El moldeo por inyección es una tecnología que depende de las propiedades de los plásticos, y comprenderlas es esencial para cualquier profesional del sector.
Dominar las propiedades del proceso facilita la resolución de problemas de calidad a medida que surgen en la producción, una parte integral del perfeccionamiento de su oficio.
I. Proceso de moldeo por inyección de polipropileno (PP)
El PP es un termoplástico translúcido semicristalino de gran resistencia, buen aislamiento, baja absorción de agua, alta temperatura de deflexión térmica, baja densidad y alta cristalinidad. Los rellenos modificados suelen incluir fibra de vidrio, relleno mineral, caucho termoplástico, etc.
La fluidez del PP varía mucho de una aplicación a otra, y el uso general de la fluidez del PP se sitúa entre el ABS y el PC.
El PP puro es de color marfil semitransparente y se puede teñir en varios colores; el PP solo se puede teñir con masterbatch en máquinas de moldeo por inyección generales.
Independientemente de la aplicación, las máquinas equipadas con elementos de plastificación pueden garantizar resultados de alta calidad.
Para los casos de uso en exteriores, es esencial añadir a la mezcla estabilizadores UV y relleno de negro de humo para mantener el rendimiento.
Para evitar el debilitamiento o la decoloración de su producto final sin dejar de ofrecer soluciones ecológicas, debe respetarse una tasa máxima de material reciclado de 15% durante los ciclos de producción.
No hay ningún requisito especial para la selección de una máquina de moldeo por inyección. Porque el PP tiene una alta cristalinidad.
Es necesario utilizar una máquina computarizada de moldeo por inyección con alta presión de inyección y control multietapa. La fuerza de cierre suele determinarse en 3800t/m2 y el volumen de inyección es del 20%-85%.
La temperatura del molde es de 50-90℃, con alta temperatura del molde para altos requisitos dimensionales. La temperatura del núcleo es más de 5 ℃ inferior a la temperatura de la cavidad, el diámetro del canal es de 4-7 mm, la longitud de la puerta de la aguja es de 1-1,5 mm, y el diámetro puede ser tan pequeño como 0,7 mm.
Cuanto menor sea la longitud de la puerta del borde, mejor, alrededor de 0,7 mm, la profundidad es la mitad del espesor de la pared, la anchura es el doble del espesor de la pared, y la longitud del flujo de fusión en la cavidad aumenta con el molde.
El molde debe tener buen escape, el agujero de escape es de 0,025mm-0,038mm de profundidad y 1,5mm de espesor, para evitar marcas de contracción, es necesario utilizar una boca de inyección grande y redonda y canal de flujo redondo, el espesor del refuerzo debe ser pequeño (por ejemplo, es 50-60% del espesor de la pared).
El grosor de los productos fabricados con PP homopolímero no puede superar los 3 mm; de lo contrario, se formarán burbujas (los productos de paredes gruesas sólo pueden fabricarse con PP copolímero).
El punto de fusión del PP es de 160-175℃, y la temperatura de descomposición es de 350℃, pero el ajuste de temperatura no puede superar los 275℃ durante el proceso de inyección, y la temperatura de la sección de fusión es preferiblemente de 240℃.
Para reducir la tensión interna y la deformación debe optarse por la inyección a alta velocidad, pero algunos grados de PP y moldes no son aplicables (aparecen burbujas y patrones de aire).
Si las rayas claras y oscuras de la superficie estampada se extienden por la compuerta, debe utilizarse una inyección de baja velocidad y una temperatura de molde más alta.
La contrapresión de la masa fundida puede ser de 5 bares, y la contrapresión del polvo de color puede ajustarse a un valor superior.
Utilice una presión de inyección más alta (1500-1800 bar) y una presión de mantenimiento (aproximadamente 80% de la presión de inyección). Gire la presión de retención a aproximadamente 95% de la carrera completa y utilice un tiempo de retención más largo.
Para evitar la contracción y la deformación causadas por la postcristalización, el producto suele tratarse con remojo en agua caliente.
2. Proceso de moldeo por inyección de polietileno (PE)
El PE es materia prima cristalina, la absorción de humedad es muy pequeña, no más de 0,01%, por lo que no es necesario secar antes de procesar.
La flexibilidad de la cadena molecular de PE, las pequeñas fuerzas entre enlaces, la baja viscosidad de la masa fundida y la excelente fluidez, por lo que el moldeo sin una presión demasiado alta se pueden moldear productos de paredes finas de flujo largo.
Rango del índice de contracción del PE, valor de contracción, direccional obvio, índice de contracción del LDPE de alrededor de 1,22%, índice de contracción del HDPE de alrededor de 1,5%. HDPE tasa de contracción es de alrededor de 1.5%.
Por tanto, el producto tiende a deformarse y alabearse, y las condiciones de enfriamiento del molde influyen considerablemente en la tasa de contracción. Debe controlarse bien la temperatura del molde de inyección para mantener un enfriamiento uniforme y estable.
La capacidad de cristalización del PE es alta, y la temperatura del molde tiene una gran influencia en el estado de cristalización de las piezas de plástico.
La temperatura del molde es alta, la masa fundida se enfría lentamente, la cristalización de las piezas de plástico fundido es alta y la resistencia es elevada.
El punto de fusión del PE no es alto, pero la capacidad calorífica específica es mayor, por lo que la plastificación sigue necesitando consumir más calor, por lo que se requiere que el dispositivo de plastificación tenga una mayor potencia calorífica para mejorar la eficiencia de la producción.
El rango de temperatura de reblandecimiento del PE es pequeño, y la masa fundida es fácil de oxidar, por lo que el proceso de moldeo debe evitar en la medida de lo posible el contacto entre la masa fundida y el oxígeno, para no reducir la calidad de las piezas de plástico.
Las piezas de PE son blandas y fáciles de desmoldar, por lo que cuando las piezas de plástico tienen ranuras laterales poco profundas, se pueden desmoldar con fuerza.
La naturaleza no newtoniana de la masa fundida de PE no es obvia, el cambio de la velocidad de cizallamiento tiene menos efecto sobre la viscosidad, y la viscosidad de la masa fundida de PE se ve menos afectada por la temperatura. la velocidad de enfriamiento de la masa fundida de PE es lenta, por lo que debe enfriarse completamente. El molde debe tener un mejor sistema de enfriamiento.
Si la masa fundida de PE se alimenta por entrada directa durante la inyección, debería aumentar la tensión y producir una contracción desigual y un aumento direccional de la deformación obviamente, por lo que se debe prestar atención a la selección de los parámetros de entrada.
La temperatura de moldeo del PE es amplia, en el estado de flujo, una pequeña fluctuación de la temperatura no afecta al moldeo por inyección. La estabilidad térmica del PE es buena, por lo general por debajo de 300 grados sin fenómeno de descomposición obvia, que tiene poco efecto sobre la calidad.
Las principales condiciones de moldeo del PE
Temperatura del cilindro: Depende principalmente de la densidad del PE y del caudal del fundido, además del tipo y el rendimiento de la máquina de moldeo por inyección y de la forma deseada de las piezas de plástico de primer nivel.
Como el PE es un polímero cristalino, los granos deben absorber cierto calor al fundirse, por lo que la temperatura del barril debe ser 10 grados superior a su punto de fusión.
Para el LDPE, la temperatura del barril se controla a 140-200℃, y para el HDPE, la temperatura del barril se controla a 220℃, con la parte trasera del barril tomando el valor mínimo y la parte delantera tomando el valor máximo.
Temperatura del molde: La temperatura del molde influye considerablemente en la cristalización de las piezas de plástico: cuanto mayor sea, mayores serán la cristalinidad de la masa fundida y la resistencia, pero también aumentará la contracción.
Normalmente, la temperatura del molde de LDPE se controla a 30℃-45℃, mientras que la temperatura del HDPE es 10-20℃ más alta en consecuencia.
Presión de inyección: Aumentar la presión de inyección favorece el llenado del molde con la masa fundida. Debido a la buena fluidez del PE, salvo en productos delgados y de paredes finas, conviene elegir una presión menor; la presión habitual es de 50-100 MPa. Para piezas de forma sencilla y paredes gruesas, la presión puede ser menor; en el caso contrario, debe ser mayor.
3. Proceso de moldeo por inyección de cloruro de polivinilo (PVC)
Aplicaciones habituales: tuberías de suministro de agua, tuberías domésticas, paneles de pared para viviendas, carcasas de máquinas comerciales, embalajes de productos electrónicos, dispositivos médicos, envases alimentarios, etc.
Propiedades químicas y físicas: El PVC es un material amorfo. En la práctica, se le suelen añadir estabilizantes, lubricantes, auxiliares de procesamiento, colorantes, modificadores de impacto y otros aditivos.
El material de PVC es incombustible, muy resistente, resistente a los cambios atmosféricos y tiene una excelente estabilidad geométrica.
El PVC es muy resistente a los agentes oxidantes, reductores y ácidos fuertes. Sin embargo, puede corroerse con ácidos oxidantes concentrados, como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico, y no es adecuado para el contacto con hidrocarburos aromáticos y clorados.
La temperatura de fusión del PVC es un parámetro muy importante en la transformación y si este parámetro no es el adecuado provocará la descomposición del material plástico.
El índice de contracción del PVC es bastante bajo, generalmente 0,2~0,6%.
Condiciones del proceso de moldeo por inyección.
Tratamiento de secado: Por lo general, no se requiere secado.
Temperatura de fusión: 185~205 ℃. Temperatura del molde: 20~50 ℃.
Presión de inyección: puede alcanzar los 1500 bar.
Presión de mantenimiento: puede alcanzar los 1000 bar.
Velocidad de inyección: Para evitar una degradación excesiva del material, suele emplearse una velocidad de inyección bastante alta.
Canales y compuertas: Se pueden utilizar todas las compuertas convencionales. Para piezas pequeñas moldeadas por inyección, es preferible una compuerta de punta de aguja o submarina; para piezas más gruesas, una compuerta de abanico.
El diámetro mínimo de la compuerta de punta de aguja o de la compuerta sumergida debe ser de 1 mm; el grosor de la compuerta de abanico no debe ser inferior a 1 mm.
Propiedades químicas y físicas: El PVC rígido es uno de los materiales plásticos fundidos más utilizados.
4. Proceso de moldeo por inyección de poliestireno (PS)
Campos de aplicación típicos: envasado de productos, productos domésticos (vajillas, bandejas, etc.), eléctricos (recipientes transparentes, dispersores de luz, láminas aislantes, etc.).
Propiedades químicas y físicas: La mayoría del PS comercial es transparente y amorfo. El PS presenta una estabilidad geométrica y térmica muy buena, excelentes propiedades de transmisión óptica y aislamiento eléctrico, y una tendencia muy leve a absorber humedad.
Es resistente al agua y diluye los ácidos inorgánicos, pero puede corroerse con ácidos oxidantes fuertes, como el ácido sulfúrico concentrado, y puede hincharse y deformarse en algunos disolventes orgánicos. Los índices de contracción típicos oscilan entre 0,4 y 0,7%.
Condiciones del proceso de moldeo por inyección.Secado: El secado no es normalmente necesario a menos que se almacene incorrectamente. Si se requiere secado, las condiciones de secado recomendadas son 80°C y de 2 a 3 horas.
Temperatura de fusión: 180~280 ℃. Para materiales ignífugos, el límite superior es de 250 ℃.
Temperatura del molde: 40~50 ℃.
Presión de inyección: 200~600 bar.
Velocidad de inyección: Se recomienda emplear una velocidad de inyección alta.
Canales y compuertas: Se pueden utilizar todos los tipos convencionales de compuerta.
5. Proceso de moldeo por inyección de ABS
Ámbitos de aplicación habituales: automóviles (tableros de instrumentos, escotillas para herramientas, tapacubos, carcasas de reflectores, etc.), frigoríficos, herramientas y aparatos de gran resistencia (secadores de pelo, batidoras, procesadores de alimentos, cortacéspedes, etc.), carcasas de teléfonos, teclados de máquinas de escribir y vehículos recreativos, como carros de golf y motos de agua, entre otros.
Propiedades químicas y físicas: El ABS se sintetiza a partir de tres monómeros químicos: acrilonitrilo, butadieno y estireno.
Cada monómero aporta propiedades distintas: el acrilonitrilo ofrece gran resistencia y estabilidad térmica y química; el butadieno aporta tenacidad y resistencia al impacto; y el estireno facilita el procesamiento y proporciona un buen acabado y una alta resistencia. Morfológicamente, el ABS es un material amorfo.
La polimerización de los tres monómeros produce un terpolímero con dos fases, una fase continua de estireno-acrilonitrilo y una fase dispersa de caucho de polibutadieno.
Las propiedades del ABS dependen en gran medida de la proporción de los tres monómeros y de la estructura molecular en las dos fases.
Esto permite una gran flexibilidad en el diseño de moldes de productos y ha dado lugar a un centenar de calidades diferentes de materiales ABS en el mercado.
Estas diferentes calidades ofrecen distintas propiedades, como una resistencia al impacto de media a alta, un brillo de bajo a alto y propiedades de distorsión a altas temperaturas.
Los materiales ABS ofrecen una excelente procesabilidad, apariencia, baja fluencia y excelente estabilidad dimensional, así como una gran resistencia al impacto.
Condiciones del proceso de fabricación del moldeo por inyección.
Tratamiento de secado: El ABS es higroscópico y debe secarse antes del procesamiento. Se recomienda secarlo durante un mínimo de 2 horas a 80~90 °C. Debe garantizarse que el contenido de humedad del material sea inferior al 0,1 %.
Temperatura de fusión: 210~280 ℃; temperatura recomendada: 245 ℃.
Temperatura del molde: 25~70 ℃. (La temperatura del molde afecta al acabado de las piezas de plástico; una temperatura menor produce un acabado inferior).
Presión de inyección: 500~1000 bar.
Velocidad de inyección: de media a alta.
¿Necesita un presupuesto para su proyecto de moldeo por inyección?Obtenga precios competitivos, comentarios de DFM y un calendario de producción del equipo de ingeniería de ZetarMold.
Solicite un presupuesto gratuito → Consulte nuestra Guía completa del moldeo por inyección para obtener una visión integral.
