Proceso de moldeo por inyección de termoplásticos

Moldeo por inyección de termoplásticos se ha convertido en el proceso de fabricación de plásticos más aplicable. Es famoso por fabricar productos de alta calidad en plazos de entrega mínimos y en grandes cantidades. La creciente necesidad de productos plásticos de alta calidad en distintos sectores ha impulsado la aplicación de materiales termoplásticos.

Estos materiales se basan en resinas poliméricas y, cuando se calientan, se convierten en un líquido homogéneo que se solidifica al enfriarse. El moldeo por inyección emplea termoplásticos y plásticos termoestables o incluso materiales elastoméricos para formar piezas o productos moldeables de alto rendimiento. Las nuevas tecnologías de moldeo por inyección de termoplásticos y la mejora de los moldes han permitido reducir costes, mejorar el aspecto y las perspectivas de fabricación.

¿Por qué se utilizan materiales termoplásticos en el moldeo por inyección?

 

Los termoplásticos se utilizan en el moldeo por inyección porque se funden a altas temperaturas y cristalizan a bajas temperaturas. Esta propiedad los hace ideales para ser reciclados y moldeados en diferentes formas y estructuras. Son los materiales preferidos en la industria por su flexibilidad y versatilidad de uso.

¿Cómo fabricar productos termoplásticos moldeados por inyección?

El moldeo por inyección de termoplásticos es uno de los procesos fundamentales de la producción contemporánea. Implica la creación de una gran variedad de productos plásticos mediante el empleo de polímeros termoplásticos.

Etapa 1. Selección del material adecuado

El tipo de material utilizado determina la funcionalidad, el aspecto y la durabilidad del producto final. Seleccione los materiales teniendo en cuenta sus propiedades mecánicas, su estabilidad térmica y su uso específico.

Paso 2. Preparación del material

Este proceso implica secar los gránulos de plástico en bruto para eliminar la humedad. Porque el contenido de humedad afecta significativamente y es destructivo para el proceso de fusión y la pieza moldeada. A continuación, estos gránulos preparados se introducen en la tolva de la máquina de moldeo por inyección de termoplásticos a través de una cinta transportadora.

Paso 3. Fundir Fusión

Los gránulos de plástico se funden en un barril con un tornillo sinfín. Estos gránulos adoptan entonces la forma de lava fundida o líquido al rojo vivo. Durante esta fase, los controles de temperatura son cruciales para obtener la consistencia adecuada y el flujo del plástico fundido al nivel requerido.

Etapa 4. Inyección

Como su nombre indica, el plástico fundido se inyecta en la cavidad del molde aplicando una presión de inyección muy controlada. El control preciso de este proceso determina las especificaciones y acabados exactos de la pieza. Las piezas resultantes se enfrían y solidifican en condiciones óptimas.

Paso 5. Expulsión

Después de la solidificación, la pieza deseada se extrae del molde mediante pasadores eyectores. Este proceso debe cronometrarse y controlarse para que no dañe la pieza y se libere correctamente.

Paso 5. Tratamiento posterior

En esta fase se suelen cortar las piezas para darles la forma deseada. Las piezas pueden pintarse, anodizarse, recortarse, pulirse, etc., en función de la funcionalidad y la estética requeridas.

¿Cuáles son las piezas críticas de una máquina de moldeo por inyección de termoplásticos?

Una máquina de moldeo por inyección de termoplásticos se compone de varias partes. Algunas de las piezas más comunes son;

Unidad de sujeción

La unidad de cierre sujeta firmemente las dos partes del molde para garantizar que no se abran durante la inyección. Tiene que aplicar la fuerza suficiente para resistir la fuerza ejercida por el plástico fundido que se está inyectando para garantizar que el molde no se abra y la pieza quede bien formada.

Unidad de inyección

La unidad de inyección, que se dice que es el corazón de la máquina, se encarga de calentar el material plástico e inyectarlo en la cavidad del molde. Tiene un barril calentado con un tornillo que se mueve hacia adelante y hacia atrás para forzar el plástico a través de una boquilla en el molde y mantener un suministro constante de material.

Vivienda y sistema de refrigeración

Una vez que el plástico fundido se ha inyectado en el molde, el sistema de refrigeración y refrigeración mantiene la presión para garantizar que el plástico ocupa todas las cavidades del molde y se solidifica con la forma adecuada. El enfriamiento es un proceso muy importante para reducir el tiempo de ciclo y mejorar la calidad del producto final.

Proceso de expulsión

Una vez fraguado el plástico, se inicia el proceso de expulsión. El molde se abre y los pasadores eyectores, que se encuentran en el lateral del molde, expulsan la pieza acabada de la cavidad del molde. Este proceso debe hacerse con cuidado y en el momento adecuado para que la pieza no se dañe y la extracción se haga bien.

Herramienta para moldes

La herramienta del molde es negativa y está hecha de acero o aluminio y forma el producto final. Define el acabado de la superficie y el tamaño del producto. La herramienta tiene dos mitades unidas por el centro y que se inyectan separadas entre sí.

Tipos de materiales utilizados en el moldeo por inyección de termoplásticos

Hay muchos tipos de materiales termoplásticos de moldeo por inyección que se utilizan para crear productos de moldeo;

ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno) se caracteriza por una elevada resistencia al impacto, una gran rigidez y una baja contracción. Esto lo hace ideal para componentes de automoción, electrónica de consumo y juguetes, donde la durabilidad y la resistencia a la tensión mecánica son de vital importancia. Más información Moldeo por inyección de ABS.

Poliamida (nailon) tiene una gran resistencia, estabilidad térmica y resistencia al desgaste. Estos atributos lo hacen ideal para su uso en piezas de automoción, productos mecánicos y otros productos de consumo que requieren resistencia y rendimiento. Más información Moldeo por inyección de nailon.

Cloruro de polivinilo (PVC) tiene las ventajas de una gran resistencia, buena resistencia química y resistencia al fuego. Algunos de sus usos son las tuberías de fontanería, los tubos médicos y los muebles de exterior, lo que lo convierte en un material que puede utilizarse en muchos campos.

Tereftalato de polietileno (PET) se valora por su transparencia, propiedades mecánicas y homologación para el contacto con alimentos. Este material se utiliza en botellas de bebidas, materiales de envasado y tejidos sintéticos por su resistencia y claridad.

PMMA o acrílico ofrece una buena transmisión de la luz y no se ve afectado por la intemperie ni la radiación UV. Estas características lo hacen adecuado para rótulos, lámparas y ventanas en los que se desea transparencia y resistencia. Más información Moldeo por inyección de PMMA.

Poliestireno (PS) es un material ligero, relativamente barato, que se utiliza a menudo en cubiertos desechables, cajas de CD y materiales aislantes porque es fácil de moldear y relativamente barato. Más información Moldeo por inyección de PS.

Poliuretano termoplástico (TPU) se caracteriza por su gran elasticidad, resistencia al aceite y resistencia a la abrasión. Se aplica en la producción de suelas y plantillas de zapatos, tubos médicos flexibles, sellos y juntas de automóviles, etc. Más información Moldeo por inyección de TPU.

Polioximetileno (POM) tiene una gran rigidez, un bajo índice de desgaste y una buena resistencia a la contracción y el hinchamiento. Es adecuado para aplicaciones que requieren resistencia y precisión, como engranajes y cojinetes, piezas eléctricas y productos de consumo. Más información Moldeo por inyección de POM.

Tereftalato de polibutileno (PBT) tiene buenas propiedades eléctricas y resistencia térmica y química. Se aplica ampliamente en piezas eléctricas, piezas de automoción y piezas bajo el capó debido a su alta resistencia y resistencia al calor.

Poliestireno de alto impacto (HIPS) se caracteriza por una elevada resistencia al impacto y una buena procesabilidad. Se utiliza en modelismo, rotulación y en la carcasa de productos electrónicos de consumo donde se requiere resistencia y estabilidad.

Elastómeros termoplásticos o TPE son materiales que tienen características tanto de los termoplásticos como del caucho y son flexibles y elásticos. Se utilizan en aplicaciones de sellado y juntas, piezas de tacto blando en artículos domésticos y asas. Más información Moldeo por inyección de TPE.

Óxido de polifenileno (PPO)) es conocido por su resistencia al calor, su bajo coeficiente de dilatación térmica y su aislamiento eléctrico. Se aplica en piezas de automóviles, piezas eléctricas y electrodomésticos que necesitan ser resistentes al calor y al desgaste.

El LCP se caracteriza por su alta resistencia mecánica, estabilidad a altas temperaturas y buena resistencia química. Se aplica en contactos eléctricos de alta tensión, piezas de hornos microondas y otros usos críticos.

Polieterimida (PEI) tiene una gran resistencia al calor, la fuerza y las llamas. Se utiliza en piezas aeroespaciales, equipos médicos y otros lugares sometidos a grandes esfuerzos.

Poliéter éter cetona (PEEK) se caracteriza por su estabilidad a altas temperaturas, su inactividad química y sus características mecánicas. Se utiliza en piezas aeroespaciales, aplicaciones de automoción y aplicaciones médicas en las que se necesita resistencia y dureza. Más información Moldeo por inyección de PEEK.

Sulfuro de polifenileno (PPS) tiene una gran resistencia al calor, resistencia química y baja contracción térmica. Se utiliza en automoción, electricidad y electrónica y en revestimientos que requieren estabilidad química y térmica. Más información Moldeo por inyección de PPS.

Acrilonitrilo estireno (SAN) se prefiere por su claridad, rigidez y resistencia a los productos químicos. Estas propiedades lo hacen adecuado para su uso en envases alimentarios, ya que las grasas y los aceites son algunas de las cosas que deben soportar los recipientes. El SAN también se utiliza a menudo en utensilios de cocina por su alta resistencia al calor y en sanitarios por su resistencia química.

Acetal (Polioximetileno, POM) es muy rígido, autolubricante y tiene una buena estabilidad dimensional. El acetal también se utiliza en aislantes eléctricos y bienes de consumo. Algunos ejemplos comunes son las cremalleras y los cierres de ventanas, que requieren fuerza y resistencia al desgaste.

Etilvinilacetato (EVA) es conocida por su flexibilidad, resistencia a los impactos y claridad. Es un material similar al caucho que puede moldearse y reciclarse, y se emplea en productos de espuma utilizados en acolchados de equipos deportivos, calzado, como suelas y plantillas, y películas de envasado flexibles.

Poliuretano (PU) es un polímero flexible que se aplica a muebles de espuma y asientos de automóvil por su comodidad y robustez. Además, el PU se utiliza en ruedas y neumáticos de vehículos industriales y recreativos y en piezas interiores de automóviles, como salpicaderos.

PPSU es altamente resistente al calor, muy tenaz y puede soportar la esterilización por vapor, lo que lo hace adecuado para condiciones difíciles. El PPSU se utiliza mucho en instrumentos médicos que se esterilizan con frecuencia, en interiores de aviones expuestos a altas temperaturas y tensiones, y en fontanería, donde el calor y las tensiones mecánicas son esenciales. Más información Moldeo por inyección de PPSU.

Naftalato de polietileno (PEN) es una variante del PET, pero tiene mejores propiedades de barrera y resistencia térmica y química. El PEN se aplica en materiales de envasado que deben ser muy resistentes y tener buenas propiedades de barrera, y en electrónica, donde las piezas deben ser estables dimensionalmente y aislantes eléctricamente.

Polibutileno Sus características peculiares, como la resistencia al calor y a la presión, lo hacen ideal para su uso en sistemas de tuberías de distribución de agua caliente y fría y sistemas de calefacción por suelo radiante en los que se requieren altas temperaturas y presiones.

Polimetilpenteno (PMP) es un tipo de termoplástico bastante especial por su transparencia y resistencia al calor. El PMP se utiliza en equipos de laboratorio en los que se requiere resistencia química y claridad, y en utensilios de cocina para microondas por su resistencia al calor y la calidad en la preparación de alimentos.

Polisulfona (PSU) se caracteriza por su gran resistencia al calor, solidez y transparencia. Estas características lo hacen ideal para su uso en dispositivos médicos, especialmente los reutilizables y que deben esterilizarse, sistemas de filtración de agua por su estabilidad y resistencia, y piezas eléctricas en las que el aislamiento y la resistencia al calor son importantes.

Moldeo por inyección de termoestables frente a termoplásticos: Diferencias clave

Moldeo por inyección de termoplásticos

Esta técnica de moldeo termoplástico utiliza materiales como el polietileno y el nailon que pueden recalentarse y reciclarse para un segundo uso. Es perfecta para producir numerosos componentes que requieren flexibilidad, resistencia al impacto o claridad.

Moldeo por inyección de termoestables

Este método utiliza materiales como el epoxi y el poliéster, que sufren una reacción química cuando se exponen al calor y se endurecen hasta adquirir una forma específica. Una vez enfriados, no pueden volver a moldearse. Se utiliza cuando se requiere una gran solidez y resistencia térmica o química, pero, a diferencia de los termoplásticos, no pueden reciclarse.

Por lo tanto, la principal distinción es que los termoplásticos pueden reciclarse mediante fusión y los termoestables se moldean permanentemente y no pueden volver a moldearse, lo que proporciona una resistencia diferente según las necesidades.

Aplicaciones industriales del moldeo por inyección de termoplásticos

Industria del automóvil: El moldeo por inyección de termoplásticos se aplica ampliamente en la fabricación de componentes interiores y exteriores de automóviles, como salpicaderos, parachoques y paneles de puertas. También es útil para crear piezas bajo el capó, como depósitos de fluidos y carcasas, gracias a su resistencia y precisión.

Industria médica: En el sector médico, el moldeo por inyección de termoplásticos es muy importante en la fabricación de jeringuillas desechables, instrumentos quirúrgicos y carcasas para dispositivos médicos. Debido a su precisión en el desarrollo de patrones complejos, es esencial para desarrollar piezas utilizadas en herramientas de diagnóstico y prótesis.

Electrónica de consumo: En electrónica, este proceso de moldeo se utiliza en la producción de carcasas de teléfonos inteligentes, mandos a distancia y piezas de ordenador, entre otros. También se emplea en la fabricación de carcasas de baterías y conectores por su resistencia y versatilidad de formas.

Industria de la construcción: En la construcción, el moldeo por inyección de termoplásticos se aplica en la producción de accesorios de tuberías, piezas de fontanería y armarios eléctricos debido a la resistencia y durabilidad del material. También se aplica en la producción de materiales aislantes y marcos de ventanas por su solidez y resistencia al calor.

Juguetes y ocio: Este proceso de moldeo se utiliza en la creación de figuras de acción, rompecabezas y juegos de mesa con diseños complejos. También se emplea en la fabricación de artículos de exterior, como utensilios de jardinería y juegos infantiles, ya que permite obtener productos resistentes y seguros.

Productos para el hogar: El moldeo por inyección de termoplásticos es vital en la producción de aparatos de cocina, recipientes y utensilios por su resistencia al calor y a los productos químicos. También se utiliza en la fabricación de cubos de almacenamiento y utensilios de limpieza por su resistencia y sencillez.

Moldeo por inyección de termoplásticos: Defectos comunes y soluciones

A continuación se exponen los retos típicos que surgen durante el proceso y las estrategias para abordarlos con eficacia:

Relleno insuficiente: Esto ocurre cuando el molde no está completamente lleno. Para solucionarlo, se puede aumentar la velocidad o la presión de inyección, comprobar la temperatura del material o aumentar el tamaño de la compuerta.

Formación Flash: Se trata de una condición en la que se produce la formación de una fina capa de plástico en el borde de la pieza después de haber sido moldeada. Esto puede solucionarse reduciendo la presión de inyección o la fuerza de cierre, o comprobando si el molde está dañado.

Deformación: Si la pieza se deforma durante el enfriamiento, entonces considere una temperatura de enfriamiento uniforme, tiempo de ciclo hasta el estado óptimo.

Marcas de fregadero: Se trata de pequeños contornos en la superficie de la pieza y normalmente se producen en tamaños variables. Para evitarlos, aumente el tiempo de enfriamiento o reduzca la presión de mantenimiento.

Marcas de quemaduras: Se producen cuando el material se sobrecalienta o queda aire atrapado y pueden causar una decoloración negra o marrón en la superficie de la pieza. Esto puede solucionarse reduciendo la temperatura de la masa fundida y del molde y, al mismo tiempo, aumentando la velocidad de inyección para evitar el sobrecalentamiento o la formación de bolsas de aire.

Estos cambios deberían mejorar la calidad y la productividad del proceso de moldeo por inyección.

Resumen

El moldeo por inyección de termoplásticos sigue siendo uno de los pilares más significativos de la innovación que ofrece flexibilidad y eficacia en el desarrollo de productos de calidad. Se utiliza en los sectores de la automoción y la medicina, la electrónica de consumo y muchos más sectores, lo que demuestra su versatilidad y eficacia.

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