defectos de moldeo por inyección y resolución de problemas

Defectos de moldeo por inyección siempre están ocurriendo a los fabricantes de moldes; es como su trabajo diario. El moldeo por inyección es un proceso de fabricación crítico que se utiliza para fabricar piezas de plástico con precisión y a gran velocidad. Sin embargo, pueden producirse imperfecciones que desvirtúen su aspecto y comprometan la funcionalidad del resultado. Con todo, este artículo se centra en los principios del moldeo por inyección, explica los defectos generales y superficiales, evalúa sus posibles causas y ofrece soluciones y recomendaciones para mejorar los resultados del moldeo por inyección.

¿Qué es el moldeo por inyección?

Moldeo por inyección un proceso que ayuda a fabricar piezas inyectando material fundido en un molde y empaquetando la pieza bajo presión. El material se contrae originalmente y se vuelve rígido con la forma del molde una vez enfriado. Se utiliza mucho en la fabricación de automóviles, bienes de consumo y dispositivos médicos por las ventajas que ofrece la técnica de fabricar componentes complejos y de precisión a menor coste.

Los componentes clave del proceso de moldeo por inyección incluyen:

1. Materiales de moldeo por inyección

Los materiales utilizados en el moldeo por inyección se seleccionan cuidadosamente en función de los requisitos del producto final. Los materiales más utilizados son los termoplásticos debido a su versatilidad y capacidad para fundirse y solidificarse repetidamente sin degradación significativa. Los principales termoplásticos son:

• Polipropileno (PP): Conocido por su flexibilidad, resistencia química y ligereza, el PP se utiliza ampliamente en automoción, envasado y menaje.
• Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): El ABS ofrece una excelente resistencia a los impactos, rigidez y un acabado superficial liso, por lo que resulta ideal para la electrónica de consumo, los interiores de automóviles y los juguetes.
• Polietileno (PE): El PE se valora por su dureza, resistencia a la humedad y bajo coste, lo que lo convierte en la opción preferida para envases de alimentos, tuberías y componentes industriales.

Cada material tiene características únicas, y la elección depende de los requisitos mecánicos, térmicos y químicos del producto. En la lista anterior sólo figuran algunos materiales de moldeo por inyección; puede visitar la página materiales de moldeo por inyección para conocer más tipos de materiales plásticos.

2. Molde de inyección de plástico

En molde de inyección de plástico es una herramienta mecanizada de precisión diseñada para dar la forma deseada a la pieza de plástico. Consta de:

• Cavidad: Da forma al exterior de la pieza de plástico.
• Núcleo: Forma las características interiores, costillas, salientes, etc.
• Base del molde: La base del molde se utiliza para alojar la cavidad, el núcleo, las correderas, los elevadores, los eyectores, los sistemas de guiado, la espiga y muchos otros componentes.

El diseño del molde se adapta a la geometría del producto e incorpora elementos como canales de refrigeración, sistemas eyectores y compuertas para garantizar una producción eficaz. Un diseño de molde adecuado garantiza la precisión dimensional y minimiza defectos como alabeos o marcas de hundimiento.

3. Máquina de moldeo por inyección

La máquina de moldeo por inyección se utiliza para sujetar el molde de inyección de plástico, que desempeña un papel fundamental en el proceso de moldeo por inyección, que consiste en:

• Unidad de inyección: Funde e inyecta plástico fundido en la cavidad del molde a alta presión.
• Unidad de sujeción: Mantiene unidas las mitades del molde durante la inyección y las abre para la expulsión de la pieza.
• Sistema de control: Regula parámetros como la temperatura, la presión y la velocidad de inyección para garantizar una calidad constante de las piezas.

Juntos, estos componentes forman la columna vertebral del proceso de moldeo por inyección, permitiendo la producción eficiente de piezas de precisión para diversas industrias.

Defectos comunes del moldeo por inyección

Varios defectos comunes del moldeo por inyección son típicos de un proceso de fabricación determinado y pueden determinar la calidad, el aspecto y la utilidad de las piezas moldeadas. Dichos problemas tienen su origen en problemas de material, control inadecuado de la máquina y/o configuración del molde. A continuación encontrará explicaciones detalladas de los defectos más comunes en el moldeo por inyección y su solución:

1. Tiro cortos defecto de moldeo

Los defectos de moldeo por disparo corto surgen cuando el plástico fundido no fluye de forma óptima en la cavidad del molde, lo que da lugar a la producción de piezas más cortas. El bajo suministro de material, la baja presión de inyección o los canales estrechos que obstruyen el flujo de plástico en el molde están asociados a este defecto.

La solución típica consiste en aumentar la presión de inyección, inspeccionar los orificios de ventilación del molde o eliminar cualquier obstrucción en el sistema de flujo.

2. Marcas de fregadero defectos de moldeo

Las marcas de hundimiento en las piezas moldeadas por inyección suelen ser pequeñas depresiones cóncavas de la superficie que se observan a menudo en lugares con paredes más gruesas. Diversos factores pueden provocar este fenómeno. Entre ellos pueden estar las tasas diferenciales de enfriamiento, la baja fuerza de empaquetado o el inmenso grosor del material.

Solución de problemas: Los fabricantes pueden reducir las marcas de hundimiento mediante el control del tiempo de enfriamiento, la presión de envasado y la creación de moldes que tengan el mismo grosor de pared. Esto reduce la aparición de marcas de hundimiento, causadas por un enfriamiento deficiente y la contracción.

3. Flash defectos de moldeo

Los problemas de rebabas en las piezas moldeadas por inyección se manifiestan como la formación de capas finas de plástico no deseadas junto a la línea de apertura o cualquier otra abertura del molde. Esto suele deberse a niveles elevados de presión de inyección, una posición incorrecta del molde, un mal ajuste del moldeado o el desgaste de las piezas del molde.

La solución del problema pasa por reducir la presión de inyección, colocar o alinear correctamente las mitades del molde y sustituir los componentes desgastados del molde según sea necesario.

4. Deformación defectos en el moldeo por inyección

Cuando fabrican el artículo, éste resulta poseer una forma distinta de la requerida, entonces se habla de alabeo. Este defecto suele deberse al tratamiento térmico, al enfriamiento, a la contracción del metal o a variaciones en el grosor de la pared. Los fabricantes pueden entonces no dudar en reducir la velocidad de enfriamiento de estos componentes, modificar el molde para que las paredes sean lo más resistentes y uniformes posible, y seleccionar materiales que se contraigan a menor velocidad.

5. Líneas de soldadura defectos de moldeo

Las líneas de soldadura son límites o márgenes de dos piezas de unión en los que las dos capas de plástico fundido no se unen bien. Suelen deberse a una temperatura de fusión baja, una velocidad de inyección lenta y una colocación incorrecta de la compuerta en el molde. Las soluciones al problema descrito incluyen el aumento de la temperatura de fusión y la velocidad de inyección, el reposicionamiento de las compuertas y un mejor diseño del flujo del molde.

6. Marcas de quemaduras defectos de moldeo

Las marcas de carbonización son manchas negras o marrones en la superficie exterior de la pieza. Son el resultado de aire o gases atrapados en el molde, que se sobrecalienta por falta de suficiente ventilación o por una velocidad de inyección excesiva. Si se mejora la ventilación del molde, se reducen las velocidades de inyección y se comprueba si hay obstrucciones en el molde, es posible eliminar las marcas de carbonización.

7. Vacíos defectos de moldeo

Los vacíos son pequeñas bolsas cerradas y limpias de aire atrapado dentro de la pieza final moldeada. Suelen producirse por una baja presión de empaquetado, un enfriamiento rápido o la contracción de la pieza. En cuanto a los huecos, los fabricantes pueden aumentar la presión de empaquetado y la temperatura de enfriamiento y comprobar que el material llena la cavidad del molde de manera uniforme.

8. Chorro defectos de moldeo

El jetting es un defecto de la línea de soldadura en el que se produce un patrón en forma de serpiente de la pieza debido al enfriamiento parcial del plástico fundido al ser inyectado a alta velocidad. Esto es consecuencia de la alta velocidad de inyección o de las bajas temperaturas de la masa fundida. Entre las técnicas de mitigación se incluyen la reducción de la velocidad de inyección, el aumento de la temperatura de la masa fundida y la creación de mejores compuertas con un flujo suave.

9. Burbujas defectos en el moldeo por inyección

Las burbujas son zonas de la pieza moldeada en las que queda atrapado aire o gas y suelen tener un aspecto transparente o turbio. Éstas surgen por un secado inadecuado del material, demasiada humedad o sustancias inflamables en el contenido del material. Las medidas van desde el secado adecuado de todos los materiales antes del procesamiento hasta la mejora de la ventilación de la cavidad del molde.

10. Marcas de destello en el interior de los orificios

Se crea una rebaba en el interior de los orificios o en la estructura interna de la pieza en forma de finas capas de material polimérico sobrante. Este defecto es más frecuente con presiones de inyección elevadas o moldes muy desgastados. Prevención: Introduciendo medidas de reducción de la presión en los sistemas de inyección y limpiando continuamente las superficies de los moldes y garantizando la correcta alineación de los mismos.

Defectos superficiales en el moldeo por inyección

Aunque los defectos observados en la superficie de una pieza moldeada por inyección se asocian principalmente a la apariencia, también tienen implicaciones funcionales. Entre los problemas más comunes se incluyen:

1. Líneas de flujo

La falta de continuidad en las transiciones del espesor de la pared o las bajas temperaturas de fusión provocan características como rayas o dibujos en la superficie de las protuberancias discontinuas. El mejor enfoque para erradicar las líneas de flujo es alcanzar o lograr la mejor consistencia de diseño y controlar eficazmente las temperaturas de fusión. Otro factor es mejorar el diseño del molde, lo que reduce los escalones graduales del grosor de la pared. Esto puede ayudar a resolver el problema.

2. Rayas de plata

Estos patrones o líneas metálicas visibles en el tejido se forman por la humedad o debido a las altas temperaturas durante el procesado. Es aconsejable asegurarse de que la resina esté seca antes de moldearla y también vigilar de cerca la temperatura para eliminar la formación de rayas por componentes volátiles. También es necesario vigilar las condiciones de los materiales almacenados para mantener la resina en el nivel de calidad adecuado.

3. Blistering

Los catalizadores o la humedad y los gases atrapados crean burbujas en la superficie a menudo como resultado de las altas temperaturas del molde. Para eliminar este defecto es necesario secar al máximo las materias primas y regular adecuadamente el tratamiento térmico del molde. En el molde, los gases atrapados también se reducen al mínimo mediante sistemas de ventilación adecuados.

4. Cáscara de naranja

Este tipo de acabado superficial o rugosidad suele achacarse a una refrigeración inadecuada o a la falta de homogeneidad de los materiales. Con la ayuda de unas condiciones de enfriamiento uniformes también se puede conseguir una contracción uniforme, proporcionando así una continuidad de las superficies sin asperezas. Además, la regularidad en la viscosidad del material también mejora eficazmente el porcentaje de rugosidad de la superficie.

5. Delaminación superficial

Las capas que empiezan a despegarse de la superficie son consecuencia de la contaminación o de una mala interacción con el sustrato. Para conseguir una buena adhesión de la resina, es importante limpiarla antes de procesarla y aplicar la cantidad adecuada de presión durante el moldeo. Es obligatorio controlar la disponibilidad de material extraño en la línea de producción.

6. Variación del brillo

La variación de la velocidad de enfriamiento o la distribución desigual del material provocan la formación de brillos irregulares y desiguales en el chasis. Para resolver este problema se utilizan unas condiciones de procesado estables y uniformes. La mejora del diseño de los moldes con una mayor capacidad de gestión térmica también puede mejorar la uniformidad de los niveles de brillo.

Causas y resolución de problemas de los defectos de moldeo por inyección

Es muy importante llegar a la raíz del problema para saber cómo solucionarlo. A continuación se indican las causas más comunes y las correspondientes medidas de solución para 8 defectos:

Estrategias de prevención de defectos en el moldeo por inyección

Existen varias estrategias de prevención, tal y como se describen a continuación, que ayudarían a eliminar o reducir los defectos de moldeo por inyección.

1. Preparación del material

• De este modo, se elimina la humedad de los materiales para evitar que se produzcan fenómenos como el orfebrismo o la formación de ampollas.
• El material que debe utilizarse para fabricar la resina debe ser de la máxima calidad y no tener contaminantes.

2. Diseño de moldes

Tenga en cuenta el grosor individual de la pared para evitar la distorsión del tablero y la formación de marcas de hundimiento.

• Debe incluirse una ventilación adecuada para evitar las marcas de quemaduras, así como las trampas de aire.
• Suavizar el flujo a través de las puertas o colocar las puertas de manera que todos tengan el mismo número de personas en su lado.

3. Optimización de los parámetros del proceso

• Registre la temperatura de fusión, la presión y el tiempo de enfriamiento para investigar con qué frecuencia debe medirse.
• Reducir los consiguientes defectos de flujo mediante el control de la velocidad de inyección y la presión de la empaquetadura.

4. 4. Mantenimiento del equipo

• Compruebe con frecuencia si los moldes y las máquinas están dañados.
• Asegúrese de sustituir las piezas dañadas lo antes posible para mantener una alineación correcta y una variación mínima.

5. Formación y experiencia

• También debe preparar a los maquinistas para identificar posibles problemas a medida que avanza el proceso de producción.
• Es necesario exigir un enfoque más activo de la gestión de la calidad.

6. Pruebas y prototipos

• Garantizar las pruebas de seguridad de moldes y procesos durante el diseño de productos y la comprobación del diseño.
• Sin embargo, mediante la aplicación de programas informáticos de simulación, uno está en condiciones de descubrir o determinar algunos de los problemas que probablemente encontrará al llevar a cabo la producción real.

Conclusión

En conclusión, moldeo por inyección es una herramienta poderosa para identificar sus puntos fuertes y débiles. Muchos de ellos son defectos; por ejemplo, los disparos cortos, el alabeo y las imperfecciones de la superficie pueden repercutir directamente en la calidad del producto y elevar los costes de fabricación. Cuando se trata de problemas de moldes, es importante conocer la causa raíz. A partir de ahí, aplicar los métodos de resolución de problemas adecuados y centrarse en minimizar la incidencia conducirá a la producción de piezas con cero defectos. De hecho, la atención debe centrarse en la mejora y el uso de sistemas de gestión de calidad bien desarrollados para preservar un alto nivel de producción.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué defectos de moldeo por inyección se observan con más frecuencia?

Los disparos cortos, las marcas de hundimiento, el alabeo, las líneas de soldadura, las marcas de quemaduras, los destellos, los vacíos y el chorro son defectos de moldeo por inyección ampliamente identificados.

2. ¿Qué medidas existen para evitar las marcas de hundimiento en el moldeo por inyección?

Con el fin de reducir las marcas de hundimiento, conseguir el mismo grosor de pared, minimizar el periodo de enfriamiento,d y mejorar la presión de empaquetado durante el moldeo.

3. ¿Cuál es la causa de las líneas de soldadura en las piezas moldeadas?

Las líneas de soldadura se producen cuando dos frentes de flujo del plástico fundido no se unen a la perfección debido a una baja temperatura de fusión o a un mal diseño del flujo.

4. ¿Es posible que la humedad atrapada en la resina provoque defectos?

Sí, la humedad puede causar defectos como lo que comúnmente conocemos como vetas plateadas y ampollas. Por eso es necesario secar la resina antes de moldearla para eludir esos problemas.

5. ¿Cómo contribuye el diseño del molde a la reducción de defectos?

El diseño de los moldes es crucial. Factores como el grosor uniforme de las paredes, los sistemas de ventilación adecuados y la colocación de las compuertas reducen las posibilidades de que se produzcan deformaciones, líneas de rebabas y marcas de quemado.