CAD: Diseño Asistido por Computadora

CAM (Computer-Aided Manufacturing) o fabricación asistida por computadora es el uso de software para controlar máquinas-herramienta —fresadoras, tornos, electroerosionadoras, robots— a partir de modelos CAD. En la industria del molde, el CAM convierte la geometría del molde en trayectorias de mecanizado ejecutables por máquinas CNC. ## CAM en la fabricación de moldes de inyección El flujo CAD/CAM/CNC es el corazón del taller de moldes: el diseñador genera el modelo 3D en CAD, el programador define operaciones (desbaste, semiacabado, acabado, EDM) en CAM, y la máquina CNC ejecuta el código G generado. Esto permite repetir geometrías complejas con tolerancias de micras. ## Operaciones típicas - Fresado 3+2 ejes y simultáneo de 5 ejes para cavidades complejas - Torneado para inserciones cilíndricas - Electroerosión (EDM) por hilo y por penetración para detalles finos - Mecanizado de alta velocidad (HSM) en aceros endurecidos ## Software CAM habitual PowerMill, Mastercam, NX CAM, Cimatron, hyperMILL, SolidCAM y EdgeCAM son referencias en moldes y matricería. ## Beneficios y desafíos Reduce errores humanos, acorta plazos y eleva la precisión. Requiere personal capacitado, simulación previa para evitar colisiones y postprocesadores adaptados a cada máquina.

CNC (Control Numérico por Computadora) es la tecnología que permite a una máquina-herramienta seguir trayectorias programadas mediante un controlador electrónico que interpreta código G (G-code) y M-code. En la industria del moldeo, las máquinas CNC son las que mecanizan placas, cavidades, machos y postizos del molde. ## CNC en la fabricación de moldes El controlador CNC mueve los ejes lineales (X, Y, Z) y rotativos (A, B, C) según las coordenadas programadas, manteniendo tolerancias de ±5 a ±50 µm en operaciones de acabado. La precisión depende de la rigidez de la máquina, calidad de los husillos, sensores de posición y temperatura ambiente del taller. ## Tipos de máquinas CNC más usadas en moldes - Centros de mecanizado vertical (VMC) de 3 ejes para placas - Centros 5 ejes para cavidades complejas y desangulamientos - Tornos CNC para insertos cilíndricos y machos - Electroerosionadoras por hilo y por penetración (EDM) - Rectificadoras CNC para tolerancias submicrométricas ## Programación y comunicación Los programas G-code se generan en CAM y se transfieren por red, USB o DNC. Controladores comunes: Heidenhain TNC, Fanuc, Siemens Sinumerik, Mitsubishi y Mazatrol. Cada uno usa dialectos ligeramente distintos del G-code. ## Errores frecuentes Colisiones por errores de simulación, batidas térmicas en husillos, desgaste de herramienta sin compensación, y errores de origen pieza. Se mitigan con sondas de palpado, monitoreo de potencia del husillo y mantenimiento preventivo.

DFM (Design for Manufacturing / Diseño para la Manufactura) es la disciplina de adaptar el diseño de una pieza para que sea económica, repetible y robusta de fabricar en moldeo por inyección, evitando geometrías que generen scrap, ciclos largos o tooling caro. ## Principios fundamentales del DFM en inyección - Espesor de pared uniforme: variaciones <25 % para evitar rechupes y alabeo - Ángulo de salida (draft): mínimo 0.5° por lado, 1 – 2° en texturas - Radios en esquinas: mínimo 0.5 × espesor de pared para evitar tensiones - Costillas (ribs): altura 2.5 – 3 × espesor de pared, espesor 50 – 70 % de la pared adyacente - Bosses: diámetro exterior 2 × diámetro del tornillo, sin acumulaciones masivas - Sin paredes hacia atrás (undercuts) salvo con corredera o expulsor especial ## Espesores recomendados por resina - PP, PE: 0.8 – 3.0 mm - ABS, PS: 1.0 – 4.0 mm - PA, PC: 0.8 – 3.5 mm - POM: 1.0 – 3.0 mm - Reforzados con fibra: hasta 6 mm tolerable ## Beneficios del DFM - Reducción 20 – 40 % del costo de molde al evitar correderas y expulsores complejos - Tiempo de ciclo 10 – 25 % menor por enfriamiento más uniforme - Scrap inferior al 1 % en producción estable - Vida del molde mayor por menor estrés en zonas críticas ## Errores comunes Importar diseños de chapa o mecanizado sin adaptarlos a inyección, paredes gruesas para "más resistencia" (causa rechupes), texturas profundas sin draft suficiente (rayan al desmoldar), y bosses huecos al ras del fondo sin radio.

Molde (Tool / Mold) es el conjunto mecánico de placas, cavidades, sistema de inyección y refrigeración que da forma a la pieza moldeada. Es el activo más caro de la operación (10 000 – 500 000 USD) y su diseño define todo: ciclo, calidad, productividad y costo unitario. ## Componentes principales - Placa fija (cavity plate): lado de la nariz, suele tener la cavidad - Placa móvil (core plate): lado del eyector, contiene el macho y los pins de expulsión - Sistema de inyección: sprue, runners, gates (frío o caliente) - Sistema de refrigeración: canales de agua/glicol, conformales en moldes premium - Sistema de expulsión: pins, sleeves, stripper plates, correderas para undercuts - Componentes estándar: columnas guía, bujes, retenedores, sensores - Insertos intercambiables en áreas de desgaste ## Tipos de molde - Mono-cavidad: prototipos, piezas grandes, baja producción - Multi-cavidad (2/4/8/16/32+): producción seriada - Familia (family mold): cavidades distintas para piezas del mismo conjunto - Cold runner: con runners frío que se separan en cada ciclo - Hot runner: sin scrap de runner, ciclos más cortos - Stack mold: dos niveles de cavidades para duplicar capacidad - Two-shot / multi-material: dos resinas en la misma pieza ## Materiales del molde - P20 (acero pretemplado): estándar para producción media, fácil mecanizado - H13: insertos endurecidos, alta resistencia al desgaste térmico - S136 (inox): cavidades pulidas, resistencia a corrosión (PVC, PET) - Aluminio (7075): moldes prototipo o baja producción - NAK80: pulido espejo sin deformación ## Vida útil típica - Aluminio: 5 000 – 50 000 ciclos - P20: 100 000 – 1 000 000 ciclos - H13 endurecido: 1 – 10 millones ciclos - Carburo / TZM en gates de hot runner: hasta 50 millones ## Mantenimiento crítico Limpieza después de cada producción, inspección de venteos, lubricación de pins y guías, control de canales de refrigeración (incrustaciones), y reparación de daños en cavidades antes de que se propaguen.