Influencia del proceso de moldeo por inyección en la calidad de los productos moldeados

En el proceso de moldeo para transformar partículas de plástico en productos de plástico, el plástico se somete a menudo a altas temperaturas y presión y fluye bajo una elevada velocidad de cizallamiento.

Las distintas condiciones y procesos de moldeo producen efectos diferentes en la calidad de los productos. El moldeo por inyección tiene cuatro componentes: la materia prima plástica, la máquina de moldeo por inyección, el molde de inyección y el proceso de moldeo por inyección de plástico.

Si las materias primas plásticas se seleccionan correctamente y los parámetros técnicos de la máquina de moldeo por inyección y la estructura del molde cumplen los requisitos de las condiciones de moldeo, la calidad de los productos procesados está directamente relacionada con el proceso de moldeo por inyección.

La calidad del producto tiene la calidad interna del material y la calidad del aspecto, la calidad interna del material es principalmente la resistencia mecánica, y el tamaño de la tensión interna afecta directamente a la resistencia mecánica del producto, la razón principal de la tensión interna es la cristalinidad del producto y la orientación de las moléculas en el moldeo de plástico, etc.

La calidad de aspecto de los productos es la calidad superficial de los productos, pero el alabeo y la deformación causados por la tensión interna también afectarán a los problemas de calidad de aspecto.

Los defectos de apariencia de los productos incluyen falta de material, hundimientos, líneas de unión, rebabas, burbujas, vetas plateadas, puntos negros, deformaciones, grietas, delaminación y decoloración, entre otros; todos ellos están relacionados con la temperatura, la presión, el tiempo de flujo y la posición durante el moldeo por inyección.

Temperatura de moldeo

Temperatura del barril, temperatura de plastificación, temperatura de la boquilla, temperatura del molde y temperatura de secado del plástico, etc.

Temperatura del cilindro: es la temperatura de fusión del plástico. Si se ajusta demasiado alta, la viscosidad del plástico fundido será baja y, con la misma presión y caudal de inyección, la velocidad de inyección será elevada; los productos moldeados tenderán a presentar rebabas, vetas plateadas, decoloración y fragilidad.

Si la temperatura del barril es demasiado baja, el plástico se plastificará mal, la viscosidad será alta, la velocidad de inyección será lenta bajo la misma presión de inyección y caudal, y los productos moldeados serán fácilmente deficientes, con marcas obvias de fusión, tamaño inestable y grumos fríos en los productos.

Temperatura de la boquilla: un ajuste elevado provoca el goteo de la boquilla y genera hilos de material frío en los productos. Una temperatura baja causa obstrucciones en el sistema de canales del molde. Entonces es necesario aumentar la presión de inyección para introducir el plástico, pero aparecen grumos de material frío en los productos recién moldeados.

Temperatura del molde: con una temperatura alta pueden reducirse la presión y el caudal de inyección, pero, a igual presión y caudal, los productos tienden a presentar rebabas, alabeo y deformación, además de adherirse al molde y dificultar la expulsión. Si la temperatura del molde es baja, con la misma presión y caudal de inyección pueden aparecer llenado insuficiente, burbujas, líneas de unión, etc.

Temperatura de secado del plástico: los distintos plásticos requieren temperaturas de secado diferentes. Para el plástico ABS suele ajustarse entre 80 y 90 ℃; de lo contrario, resulta difícil eliminar por secado el agua y los disolventes residuales, el producto tiende a presentar vetas plateadas y burbujas, y también disminuye su resistencia.

Presión del proceso de moldeo

Contrapresión de pre-moldeo: alta densidad de almacenamiento de contrapresión, más almacenamiento en el mismo volumen de almacenamiento. Baja contrapresión la densidad de almacenamiento es baja y se almacena menos material.

Después de ajustar la posición de almacenamiento, y luego hacer un mayor ajuste de la contrapresión, debe prestar atención a restablecer la posición de almacenamiento, de lo contrario, es fácil hacer que los productos vuelen hacia el borde o insuficiente.

Presión de inyección: las distintas variedades de plástico tienen viscosidades de fundido diferentes, y la viscosidad de los plásticos amorfos varía considerablemente al cambiar la temperatura de plastificación.

La presión de inyección se ajusta según la viscosidad del plástico fundido y la relación de procesado del plástico. Si es demasiado baja, el producto no se llena suficientemente y presenta abolladuras, líneas de unión e inestabilidad dimensional. Si es demasiado alta, el producto presenta rebabas, decoloración y dificultades para expulsarlo del molde de inyección.

Presión de cierre: se determina en función del tamaño del área proyectada de la cavidad del molde y del nivel de la presión de inyección.

Una presión de apriete insuficiente hace que el producto vuele con facilidad y aumenta su peso. Si la fuerza de sujeción es demasiado grande, será difícil abrir el molde. La presión de sujeción general se establece en no más de 120par/cm2.

Presión de mantenimiento: una vez terminada la inyección, se sigue aplicando presión al husillo; esto se denomina presión de mantenimiento. En ese momento, el producto de la cavidad aún no se ha solidificado. La presión de mantenimiento permite seguir llenando la cavidad para garantizar que la pieza quede completa.

Si la presión es demasiado alta, traerá resistencia al molde y al núcleo, y los productos se cubrirán fácilmente de blanco y se deformarán, además, la compuerta del canal del molde se expandirá fácilmente por el plástico y la compuerta se romperá en el canal. Si la presión es demasiado baja, el producto tendrá abolladuras y su tamaño será inestable.

El principio de ajuste de la presión del molde y del neutrón se basa en el tamaño de la cavidad del molde y en el tamaño del área de proyección del núcleo insertado, así como en la complejidad de la geometría del producto moldeado. En términos generales, la presión de los cilindros del molde y del neutrón debe ajustarse a un nivel que pueda empujar el producto.

Caudal

Velocidad del husillo: además de ajustar el caudal de preplastificación, depende principalmente de la contrapresión de preplastificación.

Si la tasa de flujo de pre-moldeo se ajusta a grandes, pre-moldeo contrapresión y alta, con la rotación del tornillo, de plástico en la fuerza de cizallamiento barril, la estructura molecular de plástico es fácil de cortar, y el producto tiene manchas negras y rayas negras, que afectan a la apariencia de la calidad del producto y la fuerza, y la temperatura de calentamiento barril no es fácil de controlar.

El caudal de pre-moldeo se ajusta demasiado bajo, y el tiempo de almacenamiento de pre-moldeo se prolonga, lo que afectará al ciclo de moldeo.

Velocidad de inyección: debe ajustarse de forma razonable, pues de lo contrario afectará a la calidad del producto. Si es demasiado alta, los productos presentarán burbujas, quemaduras y decoloración. Si es demasiado baja, el llenado será insuficiente y aparecerán líneas de unión, entre otros defectos.

Caudal del soporte del molde y de los machos hidráulicos: no debe ajustarse demasiado alto; de lo contrario, la expulsión y la extracción de los machos serán demasiado rápidas e inestables, y el producto tenderá a presentar blanqueamiento por expulsión.

Ajuste de la hora

Tiempo de secado: es el tiempo durante el cual se secan las materias primas plásticas; cada tipo de plástico tiene una temperatura y un tiempo de secado óptimos. Para el ABS se recomiendan 80～90℃ durante 2 horas. En general, el ABS alcanza una absorción de agua del 0,2～0,4 % en 24 horas y puede moldearse por inyección con un contenido de agua del 0,1～0,2 %.

Inyección y tiempo de mantenimiento: los métodos de control de la máquina de inyección por ordenador están equipados con inyección multietapa que se puede graduar para regular la presión, y la velocidad y ajustar la cantidad de plástico inyectado.

De modo que la inyección en la cavidad del molde de plástico alcanza una velocidad constante, y mejora el aspecto de los productos moldeados y la calidad del material interior.

Por lo tanto, en el proceso de moldeo por inyección se suele utilizar el control por posición, no por tiempo, y la presión se controla mediante el tiempo. Por ejemplo, si el tiempo de mantenimiento es largo, la densidad y el peso del producto son elevados, la tensión interna es grande, el desmoldeo resulta difícil, se producen fácilmente marcas blancas de expulsión y se prolonga el ciclo de moldeo. Si el tiempo de mantenimiento es demasiado corto, los productos pueden presentar abolladuras y las dimensiones no son estables.

Tiempo de enfriamiento: garantiza la estabilidad de la forma del producto. Tras inyectarse en la cavidad, el plástico necesita tiempo suficiente para enfriarse y adquirir su forma; de lo contrario, al abrir el molde los productos tienden a alabearse y deformarse, y pueden presentar blanqueamiento por expulsión. Un tiempo de enfriamiento excesivo alarga el ciclo de moldeo y no resulta económico.

Control de posición

Posición de desplazamiento del molde: se denomina así a toda la distancia recorrida desde la apertura del molde hasta su cierre y bloqueo. La posición óptima permite retirar los productos con facilidad. Si la distancia de apertura es excesiva, el ciclo de moldeo se alarga.

Posición del soporte del molde: debe controlarse la posición de expulsión desde el molde de modo que los productos puedan retirarse con facilidad.

Posición de dosificación: en primer lugar, debe garantizar la cantidad de plástico necesaria para moldear el producto en una inyección y, en segundo lugar, controlar la cantidad de material almacenada en el cilindro. Si la dosificación por inyección es excesiva, el producto tiende a presentar rebabas; si es insuficiente, el llenado del producto queda incompleto.

Demasiado stock en el barril, el plástico permanece en el barril durante mucho tiempo, los productos son fáciles de perder el color, y afecta a la fuerza de los productos moldeados. Por el contrario, afecta a la calidad de plastificación del plástico, y no se añadirá material al molde al mantener la presión, y los productos quedarán poco moldeados y con abolladuras.

Conclusión

La calidad de los productos moldeados por inyección depende del diseño del producto, el material plástico, el diseño y la calidad de fabricación del molde, la selección de la máquina de moldeo por inyección y el ajuste del proceso, entre otros factores.

En los moldes de producción normal, la única forma de garantizar y mejorar la calidad de los productos es ajustar el proceso de inyección; es decir, ajustar la temperatura, la presión, el caudal, el tiempo y la posición. El ajuste del proceso debe ser global e integrado.

Si el tamaño del producto cambia mucho, puede empezar a considerar las materias primas plásticas, si es plástico cristalino o no cristalino, el tamaño del peso molecular del plástico, etc.

Es plástico cristalino y plástico macromolecular, para considerar la cristalinidad del producto y la orientación molecular, la forma del producto en el flujo de los cambios de moldeo, y hacer que los cambios de tensión interna del producto y el tamaño, lo que resulta en cambios de contracción del producto.

Para resolver pequeñas variaciones dimensionales del producto, se puede aumentar la temperatura del material, reducir la temperatura del molde, controlar el volumen de inyección, disminuir la presión de inyección y aumentar la velocidad para llenar la cavidad de inmediato. Siempre que se garantice el llenado, también pueden reducirse el tiempo de mantenimiento y la densidad del producto moldeado por inyección, y prolongarse el tiempo de enfriamiento, a fin de disminuir las tensiones internas y las variaciones de contracción.

En resumen, el ajuste del proceso de inyección no puede hacerse desde un único punto, sino que es el principio del proceso de inyección. Consideración integral y equilibrada del problema se puede ajustar a partir de una variedad de aspectos uno por uno o varios temas a la vez para ajustar.

No obstante, el método y el principio de ajuste deben determinarse a partir de la calidad de los productos fabricados en ese momento y de las condiciones del proceso de moldeo por inyección.

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