Moldeo por inyección frente a extrusión para plásticos: ¿Cuál es la diferencia?

El moldeo de plásticos ha evolucionado enormemente desde sus inicios y se ha diversificado en numerosos métodos de procesamiento. En este artículo, nos centraremos en la comparación de dos técnicas comunes de moldeo de plásticos: el moldeo por inyección y el moldeo por extrusión.

Comprender la diferencia entre ambos puede ayudarte a evitar costosos desvíos en la fabricación de herramientas, elegir materiales que se comporten bien en la producción y cumplir con los objetivos de costos y plazos. ¡Sigue leyendo para obtener más información!

¿Cuál es la diferencia entre el moldeo por inyección y la extrusión?

• Mecanismo y proceso
• Equipos y herramientas
• Materiales y tipos de piezas
• Reglas de diseño y geometría de la pieza
• Economía de la producción y rendimiento
• Defectos y solución de problemas

Diferencias clave en el mecanismo y el proceso

El proceso de extrusión de plástico

La extrusión de plástico permite crear productos largos y continuos al hacer pasar el material fundido a través de una boquilla con forma específica. Imagínese los espaguetis saliendo de una máquina de pasta; la sección transversal viene determinada por la abertura de la boquilla y, en principio, la producción puede ser infinita.

En la práctica, el tornillo giratorio de una extrusora calienta, mezcla y presuriza los gránulos de plástico. El plástico fundido se empuja a través de una boquilla que define el perfil. A continuación, la línea de producción utiliza aire, baños de agua o rodillos de enfriamiento para solidificar la forma. Los extrusores controlan la tensión y la velocidad de la línea, mientras que las cortadoras, bobinadoras o sierras convierten el filamento continuo en longitudes o rollos útiles.

El proceso de moldeo por inyección

Plástico moldeo por inyección Fabrica piezas discretas y tridimensionales en un ciclo repetido. Los gránulos se plastifican en un cilindro caliente y luego se inyectan rápidamente a alta presión en un molde cerrado. El molde contiene una o más cavidades que definen la geometría de la pieza. Los canales de alimentación y las compuertas distribuyen el material fundido en cada cavidad. Tras el empaquetado y el mantenimiento para controlar la contracción, se procede al enfriamiento.

solidifica la pieza. A continuación, se abre el molde y los expulsores empujan la pieza hacia afuera, completando así el ciclo.

Diferencias clave en equipos y herramientas

Extrusora, matrices y manipulación posterior

Una línea de extrusión incluye una tolva y un conjunto de tornillo/cilindro, paquetes de mallas y placas rompedoras para la filtración del fundido, y una matriz que establece la forma deseada.

Los equipos posteriores estabilizan y transforman el producto: calibradores y tanques de vacío para el control dimensional de perfiles huecos, baños de agua o cuchillas de aire para el enfriamiento, sistemas de arrastre para controlar la velocidad de la línea y cortadoras, hendidoras o bobinadoras para el acabado.

Prensas de inyección, moldes y sistemas de canales de alimentación

Las celdas de moldeo por inyección se centran en una prensa cuya fuerza de cierre se determina por la fuerza de cierre, una unidad de inyección y un molde. El molde es la pieza clave del proceso de fabricación: mecanizado. cavidades y núcleos, circuitos de refrigeración, sistemas eyectores y, a veces, acciones laterales o elevadores para crear socavados.

Los sistemas de canal frío son comunes en moldes más sencillos, mientras que los sistemas de canal caliente reducen los residuos y mejoran el tiempo de ciclo al mantener el plástico fundido en el sistema de alimentación. Este proceso también integra la automatización. Por ejemplo, algunos procesos de moldeo por inyección utilizan robots para la extracción de piezas, el etiquetado dentro del molde o la inspección por visión.

Diferencias entre inyección y extrusión en utillaje

La diferencia más evidente entre los utillajes de extrusión y moldeo por inyección es su principio

En condiciones normales, los moldes de extrusión son más rápidos y económicos de fabricar. Los moldes de perfil simple pueden fabricarse en cuestión de días o de pocas semanas a un coste moderado.

En comparación, los moldes de inyección son mucho más complejos. Incluso los moldes de aluminio de una sola cavidad, por sencillos que sean, pueden tardar varias semanas. Ni hablar de los moldes de acero multicavidad de alta precisión, que podrían requerir meses y una inversión considerable. Sin embargo, la inversión se amortiza con creces gracias a los altos volúmenes de producción y la calidad constante de las piezas.

Diferencias clave en materiales y tipos de piezas

Termoplásticos, termoestables y elastómeros

Ambos procesos se ejecutan termoplásticos como PP, PE, PVC, ABS, PC, PET, resina plástica y nailon.

son sus principales materiales base. Sin embargo, algunos materiales funcionan mejor en un proceso que en otro.

La extrusión se asocia frecuentemente con los termoplásticos porque se funden y se solidifican limpiamente durante el proceso continuo.

Mientras tanto, el moldeo por inyección ofrece un mejor soporte para termoplásticos, termoestables como los fenólicos, epoxis con etapa B y elastómeros, incluido el caucho de silicona líquida.

Perfiles, láminas y películas frente a formas tridimensionales discretas

La extrusión se especializa en secciones transversales uniformes: marcos de ventanas, revestimiento de cables, tubos médicos, burletes, láminas onduladas y películas multicapa. La coextrusión permite superponer materiales para combinar propiedades de barrera, rigidez o color.

El moldeo por inyección crea componentes individuales: tapones de botellas, carcasas, engranajes, conectores, juguetes, alojamientos de lentes y soportes estructurales., piezas de automoción. Es la mejor opción cuando las piezas requieren salientes, bisagras flexibles, broches, roscas o texturas finas; todas estas características se moldean en un solo ciclo en lugar de añadirse posteriormente.

Diferencias clave en las reglas de diseño y la geometría de las piezas

Espesor de pared y socavados

En la extrusión, el espesor de la pared debe permanecer lo más uniforme posible, dentro de los límites que permita el perfil, para evitar diferencias.

Enfriamiento y deformación. Se desaconsejan las transiciones bruscas, ya que los radios y las trayectorias de flujo equilibradas reducen las líneas de troquel y la distorsión.

Dado que la forma viene definida por la abertura de la matriz, no es posible realizar socavados reales en la dirección de extrusión sin un postformado. Los dobleces o el conformado secundario pueden ajustar la trayectoria tras el enfriamiento, pero la sección transversal permanece constante.

El moldeo por inyección se beneficia enormemente del detalle tridimensional y puede crear socavados mediante acciones laterales, núcleos colapsables o elevadores. Sin embargo, sigue siendo deseable un espesor de pared nominal uniforme, ya que ayuda a minimizar la deformación y el hundimiento, y se utilizan nervios y refuerzos para rigidizar sin añadir masa.

Tolerancias, acabado superficial y características integradas

La extrusión ofrece tolerancias moderadas que dependen de la estabilidad de la línea, la refrigeración y el diseño de la matriz. El movimiento de alimentación propio de la extrusión mejora la precisión longitudinal a lo largo de la distancia, pero también dificulta el mecanizado de detalles pequeños o agujeros de dimensiones reducidas. El acabado depende de la calidad de la matriz, la refrigeración y el postprocesamiento, como el uso de rodillos de gofrado para crear patrones en películas y láminas.

El moldeo por inyección permite obtener tolerancias más ajustadas y acabados de alta calidad directamente del molde. Esta precisión posibilita características como el texturizado del molde, superficies pulidas y microestructuras en productos como dispositivos médicos. Roscas, broches, bisagras flexibles e insertos pueden integrarse directamente en la geometría moldeada, lo que minimiza el ensamblaje.

Ensambles y operaciones secundarias

Los productos extruidos suelen requerir una serie de operaciones para alcanzar su estado final: corte, taladrado, punzonado, soldadura, termoformado o unión con adhesivo. Por ejemplo, un marco de PVC con apariencia de aluminio extruido podría cortarse, biselarse y luego unirse mecánicamente.

En cambio, el moldeo por inyección puede consolidar múltiples funciones en una sola pieza, como por ejemplo, incorporar un sistema de alivio de tensión para cables.

Las juntas, sellos y soportes de fijación se moldean conjuntamente. El producto de plástico puede requerir únicamente recorte de la entrada o eliminación de rebabas. El sobremoldeo y el moldeo por inserción reducen aún más el ensamblaje posterior mediante la combinación de materiales o la adición de insertos metálicos en la prensa.

Diferencias clave en la economía de la producción y el rendimiento

Tiempo de ciclo y velocidad de línea

La extrusión funciona de forma continua y su velocidad de línea se puede ajustar a un valor determinado. Una vez calibrada, puede producir miles de metros de producto por turno.

La unidad de medida en el moldeo por inyección es el “ciclo”: su tiempo puede ser de segundos para productos de plástico sencillos, como tapones o conectores pequeños, y de decenas de segundos a minutos para piezas más grandes y gruesas. Los moldes multicavidad multiplican la producción por ciclo según el número de cavidades que tienen, lo que aumenta aún más el volumen de producción.

Desperdicio, rendimiento y cambios

La extrusión suele tener una baja tasa de desperdicio tras la puesta en marcha, limitándose los residuos a la purga, los cortes iniciales y finales, y las desviaciones de especificación durante los cambios de formato. La coextrusión puede complicar la purga y los cambios de color, pero el rendimiento en estado estacionario sigue siendo alto.

Los desechos del moldeo por inyección pueden provenir de residuos de canales fríos y piezas de plástico defectuosas. Los sistemas de canal caliente reducen el desperdicio y mejoran la consistencia, pero aumentan el costo de las herramientas y su mantenimiento.

Los cambios de molde suelen ser más rápidos en la extrusión (cambiar matriz, ajustar condiciones) que en el moldeo por inyección (cambiar molde, revalidar el proceso), especialmente para herramientas complejas de múltiples cavidades.

Estructura de costes y volúmenes de equilibrio

La estructura de costes de la extrusión favorece las series largas de secciones transversales simples: utillaje sencillo, alto rendimiento de material y mínima mano de obra. Resulta especialmente eficaz para perfiles y películas de gran volumen y baja complejidad, donde cada metro adicional reduce el coste unitario.

El moldeo por inyección conlleva mayores costes fijos (herramientas, validación), pero se escala eficientemente con el volumen.

Una vez amortizado el molde, las piezas pequeñas en herramientas multicavidad pueden resultar extremadamente económicas.

Diferencias clave en defectos y solución de problemas

Defectos comunes de extrusión y soluciones

Líneas de troquelado y piel de tiburón

• Causas: Troquel desgastado o sucio; tensión cortante excesiva.
• Soluciones: Limpiar/mantener el troquel; ajustar las temperaturas del proceso y la velocidad del tornillo.

Deformación/Curvatura y espesor de pared inconsistente

• Causas: Refrigeración desequilibrada; tensión incorrecta del extractor; flujo de material irregular.
• Soluciones: Equilibrar el sistema de refrigeración; calibrar la velocidad de arrastre/tensión del extractor; revisar el diseño de la matriz.

Además de estas soluciones, también existen métodos de prevención que pueden reducir las probabilidades.

de defectos en su totalidad. Por ejemplo, los trabajadores en el sitio deben inspeccionar y reemplazar regularmente los paquetes de mallas, y los gerentes de almacén deben asegurarse de que el material esté completamente seco, especialmente para resinas higroscópicas como el nailon.

Defectos comunes en el moldeo por inyección y sus soluciones

• Marcas de hundimiento: Estos problemas, causados por secciones gruesas, se resuelven diseñando paredes uniformes, utilizando extracciones de núcleo y optimizando la presión de empaquetamiento.
• Deformación/Contracción: Los resultados se deben a un enfriamiento desigual o a una orientación irregular de las fibras, y se corrigen mejorando la disposición del enfriamiento del molde y ajustando la colocación de la compuerta.
• Flash y disparos cortos: Las inyecciones intermitentes indican una presión o fuerza de sujeción excesiva, mientras que las inyecciones incompletas apuntan a un llenado insuficiente, una ventilación inadecuada o una temperatura de fusión baja; ambos casos requieren equilibrar los ajustes del proceso y garantizar una ventilación adecuada.
• Marcas de quemaduras y dispersión: Estos problemas, causados por aire o humedad atrapados, se eliminan mejorando la ventilación del molde y secando previamente el material a fondo.

Un enfoque metódico que ajuste las temperaturas, velocidades, presiones y ventilación, combinado con un mantenimiento regular del molde, suele resolver estos problemas.

Control de procesos, metrología y validación

Ambos procesos se benefician de un control riguroso, pero el moldeo por inyección suele operar con márgenes y tolerancias más ajustados. Son habituales las prácticas de moldeo científico, el diseño de experimentos (DOE), la medición de la presión en la cavidad, el llenado y compactación desacoplados y la monitorización en tiempo real.

La extrusión depende de una temperatura de fusión, presión y velocidad de línea estables, además de gráficos SPC para las dimensiones críticas. La metrología abarca desde calibradores y comparadores ópticos en planta hasta máquinas de medición por coordenadas (MMC) y tomografía computarizada (TC) para piezas moldeadas complejas. Las validaciones están más formalizadas en industrias reguladas, donde se debe demostrar la trazabilidad y la capacidad del proceso.

Cómo elegir entre extrusión y moldeo por inyección

Utilizando los conocimientos adquiridos en este artículo, podrá analizar las situaciones de forma práctica, relacionando las necesidades con estas cuatro dimensiones.

Geometría:

• Sección transversal constante → extrusión.
• Moldeo por inyección de piezas 3D complejas con socavados.

Tolerancias y acabado:

• Tolerancias moderadas y acabado funcional → extrusión.
• Tolerancias ajustadas y superficies cosméticas → moldeo por inyección.

Volumen y velocidad:

• Longitudes muy largas o rollos continuos → extrusión.
• Gran cantidad de piezas de artículos discretos (especialmente con herramientas multicavidad) → moldeo por inyección.

Herramientas y tiempo de comercialización:

• Se necesitan herramientas rápidas y económicas → extrusión.
• Dispuestos a invertir en precisión y características → moldeo por inyección.

En caso de duda, realice un prototipo cuanto antes, involucre a los ingenieros de fabricación en las revisiones de DFM y realice un análisis rápido del punto de equilibrio comparando el coste del troquel y la velocidad de la línea con el coste del molde, las cavidades y el tiempo de ciclo.

Conclusión: Elegir entre inyección y extrusión

En definitiva, las diferencias entre el moldeo por inyección y la extrusión se asemejan más a características que a ventajas y desventajas, y la elección entre ambos procesos depende de cuál se ajuste mejor a las necesidades específicas. Su decisión debe basarse fundamentalmente en la geometría del producto final. Además, también debe prestar atención al presupuesto, el plazo de entrega y el volumen de producción.

De este modo, podrá seleccionar con confianza el proceso de fabricación al buscar servicios de moldeo en la industria de la fabricación de plásticos.

Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia la selección de materiales para un proceso de la de otro en términos de aditivos?

Aunque ambos procesos utilizan los mismos termoplásticos base, la formulación (aditivos como colorantes, estabilizadores UV o lubricantes) puede variar. Los compuestos para extrusión pueden optimizarse para una mayor estabilidad térmica, capaz de soportar el calor continuo dentro del cilindro. Los grados para moldeo por inyección pueden formularse para lograr velocidades de flujo más rápidas y llenar con rapidez paredes delgadas y moldes complejos.

¿Existen geometrías de piezas que se sitúen en una “zona gris” entre ambos procesos?

Sí, algunas piezas pueden presentar dificultades. Una pieza larga y recta con una sección transversal constante, pero con pequeños y complejos rebajes, podría extruirse y luego someterse a un proceso de conformado secundario, o bien, podría resultar más rentable moldearla por inyección en varias secciones. De igual modo, una pieza plana de gran tamaño podría fabricarse mediante extrusión (en lámina) o mediante moldeo por inyección a gran escala, lo que requiere un análisis detallado de coste-beneficio.