Moldeo por inyección de plástico

El moldeo por inyección de plástico es un método de fabricación utilizado para la producción de grandes volúmenes de piezas de plástico idénticas. En este proceso de inyección de plástico, el plástico fundido se introduce en un molde para producir un componente con la forma de la cavidad del molde. El moldeo por inyección de plástico se utiliza a menudo para cumplir los siguientes criterios:

• Cuando hay que fabricar rápidamente grandes cantidades de componentes
• Cuando el coste por pieza debe mantenerse al mínimo
• Cuando todas las piezas que se producen tienen el mismo diseño

El moldeo por inyección de plástico es extremadamente rentable en volúmenes de producción elevados, normalmente volúmenes de miles a cientos de miles de componentes. Una ventaja adicional del moldeo por inyección de plástico es que puede realizarse con una amplia gama de materiales y colores, lo que da a los diseñadores de productos más libertad en sus diseños.

El moldeo por inyección de plástico es un proceso de fabricación muy eficaz para productos de muchos sectores diferentes. He aquí algunos de los ejemplos más comunes:

• Los productos de consumo, como los contenedores de almacenamiento, se fabrican a menudo con moldeo por inyección utilizando plásticos duraderos y de bajo coste, como el PVC.
• Las piezas aeroespaciales, como los engranajes de las bombas, los álabes de las turbinas y los asientos de las válvulas, pueden fabricarse con moldeo por inyección utilizando plásticos de ingeniería como el PAI y el PEEK, ya que estos plásticos pueden soportar las temperaturas extremas de los aviones.
• Las piezas electrónicas, como los conectores y los cables, se fabrican a menudo con sobremoldeo utilizando plásticos de disipación estática, como las mezclas de ABS.
• Las piezas utilizadas en dispositivos médicos, brazos de soporte de monitores, bombas de infusión, etc., se fabrican con moldeo por inyección utilizando plásticos como el PEEK, el policarbonato y el poliestireno porque pueden esterilizarse fácilmente y no absorben la humedad.
• El moldeo por inyección puede utilizarse para fabricar piezas en la industria energética, como válvulas moldeadas por inserción, juntas, revestimientos de tuberías, etc., con plásticos resistentes al calor como el PEEK y el PTFE.
• El moldeo por inyección se utiliza a menudo en el sector de la automoción para fabricar piezas como paneles de puertas, componentes de motores y mucho más. Los materiales más comunes utilizados para estas piezas son el nailon relleno de vidrio, el PBT, el PPE-PS y el poliéter imida.

El proceso de moldeo por inyección de plástico inyecta plástico fundido en un molde, que posteriormente se enfría y se solidifica en una pieza. El proceso de moldeo por inyección consta de cuatro pasos básicos:

• Sujeción - Las mitades del molde metálico se sujetan firmemente mediante abrazaderas para que pueda soportar la presión de la inyección del material plástico fundido.
• Inyección - Los gránulos de resina se calientan hasta alcanzar un estado fundido y se inyectan en el molde. Una vez inyectada la mayor parte del plástico, se aplica presión para que el plástico llene todas las partes del molde.
• Enfriamiento - Una vez finalizada la inyección, el plástico fundido se enfría y forma una pieza sólida.
• Expulsión - Una vez finalizado el enfriamiento, se expulsa la pieza sólida de plástico y se repite el proceso.

Las máquinas de moldeo por inyección de plástico se componen de tres partes principales, que son la unidad de inyección, el molde y la unidad de sujeción/expulsión. La herramienta de moldeo por inyección contiene el sistema de bebederos y canales, las compuertas, las dos mitades de la cavidad del molde y las acciones laterales opcionales.

Cavidad del molde

Las cavidades del molde tienen un lado A y un lado B. El lado B, también conocido como el "núcleo", suele ser el lado interior no cosmético que tiene los pasadores de expulsión utilizados para empujar la pieza acabada fuera del molde. El lado A, también conocido como "cavidad", es el otro lado del molde que se llena de plástico fundido. Las cavidades del molde contienen respiraderos que permiten que el aire caliente se disipe para que las piezas no se sobrecalienten.

Sistema de canalización

El sistema de canalización lleva el plástico fundido desde el tornillo de alimentación hasta la cavidad. En los moldes de canal frío, el plástico se solidifica en el sistema de canal y en las cavidades de la pieza. Esto significa que los canales son expulsados con las piezas. Muchos sistemas de canal frío expulsan automáticamente la pieza y los canales por separado mediante un molde de tres placas. Con un molde de tres placas, el canal se separa utilizando una placa adicional entre el punto de inyección y la puerta de la pieza. Por el contrario, los moldes de canal caliente no crean canales adheridos a la pieza, ya que el material de alimentación se mantiene en estado fundido hasta la puerta de la pieza. Los sistemas de canal caliente son ventajosos porque reducen los residuos y mejoran el control del moldeo.

Colectores

Los bebederos canalizan el plástico fundido desde la boquilla. Los bebederos se cruzan con un canal, que conduce a la puerta donde el plástico fundido entra en las cavidades. El canal del bebedero tiene un diámetro mayor que el del canalizador, lo que permite que pase una cantidad suficiente de material desde la unidad de inyección.

Compuertas

Una compuerta es una pequeña abertura que permite que el plástico fundido entre en la cavidad del molde. Normalmente se pueden ver las compuertas en la pieza moldeada porque aparecen como una pequeña mancha rugosa o depresión llamada vestigio de compuerta.

Línea de separación

La línea de separación de una pieza de plástico moldeada por inyección se ve donde las mitades del molde se cierran para la inyección. Es una fina línea de plástico que cubre el diámetro exterior de la pieza.

Acciones laterales

Las acciones laterales consisten en insertos colocados en los moldes que hacen que el material fluya alrededor de ellos para crear características de socavación. Es importante recordar que las acciones laterales deben estar diseñadas para permitir la correcta expulsión de la pieza.

Hay tres tipos de plástico que se utilizan con mayor frecuencia en el moldeo por inyección debido a su bajo coste y durabilidad: el policarbonato, el polipropileno y el nailon. Veamos con más detalle estos tres plásticos, así como otros utilizados en el moldeo por inyección.

• El policarbonato (PC) es resistente a los productos químicos y a la abrasión y tiene una gran resistencia al impacto.
• El polipropileno (PP) es un plástico duradero y extremadamente resistente a la humedad y a los productos químicos. También es seguro para los alimentos y un eficaz aislante eléctrico.
• La poliamida (nylon) es deseable por su durabilidad, alto punto de fusión, resistencia térmica y resistencia química.
• El acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es duradero y resistente a los arañazos. También ofrece una excelente estabilidad dimensional.
• El polietileno de alta densidad (HDPE) es duradero y también ligero, lo que lo hace deseable para muchas aplicaciones. Además, ofrece una gran resistencia a la tracción, una buena resistencia química y un excelente aislamiento eléctrico.
• El PC-ABS es una mezcla de ABS y PC, que ofrece dureza y resistencia al calor. Además, ofrece una buena estabilidad dimensional.
• Otros plásticos utilizados en el moldeo por inyección son el poliestireno (PS), SAN, PVC, PET, PBT, PEI, PPS, PMMA, TPU y TPE.