¿Cuál fue el reto o problema a resolver?
Una empresa se encontraba desarrollando un nuevo dispositivo que debía integrar en su interior distintos elementos funcionales. Antes de dar por buena una versión, necesitaba probar nuevas geometrías y comparar materiales para obtener después muestras físicas con las que validar el comportamiento real del producto. El punto de partida era un modelo preliminar impreso en 3D, útil para ver la forma, pero insuficiente para tomar decisiones sobre material y fabricación.
INFINITIA participó desde la selección de materiales hasta la puesta a punto de un utillaje de moldeo. El reto no era solo elegir la mejor combinación de geometría y material, sino dejar al cliente una herramienta con la que producir por su cuenta, de forma manual, un número suficiente de muestras para sus primeros lotes.
Prototipo impreso en 3D: hasta dónde llega la validación
El cliente disponía de una versión preliminar de uno de los modelos, fabricada en PLA rígido mediante impresión 3D. El PLA es un termoplástico de origen vegetal muy habitual en prototipado rápido porque permite obtener piezas con rapidez y bajo coste, pero su rigidez y su comportamiento mecánico no reflejan las prestaciones que exige el producto final.
Un prototipo impreso en material rígido resuelve la validación de forma, dimensiones y encaje de los elementos internos, pero no anticipa cómo responderá una pieza flexible en uso real. A esa limitación se suma que una pieza obtenida por deposición de material capa a capa no se comporta igual que una pieza colada en molde, aunque ambas compartan la misma geometría. Ese primer modelo servía para visualizar el producto, no para decidir con qué material debía fabricarse ni para ensayar variantes de geometría con distinta respuesta mecánica.
Separar lo que ya estaba validado, la forma general, de lo que faltaba por decidir, el material y la geometría fina, permitió centrar el esfuerzo del proyecto donde aportaba más valor. Por eso el trabajo arrancó definiendo con precisión qué se quería comprobar antes de fabricar nada.
Traducir la necesidad del cliente en criterios técnicos claros, es decir, definir los requerimientos y especificaciones de producto, evita repetir prototipos y orienta tanto la elección del material como el diseño posterior del molde. En un dispositivo que integra elementos en su interior, esos criterios abarcan la forma, las dimensiones, el uso previsto y la función que debe cumplir cada parte.
Selección de materiales por dureza: cómo acotar las opciones
El segundo frente del reto era la selección de materiales adecuados para las muestras. El dispositivo requería explorar distintos grados de dureza, entendida como la resistencia de un material a ser penetrado o deformado, una propiedad que condiciona directamente el tacto, la flexibilidad y la función del nuevo producto.
En polímeros y elastómeros, la dureza se expresa mediante escalas normalizadas y se mide con durómetro, con Shore A para los materiales flexibles y Shore D para los más rígidos. Disponer de una escala común permite describir el comportamiento buscado con criterios objetivos, comparar candidatos entre sí y evitar que la decisión dependa de apreciaciones subjetivas.
La dificultad no estaba solo en encontrar un material, sino en acotar un conjunto de opciones comparables entre sí, con dureza distinta y aptas para el proceso de fabricación previsto. Un buen encaje entre material y proceso reduce el riesgo de descartar geometrías válidas por un problema de fabricación, y no de diseño.
La selección del material por dureza condiciona el tacto, la flexibilidad y la función del producto, por lo que definirla antes de fabricar reduce el número de iteraciones necesarias.
Este planteamiento sigue la lógica de la selección de materiales para aplicaciones industriales, que busca el mejor equilibrio entre propiedades técnicas, comportamiento en servicio y viabilidad de fabricación, en lugar de llegar al material definitivo por descarte tras varias tentativas fallidas.
Fundición manual de 20 a 60 muestras: el reto del utillaje
El reto más exigente para INFINITIA llegaba al final del recorrido. Una vez elegida la geometría definitiva, el cliente necesitaba producir entre 20 y 60 muestras de forma simultánea, en sus propias instalaciones y mediante fundición manual, sin equipos de serie ni maquinaria de inyección.
La fundición manual, o colada manual, consiste en verter un material colable dentro de un molde y dejar que copie la geometría de la pieza al solidificar o curar, para extraerla después del utillaje. Para que ese método resulte viable en volumen, el utillaje debe ser preciso, repetible y sencillo de manejar por el propio cliente, de modo que cada muestra salga igual a la anterior sin necesidad de ajustes intermedios.
Para un volumen de entre 20 y 60 unidades, la fundición manual es una vía coherente, porque cubre la necesidad de muestras físicas suficientes para las primeras pruebas y los primeros lotes sin el coste ni los plazos de un utillaje de inyección, reservado a series mucho mayores. El objetivo era que el cliente ganara autonomía productiva a una escala proporcional a su fase de desarrollo.
Diseñar ese utillaje de moldeo era, por tanto, el verdadero núcleo del encargo: una herramienta que trasladara la geometría validada a decenas de muestras físicas fiables, pensada para producir los primeros lotes sin depender de una inversión industrial mayor y sin exigir al cliente conocimientos previos de moldeo.
¿Cómo se abordó o cuál fue la solución?
El equipo de Desarrollo de producto planteó un recorrido en fases encadenadas, en el que cada paso preparaba el siguiente y reducía la incertidumbre antes de comprometer recursos. Primero acotar materiales, después modelar y prototipar y, solo al final, con la geometría ya validada, desarrollar y fabricar el utillaje definitivo.
Este orden es deliberado. Llevar el material y la geometría a un punto sólido antes de invertir en el molde evita rehacer trabajo y concentra el gasto en la fase en la que ya no quedan incógnitas abiertas. INFINITIA mantuvo en todo momento el criterio técnico como prioridad, apoyando cada decisión en datos y no en supuestos.
Estudio y compra de materiales: tres opciones comparables
La primera tarea consistió en estudiar los materiales disponibles más adecuados para el proyecto y adquirirlos. El equipo se centró en dos criterios: la posibilidad de ensayar distintos grados de dureza y la facilidad de uso de cada material dentro del proceso de creación de prototipos.
Ese segundo criterio resulta determinante cuando el destino del proyecto es un molde de fundición manual, porque el material debe poder manipularse y colarse fuera de un entorno de producción automatizado. Recopilar y comparar esta información permite trasladar al cliente un abanico de alternativas reales, con sus ventajas y limitaciones, en lugar de imponer una única solución. Sobre esa base, el cliente seleccionó tres materiales con los que continuar el desarrollo.
Presentar varias opciones de material comparables, en lugar de una sola, permite al cliente decidir con criterio y acelera la validación de la geometría.
Que la decisión final recaiga en el cliente, con la información técnica ya ordenada y contrastada, es coherente con el papel de partner técnico externo: aporta criterio industrial sin sustituir el conocimiento que la empresa tiene de su propio producto y de su usuario.
Comparar candidatos sobre propiedades medibles, y no por intuición, es precisamente lo que aporta la caracterización de materiales, que permite conocer el comportamiento real de cada opción antes de fabricar. La compra de los materiales cerró esta etapa y aseguró que las tres alternativas estuvieran disponibles y fueran consistentes a lo largo de todo el proyecto.
Modelado 3D en CAD según las especificaciones del cliente
Con los materiales acotados, se abordó el modelado 3D en CAD a partir de las especificaciones del cliente. Mediante software profesional de diseño asistido por ordenador, y la información facilitada sobre forma, dimensiones, uso y función, el equipo generó los modelos digitales de las distintas variantes de geometría.
El modelo CAD es la referencia común de todo el proyecto, porque de él salen tanto los prototipos como, más adelante, el propio molde. Cualquier ajuste de geometría se resuelve en el modelo digital antes de consumir material, lo que abarata las iteraciones y mantiene la trazabilidad entre lo que se diseña y lo que se fabrica.
Modelar pensando ya en el proceso posterior evita rehacer trabajo. Un ciclo de desarrollo mecánico que va del modelado CAD al diseño de utillajes trata la pieza y su molde como partes del mismo problema, y no como fases independientes que se resuelven por separado.
En este caso esa continuidad era especialmente relevante, ya que la geometría validada con los prototipos sería la que después habría que reproducir en el utillaje, con las restricciones propias de la fundición manual y del material elegido.
Prototipos físicos en tres materiales para validar la dureza
A partir de los modelos digitales se pasó a la creación de prototipos físicos, fabricando muestras con cada uno de los tres materiales seleccionados por el cliente. Disponer de prototipos reales, y no solo de imágenes en pantalla, es lo que permite comprobar de forma tangible tanto la geometría como la dureza.
Una vez fabricadas, esas muestras se enviaron al cliente para que realizara las pruebas necesarias en su propio contexto de uso. Este intercambio cierra el círculo entre diseño y validación, porque cada prototipo aporta información concreta que ayuda a converger hacia la geometría y el material definitivos.
Trabajar en paralelo sobre tres materiales, y no de forma secuencial, acorta el tiempo de validación y aporta una comparación directa entre alternativas bajo las mismas condiciones de uso. Con muestras equivalentes en la mano, la elección deja de ser una hipótesis de diseño y pasa a apoyarse en cómo se comporta cada opción cuando el dispositivo se usa de verdad.
Usar el prototipado como herramienta de decisión, y no como maqueta de presentación, es lo que permite llegar a la fase de utillaje con las incógnitas despejadas: qué geometría hay que reproducir y con qué material hacerlo.
Utillaje de moldeo: del modelo validado a decenas de muestras
Con la geometría ya seleccionada, el equipo desarrolló y fabricó el utillaje de moldeo definitivo. Este utillaje traslada la geometría validada a un molde con el que el cliente puede producir manualmente, en sus propias instalaciones, un número suficiente de muestras físicas para los primeros lotes de producción.
El diseño del utillaje tuvo en cuenta las exigencias de la fundición manual: precisión dimensional para reproducir la pieza con fidelidad, capacidad para obtener varias muestras en una misma colada, repetibilidad para que las 20 a 60 unidades salieran homogéneas y sencillez de manejo para que el propio cliente pudiera operarlo.
Orientar el diseño a esas condiciones responde a la lógica del diseño para fabricación, que adapta la pieza y su molde al método productivo real. En un molde para colada manual, esto se traduce en decisiones sobre la línea de partición, el llenado de la cavidad o la extracción de la pieza ya curada, que son las que determinan si el proceso resulta viable a mano.
Un utillaje de moldeo bien diseñado convierte una geometría validada en decenas de muestras homogéneas producibles a mano, sin necesidad de una serie industrial.
El resultado del proyecto fue claro: el cliente obtuvo todas las muestras que necesitaba, con una geometría nueva y un material distinto al del prototipo inicial, además de una herramienta propia con la que seguir fabricándolas sin depender de terceros ni de una serie industrial.
