inyeccion de materiales plasticos i

8/18/2019 Inyeccion de Materiales Plasticos i

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INYECCION DE MATERIALES PLASTICOS IMAQUINAS DE INYECCION

Introducción

La inyección de termoplásticos es un proceso físico y reversible, en el que se funde una materia

prima llamada termoplástico, por el efecto del calor, en una máquina llamada inyectora. Estamáquina con el termoplástico en estado fundido, lo inyecta, dentro de las cavidades huecas de un

molde, con una determinada presión, velocidad y temperatura. Transcurrido un cierto tiempo, el

plástico fundido en el molde, va perdiendo su calor y volviéndose sólido, copiando las formas de las

partes huecas del molde donde ha estado alojado. El resultado es un troo de plástico sólido, pero

con las formas y dimensiones similares a las partes huecas del molde. ! este termoplástico

solidificado le llamamos inyectada.

"#or que decimos que la inyección de termoplásticos es un proceso físico y reversible$ Físico,

porque no e%iste variación en la composición química del termoplástico, en todo el

proceso. Reversi!e, por que el termoplástico después del proceso tiene las mismas

características que al principio. & sea, podríamos triturar la piea y repetir el proceso con esematerial. !unque en la práctica, el plástico puede lle'ar a de'radarse y perder al'unas de sus

propiedades

"ener#!id#des de !#s $%&uin#s de $o!deo 'or in(ección)

Las máquinas de moldeo por inyección tienen tres módulos principales(

Máquina de inyección de plásticos.

). La unidad de inyección o plastificación. La unidad de inyección plastifica e inyecta el

polímero fundido.


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Unidad de inyección típica.

*. La unidad de cierre. +oporta el molde, lo abre y lo cierra además de contener el sistema de

e%pulsión de la piea.

Unidad de cierre tipo rodillera.

. La unidad de control. Es donde se establecen, monitorean y controlan todos los

parámetros del proceso( tiempos, temperaturas, presiones y velocidades. En al'unas máquinas se

pueden obtener estadísticas de los parámetros de moldeo si así se desea.


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Control de máquina.

-ásicamente todas las máquinas de inyección están formadas por los mismos elementos. Las

diferencias entre una máquina y otra radican en su tamao, la unidad de cierre y el diseo de la

unidad de plastificación.

En menor medida, también se diferencian en las variantes del diseo de sus elementos de montaje

y los sistemas de accionamiento. ! continuación se e%plicarán a detalle los elementos constitutivos

de cada subsistema que componen a una máquina de inyección de plásticos así como de una

breve descripción del proceso de moldeo por inyección para poder comprender mejor el

funcionamiento de las máquinas.

E! Cic!o de In(ección

El proceso de obtención de una piea de plástico por inyección, si'ue un orden de operaciones que

se repite para cada una de las pieas. Este orden, conocido como ciclo de inyección, se puede

dividir en las si'uientes seis etapas(

). +e cierra el molde vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para

inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos( primero con alta velocidad y baja

presión, lue'o se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presión hasta que las dos partes del

molde hacen contacto, finalmente se aplica la presión necesaria para alcanar la fuera de cierre

requerida.

/ierre del molde e inicio de la inyección

*. El tornillo inyecta el material, actuando como pistón, sin 'irar, forando el material a pasar

a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presión de inyección.


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0nyección del material

. !l terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando una presión

de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la contracción de la piea

durante el enfriamiento. La presión de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyección y

se mantiene hasta que la piea comiena a solidificarse.

!plicación de la presión de sostenimiento

1. El tornillo 'ira haciendo circular los 'ránulos de plástico desde la tolva y plastificándolos. El

material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una

presión contra la boquilla cerrada, obli'ando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el

material requerido para la inyección.

#lastificación del material

2. El material dentro del molde se contin3a enfriando en donde el calor es disipado por el

fluido refri'erante. 4na ve terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y

la piea es e%traída.


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Enfriamiento y e%tracción de la piea

5. El molde cierra y se reinicia el ciclo.

Consu$o de 'otenci#

En cuanto al consumo de potencia en cada una de las etapas del ciclo, se observa que en el cierredel molde apenas se requiere la potencia necesaria para vencer la fricción 'enerada al desplaar la

placa móvil. La etapa de inyección necesita la potencia má%ima durante un período muy corto. El

desplaamiento de la unidad de inyección y la apertura del molde requieren muy poca potencia. En

el si'uiente dia'rama se esquematia el consumo de potencia durante el ciclo de inyección.

P#rtes de un# in(ector#

Unid#d de '!#sti*ic#ción)

La unidad de inyección realia las funciones de car'ar y plastificar el material sólido mediante el

'iro del tornillo, mover el tornillo a%ialmente para inyectar el material plastificado hacia las

cavidades del molde y mantenerlo bajo presión hasta que sea e%pulsado. El tornillo tiene una

acción reciprocante además de 'irar para fundir el plástico, se mueve de manera a%ial para actuar

como pistón durante el proceso de inyección.

Unidad de plastificación.

La unidad de inyección consta de un barril 6o caón7 de acero capa de soportar altas presiones,

este cilindro va cubierto por bandas calefactores para calentar y ayudar a fundir el material

mientras avana por el tornillo. /onsta además de una unidad hidráulica que es la que transmite el


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movimiento lineal al husillo en el proceso de inyección. !l'unas máquinas tienen * unidades

hidráulicas, una para la inyección y otra para el cierre.

Típica unidad de plastificación

To!v# de #!i$ent#ción)

Las partículas sólidas de la resina en forma de 'ránulos, se depositan en la tolva de alimentación

de la máquina, esta tolva normalmente está conectada a al'3n equipo periférico o au%iliar queproporciona las condiciones especificadas por el fabricante de la resina para obtener los óptimos

resultados de procesamiento. Estas condiciones normalmente son las de porcentaje má%imo

permitido de humedad. 8ependiendo del material a inyectar, si es hi'roscópico o no, será

necesario secarlo antes de introducirlo al caón o barril de inyección a través de una tolva

secadora especial. También encontramos que al'unos manufactureros emplean sistemas de

alimentación continua de resina de manera centraliada para toda la planta o particular en cada

máquina. Estos equipos periféricos se estudiarán con más profundidad en capítulos si'uientes.

/omo ya habíamos mencionado, los 'ránulos de plástico se vierten en la tolva de alimentación y

esta a su ve lo alimenta al husillo dentro del barril. !unque los 'ránulos pueden introducirse

directamente al husillo, usualmente el material se alimenta por 'ravedad dentro de la ona dealimentación del barril. Estas tolvas son en realidad contenedores de forma cónica truncada,

aunque esta 'eometría depende de cada fabricante de máquina. #ueden clasificarse en tolvas

cortas y tolvas lar'as.

Las tolvas cortas son típicamente utiliadas cuando se seca la resina de manera independiente en

una meanine o en una máquina de secado fuera de la máquina de inyección, esto con la finalidad

de que no se acumule mucho material en la tolva y que alcance a absorber humedad del ambiente.

Máquina con tolva corta.

Las tolvas lar'as normalmente requieren al'3n tipo de refuero en la 'ar'anta de la misma para

poder montarla directamente en la 'ar'anta de la máquina. Este tipo de tolva es también

ampliamente utiliada, sin embar'o presentan mucha más dificultad para moverlas fuera de la

'ar'anta de la máquina cuando se necesita inspeccionar la entrada del material al caón.


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Tolva larga con secador.

!l'unas máquinas ya presentan un equipo au%iliar neumático para mover fácilmente este tipo de

tolvas. !l'unas también presentan la opción de un dispositivo ma'nético en la base, su propósito

es 3nicamente tratar de eliminar cualquier objeto metálico que pudiese caer dentro de la tolva de

alimentación.

La 'ar'anta de alimentación de la tolva se enfría con a'ua para evitar que el plástico 'ranulado se

funda 6a'lomerándose7 en la 'ar'anta de alimentación.

Anillo de enfriamiento.

+usi!!os)

El calentamiento del tornillo se hace por onas y el n3mero de onas dependerá del tamao del

caón, normalmente se dividen . 8entro del barril se encuentra un tornillo de material muy duro, el

cual 'eneralmente está pulido y cromado para facilitar el movimiento del material sobre su


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superficie. El tornillo se encar'a de recibir el plástico, fundirlo, meclarlo y alimentarlo en la parte

delantera hasta que se junta la cantidad suficiente para lue'o inyectarlo hacia el molde.

Zonas del tornillo reciprocante.

Los husillos, o tornillos reciprocantes por lo 'eneral se dividen en onas y tienen relaciones de

lon'itud9diámetro 6L987 de *:(). Esto es debido a que husillos con relaciones más pequeas no

proporcionan un fundido homo'éneo, y con husillo con relaciones L98 mayores a *1 se tiene unade'radación no deseada en muchos plásticos de in'eniería debido a que el material tendrá un

tiempo de residencia e%cesivamente lar'o.

Tipos distintos de filetes. Filete estándar i!q.". #o$le filete centro". Filete de me!clado rápido der."

%usillos.


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Es importante seleccionar bien el husillo, no solo en lo referente a la 'eometría, sino también en la

resistencia al des'aste. Esta consideración cobra especial relevancia con la utiliación de al'unas

car'as como la fibra corta de vidrio y la microesfera de vidrio. En este aspecto, las partes que más

des'aste sufren son el anillo de retención, la boquilla, las uniones entre la camisa, la parte

delantera de la camisa y la boquilla, el mismo husillo y la camisa. /uando se repara un husillo debe

tomarse en cuenta la conveniencia de cambiarlo, pues los husillos viejos pueden presentar

cavidades superficiales donde el plástico puede de'radarse y ocasionar posteriormente problemas

de corrosión.

%usillos estándar y de do$le filete

,%!vu!#s #nti retorno o 'unt#s de -usi!!o .v%!vu!# c-ec/0)

La función de esta válvula es esencialmente dejar pasar el material libremente desde el husillo a la

cámara de fundido durante el proceso de dosificación y evitar que el material fundido re'rese hacia

los filetes del husillo durante el proceso de inyección. ;an montadas en el e%tremo iquierdo del

husillo.

Funcionamiento de la válvula antirretorno.

El correcto funcionamiento de esta válvula es esencial para tener un proceso estable, ya que sitenemos fu'as de material de la cámara de dosificación hacia los filetes del husillo tendremos una

variación considerable en el volumen inyectado al molde, esto por supuesto que tendrá severas

repercusiones en el peso y calidad de la piea moldeada. Es importante establecer revisiones

periódicas a estas válvulas así como hacer una adecuada selección de las mismas.

Estas variaciones de volumen de dosificación se conocen como variaciones del colchón, pudiendo

provocar burbujas en la piea inyectada o hasta el llenado incompleto de material en el molde.


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&álvula antirretorno c'ec(".

Las válvulas antirretorno pueden ser fabricadas en distintos materiales< cada aplicación deberá ser

evaluada para poder seleccionar la válvula adecuada y así evitar des'aste abrasivo y corrosión

e%cesiva en este importante componente de la máquina.

También e%isten diferentes tipos de 'eometrías de válvulas, cada una tiene diferentes aplicaciones

y características que el in'eniero de procesos deberá seleccionar para llevar a cabo una adecuada

inyección.

1#rri! de in(ección)

El barril es un cilindro hueco de acero aleado capa de soportar 'randes presiones y temperaturas

internas provocadas por la fricción de los 'ránulos y el husillo. Los barriles de moldeo por inyección

son relativamente cortos 6comparados con los barriles de e%trusión7, la relación lon'itud 9 diámetro

6L987 es de *:(), solamente en máquinas de altas producciones vienen en una relación de hasta

*5(). La entrada de alimentación al barril, o 'ar'anta, está cortada a través del barril y conecta con

el anillo de enfriamiento de la tolva de alimentación.

)arril de inyección.

1o&ui!!# ( 'unt# de in(ección)

La boquilla es la punta de la unidad de plastificación y provee una cone%ión a prueba de derrames

del barril al molde de inyección con una pérdida mínima de presión. La punta alinea la boquilla y el

anillo de retención.


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)oquilla y punta de inyección.

Unid#d de cierre)

La unidad de cierre tiene las si'uientes funciones(

•+oporta el molde.

• Lo mantiene cerrado durante la inyección.

• Lo abre y lo cierra tan rápidamente como es posible.

• #roduce la e%pulsión de la piea.

• -rinda protección al cerrado del molde.

Siste$# de e2'u!sión)

!l final del ciclo el molde se abre y las pieas enfriadas se e%pulsan del molde, esto requiere de un

sistema de e%pulsión. /uando el molde se abre, normalmente la piea plástica se queda en el lado

del coraón del molde, por lo que la mayoría de los diseadores de moldes colocan el coraón dellado móvil del molde.


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Sistema de expulsión.

Proceso de inyección.La inyección, es un proceso adecuado para piezas de gran consumo. Lamateria prima se puede transformar en un producto acabado en un solo paso.

Con la inyección se pueden obtener piezas de variado peso y con geometríascomplicadas. Para la economía del proceso es decisivo el número de piezas porunidad de tiempo (producción).

Las características ms importantes del proceso de inyección son lassiguientes!

" La pieza se obtiene en una sola etapa." #e necesita poco o ningún traba$o %nal sobre la pieza obtenida." &l proceso es totalmente automatizable." Las condiciones de fabricación son fcilmente reproducibles." Las piezas acabadas son de una gran calidad.

Para el caso de la inyección de plsticos, se 'an de tener en cuenta lassiguientes restricciones!

• Dimensiones de la pieza. endrn ue ser reproducibles y de acuerdo aunos valores determinados, lo ue implicar minimizar las contracciones de lamisma.

• Propiedades mecánicas. La pieza deber resistir las condiciones de uso alas ue est* destinada durante un tiempo de vida largo.

• Peso de la pieza. &s de gran importancia, sobre todo, porue estrelacionada con las propiedades de ella.

• Tiempo de ciclo. Para aumentar la producción ser necesario minimizar, enlo posible, el tiempo de ciclo de cada pieza.

• Consumo energético. +na disminución del consumo energ*tico implicarun menor coste de producción.


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Etapas del proceso de inyección.&l proceso de obtención de una pieza de plstico por inyección, sigue un ordende operaciones ue se repite para cada una de las piezas. &ste orden, conocidocomo ciclo de inyección, se puede dividir en las siguientes etapas

a)Cierre del molde.b)nyección! -) ase de llenado y /) ase de mantenimiento.c)Plasti%cación o dosi%cación y enfriamientod)0pertura del molde y e1pulsión de la pieza.

Etapas del proceso de inyección.

• Cierre del molde.Con el cierre del molde se inicia el ciclo, preparndolo para recibir la inyeccióndel material fundido. &n esta fase se aplica la tuerza de cierre, ue es auellaue 'ace la muina para mantener cerrado el molde durante la inyección.2epende de la super%cie proyectada de la pieza y de la presión real (presiónespecí%ca), ue se tiene en la cavidad del molde.

• Inyección.&n esta etapa se producen dos fases! fase de llenado y fase de mantenimiento.

• Fase de llenado.+na vez cerrado el molde y aplicada la fuerza de cierre, se inicia la fase dellenado del molde (inyección). &l 'usillo de la unidad de inyección inyecta elmaterial fundido, dentro del molde y a una presión elevada3 al inyectar, el


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'usillo avanza sin rotación. La duración de esta etapa puede ser de d*cimas desegundo 'asta varios segundos, dependiendo de la cantidad de material ainyectar y de las características del proceso.La %nalidad de esta fase es llenar el molde con una cantidad su%ciente dematerial. &n la inyección son muy importantes las siguientes variables!" 4elocidad de inyección." Presión de inyección." emperatura del material.

La unidad de cierre mueve las dos mitades del molde para unirlas. 5edianteuna fuerza de *sta se cierra el molde 'erm*ticamente. La unidad deplasti%cación se mueve 'acia el canal en el molde. La bouilla est abierta y elmaterial ue se encuentra delante del 'usillo es inyectado dentro del molde,por el movimiento de avance del mismo. Los sistemas 'idrulicos debene$ercer grandes esfuerzos en la fase de inyección. 0dems de mantener lafuerza de cierre3 'an de ser capaces de inyectar el material dentro de lacavidad, a una presión elevada y precisa. 0sí, el sistema 'idrulico debesuperar la resistencia ofrecida por la bouilla y por el molde.

&n el comienzo de la operación de inyección, el material fundido y'omogeneizado est localizado en la cmara de inyección3 de esta manera, launidad de plasti%cación se desplaza contra el molde para de$ar pasar materialdentro del molde. &l sistema 'idrulico e$erce presión sobre el 'usillo, el cualse mueve a1ialmente. &sta presión 'ace ue el mismo se mueva 'acia delanteo 'acia la bouilla. &l material se e1pulsa fuera de la cmara de inyección y seintroduce en la cavidad dentro del molde. &l material fundido solidi%ca dentrode la cavidad para ue la pieza moldeada pueda ser e1pulsada. Los moldesusados para materiales termoplsticos estn su$etos al control de temperatura(enfriamiento).

&sto transporta el calor, el cual 'a sido introducido al fundir el material, parapermitir solidi%car el material.

an pronto como el material ue se moldea contacta con el molde en laoperación de inyección, comienza a enfriarse y a solidi%car. Por este motivo lainyección debe ocurrir rpidamente, con lo ue la cavidad se llena mientrasue el material se encuentre fundido.

&sto reuiere presiones muy grandes ya ue el compuesto es muy viscoso, a

pesar de las temperaturas elevadas. &l material fundido debe superar laresistencia ofrecida por la fricción, en la bouilla y cavidad. Las presiones, en elinterior del molde, son altísimas a causa de la inyección3 por lo ue la unidadde cierre debe ser capaz de mantener el molde cerrado, en oposición a estaspresiones.

La presión dentro del molde crece 'asta un m1imo valor, cuando 'a sidotransportado material su%ciente3 llenando completamente las cavidades (si


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bien, ba$o ciertas condiciones, la presión m1ima se puede alcanzar durante elmantenimiento). 2e esta manera, durante la inyección, las dos mitades delmolde estn completamente presionadas por el efecto de la fuerza de cierre.6sta contrarresta a auella ue resulta de la inyección, e$ercida desde elinterior por el material. #i la presión de inyección dentro del molde es mayorue la fuerza de cierre, la línea de partición est forzada a abrirse3 permitiendoal compuesto ue se moldea escapar de la cavidad (con lo ue se producerebaba y se reuiere un traba$o adicional con tal de eliminarla).

2urante el enfriamiento el material se contrae dentro del molde. Por estemotivo se 'a de a7adir ms material para ue el volumen de la pieza sea eldeseado. &n esta fase de mantenimiento, ue es posterior a la del llenado en lainyección, la presión interior de la pieza va disminuyendo. &sto ocurre ya uese va enfriando y aumentan las p*rdidas de carga desde el 'usillo 'asta elinterior del molde. 2e esta manera, la velocidad de inyección del tornillo esba$a porue tiene la %nalidad de alimentar, con una cantidad su%ciente dematerial, la cavidad3 adems de compensar las contracciones ue sufre lapieza durante la solidi%cación.

Cuando la presión 'a caído 'asta el valor del entorno se puede dar por%nalizada la fase de mantenimiento. &sta fase condiciona ciertascaracterísticas de la pieza %nal, tales como el peso total, sus toleranciasdimensionales y características internas. Las variables ue ms afectan en estafase son!8 iempo de mantenimiento de la segunda presión.8 La temperatura del molde.8 9ivel de presión de mantenimiento.8 0$uste del tiempo de mantenimiento.

&ste tiempo depender muc'o del material ue estemos inyectando y delgrosor ue tenga la pieza ue se inyecte. iene especial relevancia cuando seemplean materiales semicristalinos, pues las diferencias de volúmenesespecí%cos son considerables entre su estado líuido y el sólido.

Cuando tenemos un tiempo de mantenimiento correcto, se pueden obtenerpiezas con la compactación adecuada, estabilidad dimensional, ausencia dedeformaciones y buenas propiedades mecnicas. #in embargo, el conseguirdic'o tiempo no es una garantía cuando se tiene un punto de inyección

demasiado peue7o, pues este solidi%car antes de ue se llene la cavidad.

Para a$ustar el tiempo de mantenimiento, se recurre a la construcción de unacurva ue relacione los pesos de las piezas inyectadas con el tiempo para lapresión de mantenimiento. 2e esta forma, empezamos a inyectar con untiempo igual a cero, esto es, sin presión de mantenimiento. #e empieza lagr%ca cuando se tenga la primera pieza completa, aunue no est*compactada. #e aumenta progresivamente el tiempo de mantenimiento,


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anotando los valores de tiempo y peso de la pieza, 'asta ue el peso seestabilice. &ste resultado puede ser veri%cado por medio de un cortetransversal de la pieza para asegurar la ausencia de porosidades.

an pronto como el material llena el molde, *ste comienza a enfriarse. &lenfriamiento comienza en las paredes del molde y se desplaza 'acia el interior

de la pieza. 2urante un cierto tiempo, el material permanece :uido en la regióninterna de la pieza moldeada. 0l enfriarse el compuesto, este se contrae. #; lapresión, o un porcenta$e de ella con la ue se inyectó, se retira despu*s de lafase de llenado, no ser posible controlar las dimensiones de la pieza. Paraevitarlo, mientras ue la región interna de la pieza permanezca :uida, lapresión sobre el material se mantiene. 2e esta manera, el nuevo material entraal molde para compensar la contracción (en cantidad su%ciente).

La presión de mantenimiento generalmente es ms ba$a ue la presión deinyección en el llenado, pero si es demasiado ba$a, o se aplica en un períodomuy corto, entonces se obtienen piezas defectuosas. La curva de la presión

interna del molde in:uye en la calidad de la producción y de las piezas.

&s importante ue la transición de la fase de presión de llenado a la fase de lapresión de mantenimiento suceda en el momento correcto. Como se observaen la gr%ca P8, si la transición ocurre demasiado pronto la presión disminuye3por lo ue ser imposible llenar completamente la cavidad. #i ocurredemasiado tarde, se obtiene un pico de presión ue puede da7ar al molde.

&n el comienzo de la fase de mantenimiento, la cavidad ya 'a recibido lamayoría del material ue necesita, pero una peue7a cantidad de material esinyectada para compensar la contracción. ncluso al %nal de esta fase, aún

ueda material sobrante en la cmara de inyección (al cual se llamara co$ín).&ste co$ín fundido facilita ue la presión sea transmitida entre el tornillo y lacavidad. &l mismo se inyecta en el siguiente ciclo.

• Plastifcación o dosifcación.2espu*s de aplicar la presión de mantenimiento, comienza a girar el 'usillo3 deforma ue el material va pasando progresivamente de la tolva de alimentacióna la cmara de inyección, 'omogeneizndose tanto su temperatura como sugrado de mezcla. &sta fase se realiza en forma paralela a la etapa deenfriamiento, acelerando así el tiempo total de ciclo. 0 medida ue el 'usillo vatransportando el material 'acia delante, *ste sufre un retroceso debido a la

acumulación ue se produce en la zona delantera. &l retroceso del 'usillo%naliza cuando *ste 'a llegado a una posición de%nida con anterioridad. &neste momento ya est todo preparado para poder inyectar la siguiente pieza.&n la etapa de plasti%cación tambi*n intervienen otros factores importantescomo!" La velocidad de giro del 'usillo." La contrapresión." La succión.


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La velocidad de giro del 'usillo debe escogerse en función del dimetro delmismo y de la viscosidad del material. La velocidad óptima, es auella para laue el tiempo de carga es igual al tiempo de refrigeración ue necesita la piezainyectada. +n tiempo largo de carga provoca una masa fundida 'omog*nea.+na velocidad e1cesivamente alta puede generar la presencia de infundidos yuna 'omogeneización insu%ciente del material en el interior del cilindro.

La contrapresión tiene como función principal, garantizar una adecuadaplasti%cación y 'omogenización del material, tambi*n tiene como función,frenar el retroceso del 'usillo en la etapa de plasti%cación. +n aumento de lacontrapresión implica ue aumente el tiempo de plasti%cación, la compresiónsobre el material y, por tanto, la cantidad de material acumulado y latemperatura de la masa fundida.

0l contrario, contrapresiones ba$as pueden dar lugar a piezas inconsistentes yuna insu%ciente 'omogeneización del material. Por último, la succión se utilizaprincipalmente para reducir el goteo de material. 9ormalmente se sueletraba$ar con descompresión peue7a o nula.

• Apertura del molde y expulsión de la pieza.Cuando se considera ue el material de la pieza 'a alcanzado la temperaturadenominada de e1tracción, el molde se abre y se e1pulsa la pieza de su interiorpara reiniciar el ciclo de inyección.

• Enriamiento.&sta fase comienza simultneamente con la de llenado (inyección), dado ue el

materia empieza a enfriarse tan pronto y toca la pared del molde. inalizacuando la pieza alcanza la temperatura adecuada para su e1tracción. 2e estaforma, esta fase del ciclo se solapa con las anteriores. &n ocasiones esnecesario esperar un tiempo, entre la etapa de plasti%cación y la de aperturade molde, para ue se produzca el enfriamiento reuerido de la pieza. &lob$etivo de ello es conseguir una consistencia tal, ue impida su deformaciónal ser e1pulsada. Las variables ue ms afecta en esta fase es la temperaturade molde.

La fase de mantenimiento termina cuando solidi%ca el bebedero o el punto deinyección. 0 partir de entonces ya no entra ms material en la cavidad.

2urante las fases de llenado y mantenimiento, el material dentro de la cavidadya 'a comenzado a solidi%car contra la pared del molde ue est ms fría. Lascapas ms e1ternas solidi%can antes. &l tiempo de enfriamiento empieza con lainyección.

&l enfriamiento es ms lento 'acia el centro de la pieza ya ue los plsticos sonpoco conductores del calor. &l calor cedido por la solidi%cación se disipa atrav*s de las capas ms e1ternas de las paredes del molde. &l tiempo de


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enfriamiento depende del tipo de pieza ue se enfría dentro del molde. 9o esnecesario esperar ue toda la pieza enfríe 'asta la temperatura del mismo3sino ue, es su%ciente ue est*n frías las regiones e1ternas de la pieza, parapoder e1traerla en condiciones estables. Con ello se consigue optimizar eltiempo de producción y así poder realizar el siguiente ciclo.

2urante la fase de enfriamiento se prepara el material en la unidad deplasti%cación, para la pró1ima inyección.

Identifcación de las variables ms importantes.&1isten numerosas variables ue pueden afectar al proceso de inyección deforma directa o indirecta. Para determinar cules son las me$ores condicionesde operación, desde el punto de vista de productividad y calidad, es importanteconocer muy bien el proceso y saber cules de estas variables tienen msefecto sobre estos dos aspectos.

0 partir de los conocimientos ue se tienen sobre el proceso de inyección, sepuede 'acer una clasi%cación de las variables ue in:uyen, de forma mssigni%cativa, en la productividad del proceso y en la calidad de la pieza. 2emayor a menor importancia, según pertenezcan a una de estas cuatrocategorías! temperaturas, distancias, tiempos y presiones.&s importante mencionar la interdependencia e1istente entre estas cuatrocategorías de variables, de modo ue cada una depende de las dems. &lcambio de cualuiera de ellas afectar a las otras.

Temperatura de inyección.La temperatura de inyección es importante, ya ue los materiales polim*ricosreuieren alcanzar cierto valor de temperatura, para obtener condicionesidóneas de viscosidad y :uidez para poder inyectarlo. odo ello contrasta conue esta temperatura debe ser lo su%cientemente ba$a, como para ue no seaceleren los procesos %sicouímicos ue conduzcan a la degradación delmaterial.+na vez introducido en la tolva, el material en forma de granza, pasa al cilindrode inyección. La fusión de *ste se debe, fundamentalmente, al calor provocadopor la fricción3 ue produce el movimiento de giro del 'usillo en la unidad deplasti%cación. Las bandas calefactoras se utilizan principalmente paramantener el plstico a la temperatura reuerida. 2ebido a la fricción, antese1plicada3 la temperatura real del plstico ser, normalmente, superior a latemperatura de control de las bandas calefactoras.

La unidad de inyección suele tener de tres a cinco zonas de temperatura en elcilindro. &l per%l de temperaturas utilizado depende de factores como! lageometría del 'usillo, la viscosidad del material, la longitud necesaria de :u$o,etc. 9ormalmente, en la zona de la tolva se selecciona la temperatura msba$a y se va incrementando, gradualmente, en el resto de las zonas. &simportante refrigerar la salida de la tolva por tres motivos!" &vitar ue se forme un tapón de material por sinterización de la granza.


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" Prevenir la degradación del :uido 'idrulico del motor ue acciona el'usillo, debido a una temperatura demasiado alta." avorecer el arrastre del material para una correcta plasti%cación.

&n la zona de alimentación la temperatura se 'a de mantener relativamenteba$a, obligado por el dise7o de los 'usillos. Por último, en la zona de la bouilla,la temperatura 'a de ser uniforme3 para evitar la degradación del material, acausa del estrec'amiento en esa zona o de un tiempo de permanenciademasiado grande en el cilindro.

La temperatura utilizada %nalmente para inyectar, afectar la calidad de lapieza porue in:uir en el grado de contracción de la misma. 0sí, a mayortemperatura de inyección, mayor ser el cambio volum*trico entre el plsticofundido y sólido3 por tanto, e1istir una mayor contracción. 0 pesar de ello,utilizar una temperatura de inyección mayor, supondr ue la viscosidad delmaterial sea menor3 permitir entonces una me$or compactación, en el interiorde la cavidad del molde, con lo ue la contracción disminuir. &l grado decontracción %nal depender del euilibrio entre estos dos factores.

Temperatura de molde.La temperatura del molde es muy importante en el proceso de inyección, yaue afecta de forma directa a la calidad de la pieza inyectada. &l ob$etivo delenfriamiento del molde es e1traer calor de la cavidad, a %n de disminuir latemperatura 'asta la solidi%cación del material plstico3 de forma ue esteenfriamiento se produzca 'omog*neamente en toda la pieza.

&l enfriamiento se consigue 'aciendo pasar por los conductos de refrigeracióndel molde agua o aceite. C) mayor ue la temperatura del refrigerante, durante el proceso deinyección. La temperatura del molde afecta directamente al tiempo de ciclo, lacontracción, el alabeo, el acabado o brillo super%cial y la cristalinidad.

Cuando la temperatura del molde sea alta, se obtendr una pieza con ms

brillo y cristalinidad. Por el contrario, un enfriamiento rpido tendr comoconsecuencia la formación de una capa e1terior amorfa y acortar,signi%cativamente, el tiempo de ciclo.

Distancia de carga.Como se mencionó anteriormente, la inyección de material plstico en elinterior del molde se realiza en dos etapas! la inyección del material en la fasede llenado y la aplicación de la presión de mantenimiento en la fase de


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mantenimiento. La distancia de carga en el cilindro debe ser su%ciente, paraue se pueda llenar apro1imadamente el ?=8?? @ del molde, durante la fase deinyección. 0dems, se debe tener en cuenta la e1istencia de un co$ín dematerial, su%ciente para aplicar posteriormente la presión de mantenimiento.&sta presión ser transmitida por medio del polímero fundido, por lo ue sino'ay co$ín no se podr aplicar.

&l co$ín se establece %$ando una distancia de carga superior a la necesaria parallenar la cavidad del molde. #i este co$ín es demasiado peue7o, puede ocurrirue durante la etapa de mantenimiento el 'usillo avance 'asta el %nal delcilindro y arrastre todo el material 'acia el interior del molde, 'aciendo ue laaplicación de la segunda presión no sea efectiva. #i por el contrario, el co$ín ese1cesivamente grande se puede favorecer la degradación del material, ya ueestar durante ms tiempo a altas temperaturas y presiones.

Tiempo de inyección.&l tiempo de inyección se relaciona con la velocidad de inyección de manerainversa. 0sí, tiempos de inyección peue7os implican velocidades muyelevadas. 0dems, la velocidad de inyección tambi*n est relacionadadirectamente con la presión de inyección. 0 velocidades muy altas la presiónde inyección crece muy rpidamente, a causa de la resistencia al :u$o en labouilla y en la entrada de la cavidad. Con velocidades menores, en cambio, elplstico se va solidi%cando a medida ue se inyecta el material3 aumentando laviscosidad y disminuyendo la sección de paso.

&n las muinas 'idrulicas la velocidad de inyección, o el tiempo deinyección, se controla mediante el caudal de aceite. 2e esta forma, el 'usillofuerza al material plasti%cado 'acia el interior del molde siguiendo un per%l develocidades. 9ormalmente, las velocidades del principio y del %nal de la etapade inyección son menores, para tratar ms suavemente los elementos de lamuina de inyección y del molde. Atro aspecto a tener en cuenta es ladiferencia de temperaturas entre la entrada y el %nal de la pieza inyectada.Cuando el tiempo de inyección es muy corto, la temperatura, al %nal delrecorrido del plstico inyectado, puede ser mayor ue la de inyección3 a causadel calentamiento por fricción ue sufre el material. Con tiempos elevados lastemperaturas suelen ser inferiores3 e1istiendo un tiempo de inyecciónintermedio, donde se igualan la temperatura de inyección y la de la últimazona llenada del molde.

0 la 'ora de %$ar las condiciones de operación de un proceso de inyección, esrecomendable seleccionar un tiempo de inyección. &sto debe permitirminimizar la presión de inyección y la diferencia de temperaturas, entre laentrada del molde y el %nal de la pieza inyectada, siempre dentro de unosmrgenes de productividad.

Tiempo de mantenimiento.La duración de la etapa de mantenimiento se conoce como tiempo de


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mantenimiento y tiene una in:uencia decisiva. #i este tiempo es demasiadocorto el plstico puede salir de la cavidad 'acia el sistema de alimentación y launidad de inyección3 con los consiguientes cambios de orientación ydisminución de la tenacidad de la pieza, :uctuaciones en el peso, falta dereproducibilidad y una gran variedad de defectos.

0sí, en moldes de colada fría, es usual la aplicación de la segunda presión'asta la solidi%cación de la entrada, cuando ya no puede entrar ms materialen la cavidad. 0 partir de entonces ya no tiene sentido seguir aplicando presiónde mantenimiento. &n este sentido, el tiempo de mantenimiento dependerdirectamente de la temperatura de inyección y de la temperatura del molde.Cuando la temperatura del material fundido sea elevada, la entrada del moldepermanecer abierta ms tiempo y se deber aumentar el tiempo demantenimiento. Por otro lado, si la temperatura de la pared del molde es alta,la pieza enfriar ms lentamente y tambi*n ser necesario un tiempo demantenimiento superior. &sto se 'alla en directa relación con el espesor de laentrada del molde.

Tiempo de enfriamiento.Como ya 'a sido mencionado en las etapas del proceso de inyección, el tiempode enfriamiento del molde comienza en la fase de inyección, cuando elmaterial se solidi%ca en la pared del molde. #in embargo, este tiempo deenfriamiento debe prolongarse ms all de la fase de mantenimiento3 motivadoporue la pieza moldeada o se 'a enfriado aún lo su%ciente y no posee laestabilidad necesaria para el desmoldeo.

2e todas formas, es su%ciente ue est*n frías las regiones e1ternas de la piezapara poder e1traerla del molde en condiciones estables sin ue *sta sedeforme. 0sí, se consigue acortar el tiempo de ciclo signi%cativamenteme$orando la productividad del proceso. +n aspecto decisivo para la economíade un proceso de inyección es el número de piezas producidas por unidad detiempo, ue depende en gran medida del tiempo de enfriamiento y *ste, a suvez, varía proporcionalmente en relación con el cuadrado del espesor de lapared de la pieza. Por tanto, no es recomendable inyectar piezase1cesivamente gruesas. 0dems, para ue el enfriamiento se produzca deforma 'omog*nea en toda la pieza es me$or ue los espesores de *sta seanuniformes.

&n general, cuando la pieza permanece en el interior del molde se in'iben

mecnicamente por las paredes de la cavidad ciertas contracciones y alabeos,pero a su vez se produce la formación de tensiones residuales dentro de lapieza ue pueden ocasionar deformaciones posteriores. 2espu*s, al sere1pulsada, algunas de estas tensiones provocan deformaciones al no 'aberrestricciones e1ternas.

La diferencia entre las condiciones t*rmicas entre el interior del molde y ele1terior tambi*n resulta un aspecto importante. 5ientras ue en la cavidad la


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temperatura esta determinada por la temperatura del molde, en el e1terior elintercambio de calor se produce por convección y, por tanto, la pieza se enfríams lentamente. Por este motivo, un tiempo de enfriamiento alto implicanormalmente una disminución en el grado de contracción.

Para tiempos de enfriamiento ms cortos lo ue se consigue es, adems dereducir el tiempo de ciclo, minimizar las tensiones residuales ya ue la piezasale ms caliente del molde y tienen lugar entonces procesos de rela$ación uereducen estas tensiones, pero en general aumenta las deformaciones.

Tiempo de plasticación.&l tiempo de plasti%cación o de carga es el tiempo ue tarda la muina encargar material para la pró1ima inyectada y ser afectado por!" La temperatura." La velocidad de giro del 'usillo." La contrapresión.

" &l tipo del material.

Tiempos de movimiento.Los tiempos de movimiento corresponden a los tiempos!" 2e apertura de molde." 2e e1pulsión." 2e cierre de molde.

Tiempo de ciclo.

&l tiempo de ciclo depende, principalmente, de los tiempos de las etapas ofases de!" Cierre del molde." nyección." &nfriamiento de la pieza." 0pertura del molde y e1pulsión de la pieza.

2e esta manera, la variable ms importante en el dise7o de una pieza deplstico es la velocidad de enfriamiento, debido a la gran in:uencia en eltiempo de ciclo, y por lo tanto, en los costes de transformación. 2e estamanera, el tiempo de enfriamiento ocupa la mayor parte del tiempo de ciclo ysolapa la acción las siguientes fases!" nyección! fase de llenado y fase de mantenimiento." Plasti%cación o dosi%cación.

Como ya se comentó, el tiempo de enfriamiento depende del tipo de pieza uese enfría en el molde. 9o es necesario esperar 'asta ue toda la pieza enfríe'asta la temperatura del molde, sin ue est*n lo su%cientemente enfriadas las


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regiones e1ternas de la pieza para poderla e1traer del molde en condicionesestables. Con esto se consigue optimizar el tiempo de producción.

0sí el tiempo de enfriamiento y, por tanto, el tiempo de ciclo depender

principalmente de!" emperatura del material fundido." emperatura de la pared del molde." emperatura de e1pulsión." Conductividad t*rmica del material." Calor especí%co del material." &spesor! La parte ms gruesa ser la última en enfriar dentro del molde,in:uyendo en el tiempo de enfriamiento.

Primera presión o presión de inyección.

La presión de inyección durante la fase de llenado 'a de ser la su%ciente paraue se pueda conseguir la velocidad deseada, y, por tanto, el tiempo deinyección deseado. 2e esta manera, la presión de inyección depende de losmismos factores ue la velocidad.

!e"unda presión o presión de mantenimiento.La presión de mantenimiento o segunda presión se aplica una vez 'a %nalizadola etapa de inyección de material en el molde. &l ob$etivo es completar elllenado del molde y compactar el material del interior de la cavidad paraminimizar la contracción ue tiene lugar durante su solidi%cación.

&l momento del cambio a segunda presión es importante. #i se cambiademasiado pronto, la pieza no ueda lo su%cientemente compacta y aparecenrec'upes, mientras ue un cambio demasiado tardío provoca una sobrepresióny la formación de rebabas en la pieza.

Para %$ar la presión de mantenimiento con la ue se va a traba$ar se 'a detener en cuenta ue si *sta es demasiado ba$a o si la duración de esta fase ese1cesivamente corta pueden aparecer rec'upes o vacuolas en la piezainyectada, de esta manera, las dimensiones de la pieza pueden estar fuera delas tolerancias especi%cadas o 'aber re:u$os de material plstico noconsolidado desde el molde 'acia la unidad de plasti%cación (o incluso no

llenar la pieza).#i la presión de mantenimiento resulta ser demasiado elevada puedeproducirse una sobrecompactación de la pieza, ue implica un aumento de lastensiones residuales, adems de una posible disminución de las propiedadesmecnicas y aparición de deformaciones en la pieza o alabeos (en general ellímite m1imo puede situarse en la aparición de rebabas).

&n general, se suelen utilizar, como mínimo, presiones de mantenimiento de un


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B=8=@ de la presión de inyección para materiales amorfos y de un =8-==@para materiales semicristalinos.

Contrapresión

La contrapresión en la plasti%cación frena el retroceso del 'usillo en la fase decarga. &l aumento en los valores de este parmetro afectar directamente a latemperatura del material procesado. 2e esta forma, al aumentar lacontrapresión se tiene ue el tiempo de plasti%cación aumenta, por lo uetambi*n lo 'ar el tiempo de permanencia en la cmara. La compresión sobreel material aumenta, lo ue incrementa la temperatura del fundido.

+na primera consecuencia de un aumento en la contrapresión, es ue seregistra un ligero aumento en la cantidad de material cargado. &n si, serecomiendan valores de contrapresión de entre B y -= 5Pa, ya ue si se tienenvalores muy ba$os, se pueden tener piezas inconsistentes y con poca

'omogenización del material. Por el contrario, elevados valores decontrapresión ocasionarn un aumento en la contribución de la fricción a latemperatura del fundido, pudiendo degradarse.

&n general se pueden seguir dos lineamientos para el establecimiento de lacontrapresión!

-. Cuando se utiliza un porcenta$e elevado de la capacidad de plasti%cación dela muina, se utilizarn valores altos de contrapresión a %n de aumentar lavelocidad de plasti%cación y así conseguir un mayor volumen.

/. #i el porcenta$e de utilización de la capacidad de plasti%cación de la muinaes peue7o, se utilizarn valores de contrapresión ba$os, a %n de evitar ue elmaterial permanezca por periodos prolongados en la muina.

88888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

#eectos en piezas moldeadas por inyección.

&l procesado de los termoplsticos se encuentra cada día con una granvariedad de di%cultades de diferente naturaleza. Las piezas moldeadas porinyección se encuentran repetidamente con estos problemas debidoprincipalmente a errores de proceso, lo cual 'ace ue no se cumplan lasespeci%caciones deseadas y se rec'ace la pieza inyectada, con lasconsiguientes p*rdidas económicas. &s importante, por tanto, conocer cadauno de los problemas y la causa ue los provoca.


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Anlisis del error. odos los defectos de las piezas inyectadas dependen de una causa, ue enalgunas ocasiones no puede ser directamente reconocida o clasi%cada. #epuede evitar la repetición de un defecto sólo despu*s de 'aber diagnosticado y

corregido su origen. Por tanto, es de vital importancia la integración del anlisissistemtico de los errores y fallos en la producción.Primero, debe ser reconocido el error. &sto no es problema en el caso dedefectos super%ciales pero, sin embargo, a veces, varios defectos implicancambios estructurales ue no pueden ser detectados simplemente con unainspección visual.Por esta razón deben introducirse pruebas especiales en el proceso deproducción para determinar rpidamente si la pieza ue 'a salido del moldeposee las especi%caciones correctas.&l principal ob$etivo del anlisis del error es determinar el fenómeno físicoresponsable del defecto en concreto. +na vez conocido el antecedente, es fcil

introducir las medidas oportunas para eliminar el defecto.

#eectos en los moldes.La mayor parte de ue$as debidas a defectos de piezas de inyección de plsticopuede ser atribuida a errores triviales del proceso de producción. #in embargo,'ay ue decir ue los errores estructurales tanto de la pieza inyectada comodel molde, son a menudo la razón por la cual el molde no puede conseguir lacalidad reuerida de la pieza incluso cambiando lo parmetros de proceso.

0 continuación se presenta una lista de algunos de los defectos estructurales

ms comunes, adems de la descripción de los errores de proceso, paradeterminar si el defecto puede ser corregido cambiando los parmetros deproceso o bien si 'a de ser modi%cado el molde.

#eectos ms comunes.&l moldeo por inyección es un proceso complicado y puede fallar muc'ascosas. 0lgunos defectos comunes en las partes moldeadas por inyección sonlos siguientes!

- Dec'upes y vacuolas.

/. Eona mate cerca del punto de colada.F. &strías (estrías uemadas, estrías de o1idación, vetas en el material).G. Pulido no uniforme.B. Líneas de :u$o.H. Ietting (efecto c'orro).. &fecto 2iesel (reas uemadas por concentración de gases).J. 2elaminación en capas (pieles).?. &fecto sticK8slip (irisados circulares ó micro alas).


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-=.


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Para prevenir este defecto deben seguirse los siguientes puntos ue afectantanto al dise7o de la pieza como al dise7o del propio molde evitar diferencias

de espesor de las paredes evitar acumulaciones de material tomar especialatención a la relación grosor8dise7o de los nervios (por e$emplo, radios)asegurar una adecuada refrigeración del molde el conducto de colada debe sersituado en la pared ms gruesa el conducto de colada debe sersu%cientemente grande (rea) usar el bebedero cuando sea posible.

#i el problema ocurre cuando el molde ya est construido, el efecto de lossiguientes parmetros sobre los rec'upes debería ser e1aminado msdetenidamente.

" Deducir temperatura de fusión." Deducir temperatura de la pared de la cavidad." 0umentar velocidad de avance del tornillo." 0umentar presión de contención." 0umentar tiempo de presión de contención." 0umentar volumen de inyección." &vitar el uso de desmoldeantes en el molde siempre ue sea posible.

$ebaba.&sto ocurre cuando la fusión de polímero se mete en la super%cie de

separación entre las partes del molde, tambi*n puede ocurrir alrededor de lospernos de eyección. &l defecto es causado generalmente por!

-. 4enteos y claros muy grandes en el molde./. Presión de inyección demasiado alta comparadas con la fuerza de su$eción.F. emperatura de fusión demasiado alta.G. ama7o e1cesivo de la carga.


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)arcas %undidas y %uecos.&stos son defectos relacionados generalmente con secciones gruesas de lapieza. +na marca 'undida ocurre cuando la super%cie e1terior del moldesolidi%ca, pero la contracción del material interno causa ue la costra sedeprima por deba$o de la super%cie nominal.

+n 'ueco es causa por el mismo fenómeno bsico, sin embargo, el materialretiene su forma y la contracción se mani%esta como un 'ueco interno debidoal alto esfuerzo a la tensión en el polímero aún fundido. &stos defectos puedentener su origen en un incremento de la presión de compactación ue sigue a lainyección. +na me$or solución es dise7ar la parte para tener secciones conespesor uniforme y usando secciones ms delgadas.

*+neas de soldadura.Las líneas de soldadura ocurren cuando la fusión del polímero :uye alrededor

de un corazón u otros detalle conve1os en la cavidad del molde y seencuentran en la dirección opuesta3 los límites así formados se llaman líneassoldadas y pueden tener propiedades mecnicas ue son inferiores a las delresto de la parte. Las temperaturas altas de fusión, las presiones altas deinyección, las localizaciones alternas de las puertas en la pieza y una me$orventilación son formas de evitar este defecto.

,ona mate cerca del punto de coladaLa siguiente foto muestra una pieza inyectada con este defecto. +n e1amencorrecto del proceso de llenado del molde y de los esfuerzos generados

muestran el origen del defecto.

&l :u$o laminar del plstico fundido sólo puede ser mantenido si la fricciónesttica entre la super%cie del :uido y la pared de la cavidad permanece


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constantemente mayor ue la fuerza de cizalla e$ercida entre las capas del:uido.

&n este caso la solución es intentar conseguir condiciones ms favorables para

la creación de una capa su%cientemente fuerte para resistir la fuerza de cizalladel :u$o, mediante la reducción de la velocidad inicial de inyección. 2espu*spuede subirse la velocidad de inyección con el %n de obtener una velocidad defusión uniforme.

Estr+as &estr+as -uemadas estr+as de oxidación vetas en el material(Las rfagas, especialmente las debidas a uemaduras, a 'umedad y a aire, sonmuy similares, 'aciendo muy difícil su clasi%cación, si no imposible. #i elfundido se da7a t*rmicamente por temperaturas demasiado altas yNo tiemposde residencia demasiado largos, se originan productos gaseosos de

descomposición, ue son visibles en la super%cie, por su color parduzco oplateado.

$a"as.Como ya se mencionó anteriormente, las rfagas tienen un aspecto muysimilar a las estrías, sin embargo estas tienen diversas causas." La rfaga aparece periódicamente aparece detrs de secciones estrec'as(puntos de cizalla) o cantos vivos del molde." La temperatura de la masa est cerca del límite superior del proceso.


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" 2isminuyendo la velocidad de avance del 'usillo se obtiene una reducción deldefecto." La reducción de la temperatura de masa actúa positivamente contra eldefecto." Largo tiempo de permanencia en la unidad de plastifícación o en la partedelantera del 'usillo (debido, por e$emplo, a interrupciones en el ciclo detraba$o o a inyecciones de poco volumen)." 0lto contenido de material recuperado o el material 'a sido fundido variasveces anteriormente." &l molde est euipado con colada caliente." &l molde est euipado con bouilla de vlvula." 2isminuyendo la temperatura de la masa disminuye el defecto.

Ráfagas por uemaduras. #on debidas a la degradación t*rmica de la masa.&l resultado puede ser una disminución de la longitud de la cadena molecular(decoloración plateada) o un cambio de la macromol*cula (decoloración

amarronada). Las posibles causas de la degradación t*rmica son!" Presecado a temperatura demasiado alta o durante un tiempo demasiadolargo." emperatura de la masa demasiado alta." Cizallamiento demasiado alto en la unidad de plasti%cación (por e$emplo3velocidad del 'usillo demasiado alta) o en el molde (por e$emplo, velocidad deinyección e1cesiva)." iempo de permanencia en la unidad plasti%cación demasiado largo.

!as ráfagas por "umedad. 0parecen en la super%cie de la pieza moldeada

en forma de colas de cometa. La super%cie ue rodea las rfagas plateadas es,a menudo, porosa y rugosa. Las rfagas por 'umedad debidas a 'umedad en lasuper%cie del molde, aparecen como zonas largas, deslustradas y laminadas.#ignos de las rfagas por 'umedad!" &l material tiene tendencia a absorber 'umedad (e$emplo. P0, 0O#, C0, PO.PC, P550, #09)." Cuando al inyectar lentamente al aireQ, el fundido muestra burbu$as yNodesprende vapor, el frente de avance solidi%cado en un llenado parcial muestraestructuras tipo crter." 0lto contenido de 'umedad en el material antes del proceso." 0lta 'umedad en el ambiente (especialmente en combinación con moldes y

materiales fríos).

Ráfagas por aire. &n la mayoría de los casos, las rfagas de aire aparecencomo rfagas mates, plateadas o blancas ue se 'allan cerca de la última zonade llenado, nervios y variación de grosor de las paredes. Pueden aparecerrfagas de forma laminar partiendo de la entrada y tambi*n de las depresiones


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o grabados. 0 continuación se e1plican las posibles causas y soluciones a lasrfagas por aire!

" &l defecto disminuye con una menor descompresión." &l defecto disminuye cuando el 'usillo avanza ms lentamente." #e aprecian burbu$as en el material inyectado.

" &l frente de avance en un llenado parcial muestra estructuras tipo crter.

Ráfagas de color. &stas son debidas a una distribución desigual de loscomponentes o a distintas orientaciones de los pigmentos en el :u$o delfundido La degradación t*rmica y las fuertes deformaciones pueden tambi*ndar origen a cambios o diferencias de color.

Cuando se utilizan materiales reforzados con %bra de vidrio, pueden aparecersuper%cies mates o rugosas. Los re:e$os metlicos de la %bra de vidrioaparecen sobre toda la super%cie en forma de rfagas.


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Pulido no uniorme.#i atendemos a la calidad del brillo para evaluar una pieza, podemosencontrarnos con dos defectos!-. oda la pieza sea demasiado brillante, (o demasiado poco brillante)./. &1istan diferencias de brillo en la super%cie de la pieza

Las diferencias de brillo aparecen a menudo por las variaciones de espesor delas paredes en la zona visible de las piezas. &l brillo de una pieza moldeada esla apariencia de su super%cie, cuando es e1puesta a la luz.#i un rayo de luz incide en la super%cie, su dirección cambiar (refracción de laluz). 5ientras ue una parte de la luz ser re:e$ada por la super%cie, la otraparte re:e$ar dentro de la pieza o la penetrar con distintas intensidades. Laimpresión de brillo ser tanto me$or cuanto menor sea la rugosidad de lasuper%cie. Para ello, debe proyectarse un molde de paredes pulidas al m1imoposible, y no un molde de paredes te1turizadas o satinadas.Las diferencias de brillo son el resultado de los distintos comportamientos de

proyección del plstico sobre las paredes del molde, a causa de las diferentescondiciones de enfriamiento y diferencias de contracción.La deformación de las zonas ya enfriadas (debida, por e$emplo, a distorsióndurante el enfriamiento en el molde) puede ser otra causa de diferencias delbrillo.

*+neas de /u0o.La línea de soldadura en las piezas de plstico representa, en la mayor partede los casos, un defecto óptico y un debilitamiento mecnico Puede apareceruna muesca yNo cambio de color. Las muescas son particularmente visibles enpiezas negras o transparentes, de super%cies lisas o muy pulidas Los cambiosde color son visibles principalmente en piezas con pigmentos de efectometlico.


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Las líneas de soldadura se originan cuando se encuentran dos o ms frentes de:u$o. Los frentes de :u$o redondeados de la masa uedan aplastados y unidoscuando se tocan. &ste proceso reuiere el estiramiento del ya muy viscoso

:u$o. #i la temperatura y la presión no son lo su%ciente altas, las esuinas delos frentes de :u$o no se desarrollarn del todo, apareciendo una muesca.0dems, los :uidos ya no se mezclarn 'omog*neamente, produci*ndoseposiblemente una zona ms d*bil mecnicamente. #i se usan compuestos uecontengan aditivos (por e$emplo, pigmentos de color), es posible ue seproduzcan fuertes orientaciones de dic'os aditivos cerca de la línea desoldadura. &stas orientaciones tambi*n pueden ser causa de cambios de colorcerca de la línea de soldadura.

Eecto 10ettin"2 &"usanillo(IettingQ es la formación de un cordón de plstico fundido ue entra en lacavidad del molde desde el conducto de colada, en un movimientoincontrolado.&l cordón fundido 'ace un mínimo contacto con la pared de la cavidad,


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e1tendi*ndose en pliegues durante la fase de llenado ue despu*s sonrodeados por el plstico fundido ue entra a continuación. &ste fenómeno creauna falta de 'omogeneidad, deformaciones, tensiones locales internas, etc.

La causa física del $ettingQ se basa en un insu%ciente :u$o del polímerofundido desarrollado en la cavidad. &l :u$o ideal no se consiguenecesariamente durante la fase de llenado del molde sin las medidas correctas.&sto es particularmente cierto en puntos donde de repente el canal seensanc'a. Las di%cultades de mantener un :u$o correcto se agravan con loscambios bruscos del canal de fusión y con la velocidad del plstico inyectado.Las medidas para prevenir este fenómeno dependen de as causas especí%casde este efecto Cuando un material fundido de alta viscosidad entra en elespacio vacío de la cavidad, la fuerza de co'esión de materia crea una granresistencia al e1tenderse. &sta fuerza co'esiva interna puede ser reducida con

un incremento de la temperatura.

ambi*n una reducción del esfuerzo de cizalladura sería de gran ayuda,reduciendo por e$emplo, la velocidad Atra medida es dise7ar la dirección deinyección de forma ue la resistencia del :u$o es generada directamente detrsdel conducto de colada. La velocidad inicial de inyección de la fase de llenado


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debe ser lenta 'asta ue la capa de material fundido 'a sido formada 2espu*sse pueden utilizar las venta$as de a alta velocidad de inyección.

Eecto 1#iesel2.

#e aprecian unas manc'as negras (uemaduras) en la super%cie de la piezamoldeada. 0 menudo las piezas no estn totalmente llenas en esas zonas. &lefecto diesel es puramente un problema de ventilado o salida de aire. Puededarse cerca de agu$eros ciegos, enca$es, %nal de recorrido, y cerca de puntosdonde convergen varios frentes de :u$o. Acurre cuando el aire no puedeescapar o no se desplaza su%cientemente rpido 'acia las comisuras, canalesde ventilación o e1pulsores Racia el %nal del proceso de inyectado, el aireueda comprimido y sube de temperatura. &l resultado son temperaturas muyaltas ue pueden llegar a la auto ignición del plstico y ser la causa deuemaduras en el material.

#elaminación en capas.Atro defecto ue ocurre en los moldes de inyección es cuando el polímerofundido est su$eto a un esfuerzo de cizalladura e1cesivo durante la fase dellenado. &ste defecto ocurre principalmente en zonas delgadas y largas de lapieza.La delaminación puede ser eliminada con la reducción de la diferencia detemperatura entre molde y material reducción de los esfuerzos de cizalladuramantener el cilindro de plasti%cación libre de materia e1tra7a.


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&s importante a7adir ue el fenómeno de delaminación suele ocurrir despu*sde un cierto tiempo de utilización de la pieza. Por esta razón, una vez realizadala pieza debe analizarse microscópicamente su estructura interna.

Eecto stic'3slip &irisados circulares o micro3alas(.&ste defecto super%cial recuerda las ranuras de un disco. La razón física deeste son las vibraciones elsticas del plstico fundido inyectado. &sto se debeen parte a una velocidad demasiado lenta en con$unción con las paredes de lacavidad, relativamente frías.

&stas ranuras en la pieza inyectada tambi*n pueden ser producidas por unafalta de presión de inyección. +na ba$a temperatura del plstico fundido yNo latemperatura del molde en combinación con las dos causas mencionadasanteriormente son a menudo las responsables del efecto #ticK8#lipQ

La eliminación del defecto se consigue mediante la corrección de estosparmetros del molde y de la muina de inyección

4rietas o micro"rietas.


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#i se utilizan sustancias agresivas (por e$emplo grasa, soluciones alcalinas,etc.) el blanueo y las roturas por tensión, aparecern a menudo, sobre tododespu*s de largo tiempo de servicio de la pieza.

4rietas de tensiones.La coloración blanca por tensión est causada por tensiones tanto internascomo e1ternas (por e$emplo! elongación). Las reas e1puestas a la tensión sevuelven de color blanco Las roturas por tensión suelen tener la dirección deldesmolde. 5uc'as veces, las roturas por tensión aparecen varios días osemanas despu*s de la inyección.

&l color blanco y las roturas ue se producen a causa de la tensión tienen lugarcuando se sobrepasa la deformación m1ima tolerada (por e$emplo, portensión e1terior o por deformación). La deformación m1ima depende del tipode material ue se utilice, de la estructura molecular, del proceso y del climaue rodea a la pieza.


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Falta de llenado completo de la pieza.gual ue en fundición, *ste se produce en una pieza ue 'a solidi%cado antesde llenar completamente la cavidad. &l defecto puede corregidoresincrementando la temperatura o la presión. &l efecto tambi*n pude originarsepor el uso de una muina con capacidad de dosi%cación insu%ciente, en cuyocaso se necesita una muina ms grande.

+na pieza mal llenada puede ser consecuencia de diversas causas uedeberían ser investigadas tal y como se e1plica a continuación.

" +na cantidad insu%ciente de carga de material en el plasti%cador es la causatípica de una pieza mal llenada." &ste defecto tambi*n ocurre si la temperatura de fusión es demasiado ba$a.

" 0dems, una temperatura insu%ciente del molde combinada con unavelocidad de inyección e1cesivamente lenta, precipita el enfriamiento del :u$o,lo cual impide el llenado de la cavidad." &sto tambi*n suele ocurrir si la presión de inyección es demasiado ba$a." La muina de inyectar debe ser en este caso su%cientemente potente." +nas salidas de aire del molde de%cientes facilitan la formación de burbu$asde aire en los puntos ms le$anos #on, por tanto, necesarias adecuadas salidasde aire para solucionar este problema." #i el conducto de colada o su recorrido son demasiado estrec'os, el materialse enfría antes ue la cavidad sea llenada. &n este caso, un ensanc'amientode *stos elimina el problema con la reducción del nivel de presión reuerido.

" La temperatura de la bouilla es otro factor. #i es demasiado ba$a resulta unenfriamiento prematuro con el consiguiente llenado incompleto." inalmente, si el defecto no puede ser corregido con las medidas descritasanteriormente, debe ser veri%cada la vlvula antirretorno." 0umentar el tiempo de refrigeración." Devisar la vlvula antirretorno si es necesario.


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#e puede a7adir una peue7a cantidad de agente espumante para prevenir lascontracciones. &l tipo y cantidad de agente dependen del tipo de plsticoutilizado, y debe de ser determinado separadamente para cada caso particular.

)arcas del expulsor o de la expulsión.Las marcas de e1pulsión son depresiones o elevaciones en el lugarcorrespondiente a la posición de los e1pulsores visibles en la super%cie de laspiezas. &stas diferencias de espesor de pared pueden causar diferencias debrillo o depresiones en la super%cie visible de la pieza. Las posibles causas son!" 2esmolde prematuro." uerzas muy fuertes de desmolde debidas a un mal a$uste de la muina." Colocación incorrecta o largo inadecuado del e1pulsor." 5al dise7o y dimensionado del molde, de la pieza o del sistema de desmolde."


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#eormación o alabeo &5arpa"e(.

Las causas físicas de las deformaciones pueden clasi%carse de la siguienteforma!" Las fuerzas necesarias para el desmolde no pueden aplicarse sin da7ar lapieza." &l movimiento de desmolde es obstaculizado en algún punto.

&l total de la fuerza de desmolde aplicada es algo crucial y debe, por tanto,mantenerse ba$a. 0dems de otros factores, la contracción de la pieza e$erceun impacto directo sobre las fuerzas de desmolde.

Cambiando los parmetros de proceso, puede in:uirse considerablemente

sobre las fuerzas de desmolde y la contracción. #in embargo, debe tenerse enconsideración ue la geometría de la pieza moldeada es un factor muyimportante a la 'ora de producirse deformaciones debidas a las fuerzas ue seproducen en el desmolde.

&n general, es conveniente ue se produzca una ba$a contracción en las piezasde tipo cilíndrico o en forma de ca$a, ya ue dic'as piezas tienden a contraerse


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contra su núcleo (aumente la presión de mantenimiento o aumente el tiempode enfriamiento).&n la pro1imidad a los nervios la contracción actúa de modo ue aumenta lafuerza de desmolde por causa de ue los nervios 'an de ser separados de lasparedes del molde (disminuya la presión de mantenimiento o aumente eltiempo de enfriamiento).

)aterial r+o.&l :uido frío ue sale por la bouilla (tambi*n en colada caliente) y ue va aparar al interior del molde, puede originar marcas parecidas a las rfagas deltipo de cola de cometa. &stas pueden aparecer cerca de la entrada o bienesparcirse por toda la pieza.

Cuando se fuerza el recorrido, el material frió tambi*n puede ser la causa delas líneas de soldadura visibles debido a ue obligan la masa a dividirse

*+neas de /u0o r+as.La línea de soldadura en las piezas de plstico representa, en la mayor partede los casos, un defecto óptico y un debilitamiento mecnico Puede apareceruna muesca yNo cambio de color. Las muescas son particularmente visibles enpiezas negras o transparentes, de super%cies lisas o muy pulidas. Los cambiosde color son visibles principalmente en piezas con pigmentos de efecto

metlico.


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Aire atrapado %uecos y burbu0as.Con sólo modi%car ciertos parmetros de proceso de inyección no se evita la

formación de 'uecos. &s ms efectivo tener en cuenta ciertas propiedadesespeci%cas referentes al material plstico al empezar el dise7o tanto de lapieza como del molde.

" 0umentar la temperatura de fusión." 0umentar la temperatura de la pared de la cavidad." 0umentar la velocidad de avance del tomillo." 0umentar la presión de mantenimiento." 0umentar el tiempo de sostenimiento

" Devisar la vlvula antirretorno si es necesario.

)anc%as ne"ras.0parecen unas manc'as negras en la super%cie de la pieza debidas adegradación t*rmica del material o a suciedad o desgaste. Ray distintosfactores ue pueden ocasionar la formación de manc'as oscuras o de piezas


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moteadas Ray diferentes causas, algunas por proceso, el material o con lamuina, auí mencionamos las ms comunes.Causas relacionadas con el proceso!" emperatura de fusión demasiado alta" iempo de residencia en la unidad de plasti%cado demasiado alto." Per%l de temperatura euivocado." allos en la colada caliente

Causas relacionadas con la muina!" La unidad de plasti%cado est sucia." &l 'usillo y el cilindro estn gastados.

Causas debidas al polímero o a los tintes!" mpurezas en el granulo." 2emasiado material reciclado." intes N masterbatc'es no adecuados.

4rnulos de materia prima no undida0parecen en zonas d*biles de la estructura de la pieza acabada, y son el origen


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de las grietas. La siguiente foto muestra los infundidos en una microtomía,sacada del fondo de un cubo de agua.

&ste defecto se produce por una falta de temperatura en el cilindro durante elproceso de plasti%cación Por tanto, el defecto proviene de unos parmetrosincorrectos de la muina de inyectar. Los ms típicos son!" nsu%ciente presión de retorno." nsu%ciente velocidad del tornillo." nsu%ciente temperatura del cilindro.

Compactación excesiva.2espu*s de la fase de llenado del molde, estando todavía la mazarota y laentrada a la cavidad en estado fundido, se pasa a la presión de mantenimiento,ue es ms ba$a ue la de inyección.

La función de esta presión de mantenimiento es la de aportar material por laparte ms interna de la pieza, para suplir con ello la reducción de espesordebida a la contracción por enfriamiento.

La presión de mantenimiento es efectiva 'asta ue se colapsa la entrada a lacavidad por enfriamiento. 0 partir de este momento no se podr a7adir msmaterial. &l enfriamiento de la entrada de la cavidad es función de!" La temperatura del material." La temperatura del molde.

" &l tiempo de duración de la presión.

#i se retira la presión antes de tiempo, la pieza no uedar compactada, tendrmenos peso del ue cabría esperar. #i se retira la presión de mantenimiento enel momento adecuado, la pieza tendr el peso correcto.#i se logra mantener la entrada del material caliente, y la presión durante mstiempo, el material, una vez enfriado, e$ercer tanta presión perpendicular alas paredes del molde ue, según sea su geometría, si esta presión se efectúa


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en sentido perpendicular al e$e principal de la muina podr llegar a impedirincluso la apertura del molde, y adems, dependiendo de la salida ue tenga elmolde y el te1turizado de la pared de la %gura podr producir ralladurasinaceptables.0ún en el supuesto de ue la muina pueda abrir el molde, la pieza resultarde mayor peso del ue estaba calculado con el consiguiente per$uicioeconómico.

inyeccion de materiales plasticos i

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