7 factores que deben tenerse en cuenta en el moldeo por inyección de plástico

La forma y el cálculo de la contracción por moldeo de termoplásticos son los mencionados anteriormente. Los factores que afectan la contracción por moldeo de termoplásticos son los siguientes:

Durante el proceso de moldeo de termoplásticos, debido a factores como los cambios de volumen causados ​​por la cristalización, las fuertes tensiones internas, las elevadas tensiones residuales acumuladas en las piezas de plástico y la fuerte orientación molecular, entre otros, la tasa de contracción es mayor que en los plásticos termoestables, el rango de contracción es más amplio y la direccionalidad es más evidente. Además, la contracción tras el moldeo, el recocido o el tratamiento de control de humedad suele ser mayor que la de los plásticos termoestables.

Durante el moldeo, el material fundido entra en contacto con la superficie de la cavidad y la capa exterior se enfría inmediatamente, formando una capa sólida de baja densidad. Debido a la baja conductividad térmica del plástico, la capa interior de la pieza se enfría lentamente, formando una capa sólida de alta densidad que se contrae considerablemente. Por lo tanto, las piezas con paredes gruesas, enfriamiento lento y capas gruesas de alta densidad se contraerán más.

Además, la presencia o ausencia de insertos, así como su disposición y cantidad, afectan directamente la dirección del flujo del material, la distribución de la densidad y la resistencia a la contracción. Por lo tanto, las características de las piezas de plástico tienen un mayor impacto en el tamaño y la direccionalidad de la contracción.

Factores como la forma, el tamaño y la distribución de la entrada de alimentación afectan directamente la dirección del flujo del material, la distribución de la densidad, el efecto de mantenimiento de la presión y la alimentación, así como el tiempo de moldeo. Las entradas de alimentación directas y las de gran sección transversal (especialmente las de mayor espesor) presentan menor contracción pero mayor direccionalidad, mientras que las entradas más anchas y cortas tienen menor direccionalidad. Aquellas cercanas a la entrada de alimentación o paralelas a la dirección del flujo del material se contraerán más.

La temperatura del molde es alta, el material fundido se enfría lentamente, tiene alta densidad y se contrae considerablemente. En particular, en materiales cristalinos, la contracción es mayor debido a su alta cristalinidad y a los grandes cambios de volumen. La distribución de la temperatura del molde también está relacionada con el enfriamiento interno y externo y la uniformidad de la densidad de la pieza de plástico, lo que afecta directamente a la contracción y la direccionalidad de cada pieza.

Además, la presión y el tiempo de mantenimiento también influyen significativamente en la contracción. Si la presión es alta y el tiempo prolongado, la contracción será pequeña pero direccional. Si la presión de moldeo por inyección es alta, la diferencia de viscosidad del material fundido es pequeña, la tensión de cizallamiento entre capas es baja y el rebote elástico tras el desmoldeo es grande, por lo que la contracción se puede reducir adecuadamente. Si la temperatura del material es alta, la contracción es grande, pero la direccionalidad es pequeña. Por lo tanto, ajustar diversos factores como la temperatura del molde, la presión, la velocidad de inyección y el tiempo de enfriamiento durante el moldeo también permite modificar adecuadamente la contracción de la pieza de plástico.

Al diseñar el molde, basándose en el rango de contracción de los distintos plásticos, el espesor de la pared y la forma de la pieza de plástico, el tamaño y la distribución de la entrada de alimentación, se determina la tasa de contracción de cada parte de la pieza de plástico según la experiencia, y luego se calcula el tamaño de la cavidad.

(1). La fluidez de los termoplásticos generalmente se puede analizar a partir de una serie de índices como el peso molecular, el índice de fusión, la longitud de flujo en espiral de Arquímedes, la viscosidad aparente y la relación de flujo (longitud de flujo/espesor de la pared de la parte plástica).

Los plásticos con el mismo nombre de producto deben consultar sus instrucciones para determinar si su fluidez es adecuada para moldeo por inyección.

Según los requisitos de diseño del molde, la fluidez de los plásticos de uso común se puede dividir aproximadamente en tres categorías:

• Buena fluidez: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4) metilpenteno;
• resinas de la serie de poliestireno de fluidez media (como ABS, AS), PMMA, POM, éter de polifenileno;
• Policarbonato de baja fluidez, PVC duro, éter de polifenileno, polisulfona, poliarilsulfona, fluoroplásticos.

(2). La fluidez de diversos plásticos también cambia debido a diversos factores de moldeo. Los principales factores que influyen son los siguientes:

• La fluidez de los materiales aumenta con la temperatura, pero también existen diferencias entre los distintos plásticos. La fluidez del PS (especialmente el resistente al impacto y con un alto índice de fluidez), PP, PA, PMMA, poliestireno modificado (como ABS y AS), PC, CA y otros plásticos varía considerablemente con la temperatura.
• A medida que aumenta la presión en el moldeo por inyección, el material fundido se somete a una mayor cizalladura y su fluidez también aumenta. El PE y el POM son especialmente sensibles a este proceso.
• La forma, el tamaño, la disposición de la estructura del molde, el sistema de vertido, el diseño del sistema de refrigeración, la resistencia al flujo del material fundido y otros factores afectan directamente a la fluidez real.

Los termoplásticos se pueden dividir en dos categorías: plásticos cristalinos y plásticos amorfos (también conocidos como amorfos), según el hecho de que no cristalizan al condensarse.

Al diseñar moldes y seleccionar máquinas de moldeo por inyección, se debe prestar atención a los siguientes requisitos para plásticos cristalinos:

• Se requiere mucho calor para elevar la temperatura del material, por lo que es necesario utilizar equipos con gran capacidad de plastificación.
• Durante el enfriamiento y la recuperación se libera una gran cantidad de calor, por lo que es necesario enfriar.
• La diferencia de densidad entre el estado fundido y el estado sólido es grande, lo que provoca una gran contracción durante el moldeo.
• El enfriamiento rápido produce una baja cristalinidad y una pequeña contracción. El grado de cristalinidad está relacionado con el espesor de la pared.
• Anisotropía significativa y gran tensión interna. Propenso a la deformación y al alabeo.
• El rango de temperatura de cristalización es estrecho, lo que facilita que el puerto de alimentación se bloquee.

(1). La sensibilidad térmica se refiere a la tendencia de algunos plásticos a ser más sensibles al calor. Cuando se calientan a altas temperaturas durante un tiempo prolongado, el material es propenso a la decoloración, la degradación y la descomposición.

Por lo tanto, se debe prestar atención a diseño de moldesSelección y moldeo de la máquina de moldeo por inyección. Se debe seleccionar una máquina de moldeo por inyección de husillo. La sección transversal del sistema de vertido debe ser grande. El molde y el cilindro deben estar cromados.

(2). Incluso si algunos plásticos (como el PC) contienen una pequeña cantidad de humedad, se descompondrán a altas temperaturas y presiones. Esta propiedad se denomina hidrólisis, y requiere calentamiento y secado previos.

(1). Algunos plásticos son sensibles a la tensión. Son propensos a sufrir tensiones internas durante el moldeo, son quebradizos y se agrietan con facilidad. Las piezas de plástico se agrietan bajo la acción de una fuerza externa o un disolvente.

Al diseñar el molde, se debe aumentar el ángulo de desmoldeo y seleccionar un puerto de alimentación y un mecanismo de eyección adecuados. Tras el moldeo, las piezas de plástico deben someterse a un postprocesamiento para mejorar su resistencia al agrietamiento.

(2). Cuando el polímero fundido supera cierto valor al pasar por el orificio de la boquilla, se producen grietas transversales evidentes en la superficie del fundido, lo que se denomina rotura del fundido. Se deben aumentar las secciones transversales de la boquilla, el canal y la entrada de alimentación.

(1). Los distintos plásticos tienen diferentes propiedades térmicas, como calor específico, conductividad térmica y temperatura de distorsión térmica. Los materiales plastificantes con alto calor específico requieren mucho calor, por lo que se debe seleccionar una máquina de moldeo por inyección de gran capacidad.

(2). Los distintos plásticos requieren una velocidad de enfriamiento adecuada según sus características y la forma de las piezas. Por lo tanto, el molde debe estar equipado con un sistema de calentamiento y enfriamiento que cumpla con los requisitos de moldeo para mantener una temperatura determinada.

Debido a la variedad de aditivos presentes en los plásticos, estos presentan diferentes grados de afinidad por la humedad. Es fundamental controlar el contenido de humedad del material dentro del rango permitido. De lo contrario, la humedad se gasificará o hidrolizará, provocando que la resina forme espuma, pierda fluidez y adquiera un aspecto deficiente.

Por lo tanto, los plásticos higroscópicos deben precalentarse utilizando los métodos y especificaciones de calentamiento adecuados, según sea necesario, para evitar la reabsorción de humedad durante su uso.