¿Qué es el moldeo por inyección asistida por agua?

La tecnología de inyección asistida por agua es una moldeo por inyección Proceso en el que una parte de la masa fundida se inyecta en la cavidad del molde y, a continuación, se inyecta agua a alta presión en la masa fundida a través de un equipo para moldear finalmente la pieza.

Debido a la incompresibilidad del agua, formando así una interfaz sólida en el extremo delantero del agua, la pared interior del producto se extruye en una cavidad, y el extremo delantero del agua también desempeña el papel de enfriamiento rápido.

Por lo tanto, la tecnología asistida por agua tiene muchas ventajas que no pueden compararse con la tecnología asistida por gas. Los estudios y las aplicaciones han demostrado que la tecnología asistida por agua puede generar paredes de cavidad más finas y uniformes, y que la superficie de la pared interior del canal es muy lisa.

Especialmente en el caso de piezas de paredes gruesas, el tiempo de enfriamiento puede reducirse significativamente con la refrigeración asistida por agua en comparación con la asistida por gas.

El principio del moldeo por inyección asistida por agua

Water-assisted injection molding is a development of gas injection technology in which the gas that blows away the melt (usually nitrogen) is replaced by water.

The hot melt can flow into an injection mold. This causes the thicker melt to cool slower because it is insulated by the outside wall. As the inner melt front cools at a different rate from the outside surface, it shrinks and can pull on the outside surface, creating warping and sink marks. temperature regulator hot oil.

Al reducir artefactos como marcas de hundimiento, alabeo y fuerza de sujeción mediante el uso de WIT, puede garantizar el máximo aprovechamiento del material. Un subproducto del mayor aprovechamiento del material es la reducción del peso, ya que se desperdicia menos material y se producen menos artefactos no deseados.

Although both methods can be used to make plastic parts with functional cavities, water-assisted injection molding has proven to be the most suitable for the economical production of parts with large closed sections.

Water-assisted injection molding comes in different forms. During blowing, the mold cavity is partially filled with melt, and then the gas expands (blows up) until the cavity is filled.

Por el contrario, en un proceso de soplado o contraflujo, la cavidad se llena de masa fundida y, a continuación, el núcleo de fluido se sopla hacia la cavidad de sobreflujo o se devuelve al tubo de material.

Problemas típicos del moldeo por inyección asistida por agua

Los defectos que pueden producirse en las moldeo por inyección have so far not appeared in gas-assisted injection molding. All defects can be compensated by a proper choice of processing parameters.

Por regla general, es mejor aspirar a un caudal volumétrico elevado con una presión de inyección baja, lo que puede conseguirse minimizando la contrapresión y obteniendo así un tiempo de retención de agua suficiente.

Para suprimir los remolinos cerca de la boquilla de inyección y las ondulaciones en la pared, el agua debe inyectarse a baja presión, para empezar, y luego debe aumentarse la presión hasta la presión de inyección real lo más rápidamente posible.

Cuando el caudal de agua es demasiado bajo, se produce un moldeado local causado por el vapor. Si aparecen poros, la presión del agua aumenta lentamente hasta el punto en que la fina capa superficial ya formada a baja presión puede romperse por la presión del agua.

El proceso de difusión provoca burbujas de agua, y la porosidad se produce cuando la masa fundida se solidifica a baja presión a ambos lados del molde y del fluido, y el material entre las capas exteriores del sólido se arruga provocando la formación de vacuolas.

Para eliminar o reducir la generación de porosidad, se requieren además caudales elevados durante la fase de inyección y alta presión de agua durante la fase de mantenimiento o enfriamiento. La lenta solidificación del material puede contrarrestar la formación de porosidad.

Las líneas de medios con bifurcaciones presentan un reto particular. Si la bifurcación es también soplado, entonces el control de las cavidades del molde de desbordamiento es apretado.

Especialmente si se utiliza un material de fraguado rápido, se solidificará una fina capa no deseada en la bifurcación y habrá que romperla de nuevo. El resultado son grietas en la capa exterior.

El moldeo por inyección asistida por agua consta de cinco etapas

(1) Inyección de la masa fundida

(2) Inyección de agua y cambio de núcleo

(3) Mantenimiento de la presión del agua en la sección de mantenimiento de la presión (incluyendo opcionalmente el proceso de lavado)

(4) Liberación de presión y evacuación de agua

(5) Desmoldeo

Características del moldeo por inyección asistida por agua

Because of the need for a fully formed waterway, process parameters are more important in water-assisted injection molding than in gas-assisted moldeo por inyección.

Se determinaron los efectos de diferentes parámetros de procesamiento de plásticos en las longitudes de penetración del agua. Se comprobó que el índice de contracción y la viscosidad de los materiales poliméricos, así como las formas de los huecos de los núcleos huecos, determinaban principalmente las longitudes de penetración del agua en los productos moldeados.

La incompresibilidad del agua proporciona un mejor control del proceso, pero impone mayores exigencias a la unidad de tecnología de inyección de agua, que tiene que proporcionar continuamente el caudal volumétrico necesario.

Una ventaja del agua sobre el gas se encuentra en las etapas de mantenimiento y enfriamiento: sus excelentes propiedades de enfriamiento permiten enfriar la masa fundida internamente y reducir considerablemente el tiempo de enfriamiento. Debido al mejor efecto de enfriamiento del agua en comparación con el gas, el tiempo de enfriamiento y, por tanto, el tiempo de ciclo pueden reducirse significativamente cuando se procesan piezas con diámetros mayores.

La evacuación del agua puede conseguirse de varias maneras. En el caso de materiales con altas temperaturas de transformación, como las poliamidas, basta con la presión del vapor. La gravedad también desempeña otro papel.

Otro método consiste en inyectar gas comprimido a través de otra jeringa, lo que expulsa el agua y provoca un efecto de secado. Independientemente del método elegido, el agua que sale de la pieza de plástico vuelve al depósito a través del inyector. Para garantizar una buena evacuación, el inyector de agua debe colocarse en el punto más bajo del molde.

Comparación del moldeo por inyección asistido por agua y por gas

Aunque los principios de la moldeo por inyección y el moldeo por inyección asistido por gas son los mismos, la mayoría de los observadores creen que el asistido por agua no sustituirá al asistido por gas y que el proceso que se adopte dependerá de la aplicación y del molde.

Water-assisted injection molding is the same as the gas-assisted process. Water injection technology starts with a short section of melt injected into the mold cavity, followed by the injection of water, which squeezes the resin melt to mold the part.

En algunas aplicaciones, se utiliza gas comprimido para extraer el agua del canal y deshumedecer completamente los componentes estructurales.

Studies and applications have shown that water assist produces thinner and more uniform cavity walls, which means material savings. In addition, water injection nozzles are typically larger than gas nozzles, water-assisted molding produces larger runners with smoother walls than gas-assisted molding.

La principal ventaja del moldeo asistido por agua sobre el moldeo asistido por gas con nitrógeno es la rápida eficacia de enfriamiento del agua. La conductividad térmica del agua es 40 veces superior a la del nitrógeno, y la capacidad térmica del agua es 4 veces superior a la del gas. Para piezas de paredes gruesas, el enfriamiento asistido por agua puede reducir el tiempo de enfriamiento en 30-70% en comparación con el enfriamiento asistido por gas.

La principal diferencia entre el gas y el agua es que el gas puede comprimirse, mientras que el agua no. La mayor viscosidad e incompresibilidad del agua hacen que el extremo delantero del agua forme una interfaz sólida, que actúa como un martillo de compresión para ahuecar la pieza. El extremo delantero del agua también desempeña la función de enfriar la masa fundida que se introduce en la cavidad del molde.

The advantages of water-assisted injection molding compared with gas-assisted injection molding:

(1) Acortar significativamente el tiempo de enfriamiento de la pieza de trabajo

(2) Son posibles secciones transversales de pieza más grandes

(3) Pared interior lisa

(4) Menor deformación de la pieza gracias al enfriamiento uniforme

(5) Sección transversal de pared uniforme

(6) Menor coste y fácil acceso al agua como medio de presión

Potential disadvantages of water-assisted injection molding:

(1) Problema de fuga de agua

(2) Es necesario deshidratar la pieza de trabajo

(3) Máquina de inyección de agua de gran tamaño

(4) No apto para todas las piezas de trabajo

Materiales para moldeo asistido por agua

Los mayores avances se han producido en la sustitución de tuberías y piezas metálicas utilizadas para la transferencia de fluidos en el compartimento del motor de los automóviles por materiales de tipo poliamida (nailon).

Estos materiales especiales se han modificado para obtener una velocidad de cristalización más lenta y evitar el fraguado prematuro y la perforación (o pelusa). Los nuevos materiales de poliamida son del tipo poliamida-6 o poliamida-6/6 y contienen principalmente fibras de vidrio o cargas minerales de fibra de vidrio.

Los materiales basados en poliamida-6/6 presentan una mayor resistencia a la corrosión de los refrigerantes de glicol. Algunos transformadores están utilizando polipropileno en procesos asistidos por agua, mientras que otros están evaluando copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) sin relleno, acetal y tereftalato de polibutileno (PBT) como materiales de base para aplicaciones relacionadas.

Desarrollo y perspectivas de aplicación del moldeo asistido por agua

Water-assisted injection molding technology is developing rapidly, and the nozzles have been improved to improve sealing performance and reduce water pump leakage. Nozzles used for water and air injection can also be used as an outlet for water accumulation in the workpiece cavity.

La nueva forma del contenedor de suministro de agua está más optimizada para mejorar el rendimiento de la presión, la capacidad y el control del tiempo del proceso de centrado.

Asistido por agua moldeo por inyección se ha desarrollado principalmente en Europa, lo que significa que la aplicación comercial de esta tecnología está más avanzada en Europa que en Norteamérica o Asia. Sus aplicaciones abarcan piezas de automóvil, piezas de consumo y piezas industriales.

El proceso WIT es ideal para la mayoría de piezas huecas o parcialmente huecas, como tuberías de agua y tiradores de puertas. Entre las aplicaciones típicas de WIT se incluyen manillas, marcos superiores, tapas de balancines, bloques de puertas, espátulas, soportes, sillas y mobiliario de oficina. Algunos de estos componentes tubulares solían fabricarse utilizando moldeo asistido por gas pero la tecnología asistida por agua es más adecuada.