La guía definitiva para simplificar el proceso de diseño de nuevos productos

Crear un nuevo producto es a la vez una tarea apasionante y desalentadora. Tanto si eres un diseñador experimentado como si acabas de desarrollar un producto, el camino que va del concepto a la producción requiere precisión y un enfoque bien organizado. En proceso de diseño puede dividirse en 10 pasos clave, cada uno de ellos fundamental para garantizar que su producto sea funcional y fabricable. Si comprende y sigue estos pasos, podrá agilizar su flujo de trabajo y evitar costosos errores por el camino. Analicemos estos pasos en detalle.

1. Definición de los requisitos

El primer paso y el más crucial en cualquier proyecto de diseño es definir los requisitos. Esta fase consiste en determinar la función principal del producto, el mercado de destino y las necesidades del usuario. Un conjunto detallado de requisitos guía el proceso de diseño y mantiene a todo el mundo en la misma línea.

For example, when designing a new consumer electronics product, you might consider factors such as size, weight, and battery life. The more specific you are, the easier it will be to align your design decisions with the goals of the product. It’s important to keep an open line of communication with all stakeholders, as their feedback can help refine the product vision and define features that will differentiate the product in the market. Many developers refer to a report investment process to better manage early-stage expectations.

2. Crear un boceto conceptual preliminar

Once you’ve defined the product requirements, it’s time to start thinking visually. Creating a preliminary concept sketch is often the first step in the design phase. At this stage, your sketch doesn’t need to be precise—just a rough representation that helps communicate your vision. This sketch acts as a tool for identifying potential issues early on. For deeper insights into the ideation stage, check out our guide on concept to mass production.

Por ejemplo, si estás diseñando una carcasa para un dispositivo electrónico, un boceto puede poner de relieve si los componentes internos encajarán entre sí y si hay espacio suficiente para la disipación del calor. El boceto ayuda a detectar problemas que podrían no ser obvios en descripciones abstractas. Una vez que el concepto es sólido, puede dar lugar a diseños más detallados y modelados en 3D.

3. Selección inicial de materiales

At this stage, you need to consider the materials you’ll use in the final product. Materials selection is essential not only for functionality and durability but also for manufacturability. Different materials offer various benefits, such as strength, flexibility, resistance to heat, and ease of molding. You can learn more about thermoplastic properties from authority resources like Wikipedia.

Si está diseñando un producto con una carcasa de plástico, por ejemplo, es probable que utilice termoplásticos moldeables por inyección como el ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) o el policarbonato. El ABS suele elegirse por su solidez, resistencia al impacto y facilidad de moldeo por inyección, lo que lo hace ideal para carcasas de electrónica de consumo. Conocer las propiedades de los materiales ayuda a tomar decisiones de diseño: ¿cuál debe ser el grosor de las paredes? ¿Soportará el material un uso repetido? Estas preguntas guiarán sus decisiones en las primeras fases del proceso de diseño.

4. Piezas de diseño

With your material selection in hand, it’s time to design the parts that will make up your product. This step is crucial because each material behaves differently. The way a thermoplastic like polyethylene expands when heated is quite different from how metals behave. Utilizing a principios de diseño de piezas de plástico framework is highly recommended here.

En el moldeo por inyección, por ejemplo, el diseño debe tener en cuenta la contracción del material durante el enfriamiento. Si no se tiene en cuenta, las piezas pueden deformarse. Una buena práctica es incluir en el diseño elementos como ángulos de desmoldeo, que facilitan la extracción de la pieza del molde. Cuanto más se ajuste el diseño a las propiedades del material, más fácil y rentable será el proceso de fabricación.

5. 5. Análisis estructural

Structural analysis is one of the most critical steps in the design process. Without it, your product may end up failing under real-world conditions, which could lead to costly recalls, delays, or even a damaged brand reputation. The goal here is to predict and analyze how the product will behave when subjected to various forces, environmental conditions, and stresses. For complex geometry, Finite Element Analysis (FEA) is the industry standard for verification.

Por ejemplo, al diseñar un componente de plástico moldeado por inyección, la integridad estructural del material es primordial. Ciertos materiales, como el polipropileno (PP), pueden comportarse de forma diferente bajo tensión en comparación con materiales como el policarbonato (PC), que es mucho más rígido y duradero. Con el software de análisis de elementos finitos (AEF), los ingenieros pueden simular cómo responderá la pieza a la presión, los cambios de temperatura y las fuerzas mecánicas. El AEF ayuda a identificar los puntos débiles del diseño, como posibles puntos de fallo o zonas propensas a deformarse por calor o tensión. Este análisis es especialmente importante para productos que van a estar sometidos a un uso intensivo o a condiciones extremas, como piezas de automoción o componentes electrónicos para exteriores.

Además, en moldeo por inyecciónLos diseñadores deben tener en cuenta el enfriamiento y la contracción de los materiales. Si el diseño no se ajusta correctamente al modo en que los materiales se contraen durante el enfriamiento, el producto puede presentar incoherencias dimensionales, alabeos o grietas. Por ejemplo, las piezas con secciones transversales gruesas pueden enfriarse a ritmos diferentes, provocando tensiones que podrían causar fallos con el tiempo. Si realiza un análisis estructural, podrá mitigar estos riesgos y garantizar que su producto sea robusto y fiable a largo plazo.

6. Selección final de materiales

As your design evolves, it’s time to finalize your materials selection. By now, you should have a clearer understanding of which material best fits your product’s needs in terms of cost, performance, and manufacturability. This decision may come after further testing, simulation, or consultation with suppliers. For help determining costs, you can use our calculadora de costes de moldes de inyección inteligentes.

Por ejemplo, si está diseñando un dispositivo médico que requiere esterilización, puede optar por un material como el PEEK (poliéter éter cetona), conocido por su excelente resistencia al calor y a los productos químicos. Por otro lado, si está diseñando un producto de envasado desechable, algo más rentable como el PET (tereftalato de polietileno) podría ser adecuado.

7. Modificar el diseño para la fabricación (DFM)

Design for Manufacturing (DFM) is the process of refining your design to make it easier, more cost-effective, and more efficient to manufacture. It’s an essential step for anyone looking to move from prototype to production, as it helps ensure that the product can be made without significant delays or unexpected costs. Reviewing DFM best practices can significantly shorten your timeline.

El proceso de DFM implica analizar todos los aspectos del diseño para identificar posibles problemas que puedan surgir durante la producción. En el caso del moldeo por inyección, esto puede implicar simplificar las piezas para reducir la complejidad del molde. Por ejemplo, si el diseño tiene muescas profundas o geometrías complejas que dificultan la expulsión de la pieza del molde, estas características podrían modificarse o eliminarse por completo.

Un buen ejemplo de DFM en el moldeo por inyección sería el uso de ángulos de desmoldeo. Sin ángulos de desmoldeo (ligeras pendientes en los lados de la cavidad del molde), la pieza moldeada podría atascarse en el molde, lo que requeriría más mano de obra o herramientas para extraerla. Los ángulos de desmoldeo de entre 1 y 2 grados suelen utilizarse para facilitar la expulsión. Además de los ángulos de desmoldeo, los sistemas de compuertas y canales (que dirigen el flujo de material fundido hacia el molde) también se optimizan durante el proceso de DFM. Al colocar estratégicamente las compuertas y garantizar un flujo uniforme del material, los fabricantes pueden reducir la duración de los ciclos y el desperdicio de material, lo que a su vez disminuye los costes de producción.

Otro aspecto importante de la DFM es el número de piezas. Cuantas menos piezas tenga un producto, más fácil y barato será fabricarlo. Consolidar componentes, cuando sea posible, o diseñar piezas multifuncionales puede ayudar a reducir el tiempo de fabricación, la complejidad de las herramientas y los costes de montaje. En definitiva, el DFM consiste en encontrar el equilibrio adecuado entre la complejidad del diseño, la fabricabilidad y la rentabilidad.

8. Creación de prototipos

Prototyping is where the rubber meets the road. Until this stage, your design exists only as an idea or a digital file. The prototype is the first time you’ll see and feel your design in the real world. It’s an invaluable step for identifying issues that may not have been apparent during the design phase and for verifying that your design works as intended before moving into full-scale production. For early-stage testing, many start with prototyping advice for beginners.

En el caso de los productos moldeados por inyección, la creación de prototipos suele implicar la creación de un molde de tirada limitada que se utiliza para producir un pequeño lote de piezas. Estas piezas se someten a pruebas de funcionalidad, ajuste y acabado. Esta etapa ofrece la oportunidad de evaluar el rendimiento del producto en el mundo real, incluida su resistencia, facilidad de montaje y experiencia del usuario. Si está trabajando en un producto de consumo, como una funda nueva para un teléfono móvil, es posible que también quiera probar las cualidades táctiles: ¿cómo se siente el producto en la mano? ¿Es demasiado voluminoso, resbaladizo o incómodo de usar?

En algunos casos, prototipado rápido para crear un prototipo se utilizan métodos como la impresión en 3D. Aunque los prototipos impresos en 3D pueden ayudar a visualizar rápidamente la forma y el ajuste de un diseño, normalmente no reproducen las propiedades de los materiales ni los procesos de producción del moldeo por inyección. Sin embargo, los modelos impresos en 3D pueden proporcionar información muy valiosa sobre los ajustes de diseño que son necesarios antes de crear moldes más caros.

La creación de prototipos también ofrece la oportunidad de perfeccionar el proceso de montaje. ¿Se pueden ensamblar fácilmente todas las piezas? ¿Hay alguna forma más fácil de conectarlas? ¿Hacen falta ajustes en las tolerancias de las piezas? Las pruebas con un prototipo ayudan a descubrir estos pequeños pero significativos problemas que podrían dar lugar a problemas mayores durante la producción en serie.

9. Herramientas

El utillaje es sin duda una de las fases más caras y lentas del desarrollo de un producto. Consiste en crear los moldes o herramientas que se utilizarán para fabricar el producto en grandes cantidades. El proceso de utillaje implica crear moldes precisos para el moldeo por inyección, la fundición a presión u otras técnicas de fabricación, y prepara el terreno para la producción en masa.

Crear el utillaje adecuado es esencial para el éxito del proceso de fabricación de su producto. Si el utillaje es impreciso o está mal diseñado, puede provocar defectos como un mal acabado superficial, imprecisiones dimensionales o tiempos de ciclo excesivos. Para el moldeo por inyección, la creación del molde es una tarea altamente especializada que requiere ingenieros y maquinistas experimentados. El proceso de diseño del molde tiene en cuenta el número de cavidades (cuántas piezas idénticas pueden producirse a la vez), los sistemas de compuerta (cómo entra el material fundido en el molde) y los canales de refrigeración (para controlar la temperatura y garantizar una refrigeración uniforme).

El proceso de utillaje suele comenzar con la creación de prototipos del propio molde, creando moldes de prueba para verificar el diseño e identificar cualquier problema antes de iniciar la producción a gran escala. Una vez que el molde está listo, se somete a pruebas para garantizar que es capaz de producir piezas uniformes y de alta calidad sin un desgaste excesivo. Por ejemplo, si está diseñando un componente para un aplicación automovilísticaEn el caso de la inyección de plástico, necesitará un utillaje que pueda soportar grandes volúmenes sin degradar la precisión. Normalmente, este utillaje se fabrica con acero endurecido para soportar la presión de múltiples ciclos de inyección.

Es importante tener en cuenta que los costes de utillaje son una parte significativa del coste total de fabricación, y estos costes pueden variar en función de la complejidad del diseño del producto. Las características complejas, como los moldes de cavidades múltiples, pueden costar más de producir, pero dan lugar a tiempos de ciclo más rápidos y menores costes por unidad. Además, si el utillaje está mal diseñado o necesita un mantenimiento frecuente, puede provocar retrasos en la producción o un aumento de las tasas de desechos, lo que en última instancia eleva el coste de producción.

10. Producción

Por último, llegamos a la fase de producción, en la que su producto cobra vida en grandes cantidades. Durante la producción, el control de calidad es clave. En el caso de las piezas moldeadas por inyección, esto significa comprobar cada lote para detectar defectos como disparos cortos (llenado incompleto), alabeos o marcas de hundimiento (imperfecciones de la superficie debidas al enfriamiento).

At this point, you’ll likely enter into a continuous feedback loop with the manufacturing team, ensuring the process stays on track. If you’ve followed all the previous steps carefully, the production phase should run smoothly. But even then, regular monitoring is essential to maintain the quality and integrity of each batch. For more information on operational standards, visit our blog for daily updates.

En conclusión, el éxito en el desarrollo de un producto es un viaje que requiere una planificación meticulosa y una ejecución cuidadosa. Desde la definición de los requisitos hasta la producción final, cada paso del proceso de diseño desempeña un papel fundamental para garantizar que el producto no sólo satisfaga las necesidades del cliente, sino que también sea fabricable y rentable. Si sigue estos 10 pasos clave, se preparará para el éxito y evitará los escollos habituales que pueden hacer descarrilar el desarrollo de un producto. Tómese en serio cada paso y estará en el buen camino para convertir sus ideas en realidad.