Procesado de polímeros: inyección

Procesado de polímeros: inyección

1. DEFINICIÓN

   • Es un proceso de fabricación semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, un metal o, un material cerámico en estado de fusión, en el interior de un molde cerrado a presión y en frio. Al enfriarse la pieza moldeada se obtienen las dimensiones deseadas.

2. Proceso

   • consiste básicamente en fundir un material plástico en condiciones adecuadas e introducirlo a presión en las cavidades de un molde, donde se enfría hasta una temperatura a la que las piezas puedan ser extraídas sin deformarse
     • Es el método de transformación más característico de la industria de plásticos, y de hecho las máquinas de inyección modernas son un ejemplo de máquinas ideadas y fabricadas con vistas a la producción masiva de pieza

3. Partes de la inyectora

   • • Un sistema de alimentación y dosificación.
     • Un pistón de inyección, que empuja al material dentro de la cámara de calefacción y le da presión para que entre en el molde.
     • Una cámara de calefacción, que calienta al material a una temperatura suficiente para que pueda fluir al ser sometido a la presión del pistón.
     • Un sistema de controles para que los distintos mecanismos actúen en la secuencia adecuada.
     • Un mecanismo de cierre que mantiene unidas las dos mitades del molde durante el ciclo de inyección.
     • •El molde en el que se inyecta el material, que debe abrirse en un momento determinado del ciclo de moldeo, lo que permite extraer la pieza moldeada

4. Etapas del proceso

   • El ciclo del proceso de inyección tiene 4 etapas bien caracterizadas
     • • 1 el calentamiento del termoplástico
       • 2 la entrada de material polimérico en el molde
       • 3 la transferencia de calor o refrigeración
       • 4 el desmolde de la pieza
     • Las propiedades e calidad de los moldes determinan la productividad del proceso, ya que la tasa de producción, es decir el tiempo del ciclo, dependerá de la rapidez con que el material puede ser calentado, inyectado, solidificado y expulsado.

5. Variables involucradas

   • Tiempo de mantenimiento o compactación
     • Este tiempo se prolonga hasta que la entrada a la cavidad de moldeo solidifica. A partir de ese instante la cavidad de moldeo queda aislada del resto del sistema mientras continúa enfriándose, por lo que prolongar el tiempo que el pistón permanece en posición avanzada carecería de sentido.
   • tiempo de llenado o de inyección inicial
     • - El tiempo necesario para realizar la inyección depende de numerosos factores, como de cuánto material se está inyectando, su viscosidad, las características del molde y el porcentaje de la capacidad de inyección que se está empleando
   • Temperatura de inyección
     • - Esta temperatura es función del tipo de material y no debe ser superior a la temperatura a la que comienza a descomponerse, pero debe ser suficientemente elevada para permitir que el material fluya correctamente
   • Presión posterior o de retroceso (back pressure)
     • Es la presión que se aplica al tornillo mientras retrocede, una vez finalizada la etapa de compactación. Este material comienza a alojarse delante del tornillo, obligando a que el tornillo retroceda, sin embargo, no se permite que el tornillo retroceda libremente, sino que se aplica una cierta presión posterior para conseguir que el material se mezcle y homogenice adecuadamente.
   • Presión de mantenimiento o compactación (holding pressure)
     • Se llama presión de mantenimiento o compactación, puesto que es la presión que se aplica durante la etapa de compactación, cuando algunas partes del material han comenzado a enfriarse y contraerse, y obliga a que el molde se acabe de llenar y se obtenga una pieza con una densidad uniforme.
   • Presión inicial o llenado
     • Esta presión obliga a que el material fundido fluya hacia adelante, produciendo el llenado inicial del molde. En una situación ideal la presión inicial debe ser lo mayor posible, de modo que el llenado se produzca lo más rápidamente posible.
   • velocidad de enfriamiento
     • La velocidad a la que se enfría el plástico es un factor muy importante puesto que va a condicionar la morfología del material y, por tanto, sus propiedades físicas, mecánicas, Ópticas, etc.
   • Temperatura del molde
     • Debe ser lo suficientemente baja para enfriar el material fundido y conseguir que solidifique. Esta temperatura varía a lo largo del molde y depende de varios parámetros (temperatura del fluido refrigerante, temperatura del material, características térmicas del molde, etc.).
   • Tiempo de enfriamiento
     • Es una de las variables más importantes para conseguir una pieza de buena calidad. Es el tiempo que la pieza requiere para enfriarse hasta que ha solidificado y además ha adquirido la rigidez suficiente para poder ser extraída del molde sin que se deforme.

6. DEFECTOS

   • Manchas negras
   • Aire atrapado
   • grietas o microgrietas
   • Líneas de flujo
   • Zona mate cerca del punto de colada
   • Rechupes y vacuolas
   • Marcas del expulsar
   • Material frío
   • Líneas de flujo frías
   • Pulido no uniforme
   • jetting (efecto chorro)
   • grietas de tensiones
   • Deformación por la expulsión

7. APLICACIONES

   • envases, tapas
   • carcasas
   • piezas de motocicletas
   • productos de oficina
   • envases biomédicos
   • botones
   • partes robóticas

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