y ajústelos tras la primera prueba: llenado de 0,5 a 2 s, compactación de 2 a 5 s y apertura, expulsión y cierre de 3 a 6 s en máquinas medianas. La dosificación solo alarga el ciclo si supera el enfriamiento que queda tras la compactación.

¿Cómo se lee el costo por pieza del ejemplo?

Con un ciclo de 11,5 s, 4 cavidades, 2% de rechazo y 85% de eficiencia, salen 1042 piezas buenas por hora. La pieza cuesta 0,155 US$: 0,041 US$ de material, 0,053 US$ de máquina (55 US$/h entre 1042) y 0,062 US$ de molde (92.000 US$ repartidos en 1,5 millones de piezas en 3 años). El millar sale a unos 155 US$.

¿Cómo elige la calculadora el número de cavidades?

Para cada número de cavidades suma, en un año, el material, las horas de máquina y el molde dividido por los años de amortización; el molde se encarece con más cavidades (exponente 0,7, según Boothroyd y Dewhurst), mientras la hora de máquina se reparte entre más piezas. En el ejemplo, con 500.000 piezas al año, 4 cavidades dan el menor costo anual. Las cavidades que no caben en las horas disponibles aparecen atenuadas en el gráfico.

¿Qué límites tiene el cálculo?

La fórmula vale para paredes uniformes; esquinas gruesas, machos sin refrigeración y canales de agua mal situados alargan el ciclo real. La difusividad y las temperaturas de la lista son aproximadas: use la ficha técnica de la resina. El costo horario es fijo, pero un molde con más cavidades pide una inyectora mayor, de costo horario mayor; compruebe la fuerza de cierre y rehaga el costo horario en la calculadora de costo horario de máquina.