Diseño, modelado y simulación de moldes para materiales poliméricos mediante herramientas digitales 3D

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo el diseño, modelado y validación de un molde de inyección para la fabricación de una caja de fusibles en el sector de la automoción, utilizando las herramientas digitales 3D Autodesk Fusion 360 y Autodesk Moldflow Adviser. Se construyó un modelo 3D conforme a los requisitos técnicos de la pieza y se analizaron distintas configuraciones del proceso mediante simulaciones. Se evaluaron tres materiales poliméricos, polipropileno, poliestireno y ABS, descartándose el primero por su bajo rendimiento dimensional y el segundo por sus tiempos de ciclo elevados. A partir del análisis de múltiples configuraciones se seleccionó un sistema de alimentación en H por ser el único que garantizó un llenado uniforme entre cavidades. Asimismo, se validaron dos sistemas de refrigeración, con y sin bafles, resultando ambos viables, aunque se optó por la versión sin bafles por su simplicidad y coste de fabricación reducido. Finalmente, se determinaron las condiciones óptimas de procesamiento para garantizar un flujo equilibrado, buena calidad térmica y ausencia de defectos críticos. El diseño final adoptado integra el layout en bloque, refrigeración sin bafles y ABS como material, asegurando la viabilidad del molde y la estabilidad dimensional de la pieza inyectada.

This project aims to design, model, and validate an injection mold for the manufacturing of a fuse box used in the automotive sector, employing 3D digital tools such as Autodesk Fusion 360 and Autodesk Moldflow Adviser. A 3D model was developed based on the technical specifications of the part, and various process configurations were analyzed through simulations. Three thermoplastic materials (polypropylene, polystyrene, and ABS) were evaluated; the former was discarded due to poor dimensional performance, and the latter due to longer cycle times. Among the tested alternatives, an H-type runner layout was selected as it provided the most balanced filling across cavities. Two cooling systems were validated—one with baffles and one without—both of which were viable; however, the simpler and more cost-effective baffle-free system was chosen. Optimal processing conditions were defined to ensure balanced flow, thermal quality, and avoidance of critical defects. The final mold design combines the H-type runner layout, baffle-free cooling system, and ABS material, ensuring process feasibility and dimensional stability of the injected part.