Definición de un plástico

En la actualidad el plástico es empleado en nuestra vida cotidiana, ha sustituido partes metálicas en la industria automotriz, se usa en la construcción, en empaques, electrodomésticos (lavadoras, licuadoras, refrigeradores, etc.) y en un futuro no muy lejano irá entrando en otras ramas de la industria, por ejemplo en medicina, como sustitutos de articulaciones (articulaciones artificiales), los juegos de toda índole y en artículos deportivos, como pueden ver la rama del plástico esta en proceso de crecimiento. Ya que es común observar piezas que anteriormente eran producidas con otros materiales, por ejemplo con madera o metal y que ya han sido substituidas por otras de plástico.

¿Pero que es un plástico? es el nombre genérico por el cual se conoce a este material, pero químicamente forma parte de la familia de los polímeros.

¿Qué es un polímero? Proviene del griego poly, muchos; meros; parte segmento, entonces se puede decir que es sustancia formada de muchos segmentos, puede ser un compuesto orgánico natural o sintético cuya característica principal esta formado por grandes moléculas (macromoléculas) y estas a su vez están formadas de pequeñas moléculas que se repiten varias veces, esta molécula pequeña que se repite se llama monómero.

Monómero: Compuesto de bajo peso molecular.

Polímero

En el sentido más generalizado de la palabra, los plásticos incluyen aquellas materias orgánicas que se producen mediante la transformación química de productos naturales o mediante la síntesis de productos primarios a base de la desintegración de carbón, petróleo y gas natural.

¿Como se obtiene un plástico?

La mayor parte de los plásticos son obtenidos de forma sintética, y la reacción mediante la cual se unen las moléculas de bajo peso para formar a los polímeros, se denomina polimerización. Se distinguen dos procesos básicos de polimerización.

1.-Polimerización por adición.

2.-Polimerización por condensación.

¿Como se clasifican?

Se pueden clasificar por su estructura química, ya que es la que determina sus propiedades, la clasificación por su estructura química es de acuerdo a su comportamiento al calor, cristalinidad y presencia de monómeros.

1.- Generalmente los plásticos se clasifican por su comportamiento al calor en: termoplásticos, termofijos y elastómeros.

1.1.-Termoplásticos: Son materiales cuyas macromoléculas están ordenadas a manera de largas cadenas unidas entre sí por medio de enlaces secundarios, su ordenación se puede comparar con una madeja de hilos largos y delgados. La principal característica de estos es que pueden ser llevados a un estado viscoso una y otra vez por medio del calentamiento y ser procesados varias veces.

1.2- Termofijos: son materiales que están formados prácticamente por una gran molécula en forma de red, con uniones muy fuertes entre molécula y molécula, lo que provoca que estos materiales no se reblandezcan con la aplicación de calor cuando ya han sido transformados. A diferencia de los termoplásticos, estos materiales ya no pueden moldearse porque al aplicarles calor se destruyen.

1.3- Elastómeros: se componen de largas cadenas que se encuentran unidas entre si por muy pocas uniones químicas. Esto les permite un gran movimiento intermolecular que se ve reflejado en su buena flexibilidad. Son materiales que tienen memoria, es decir que al someterlos a un esfuerzo modifican su forma, recuperándola cuando se retira ese esfuerzo. Debido a sus uniones químicas que existen entre las moléculas no se les puede volver a procesar, y son plásticos de estructura amorfa.

Aunque estos plásticos se han manejado en forma independiente debido a que su mercado está canalizado a sustituciones del caucho natural, sin embargo ya existen cauchos termoplásticos, que constituyen una familia de elastómeros avanzados.

PROPIEDADES DEL PLÁSTICO :

Los plásticos tienen una serie de importantes propiedades, que unidas a su costo relativamente bajo, explican su amplia utilización en ingeniería. Vamos a estudiar algunas de estas, y empecemos por las propiedades.

a.-Propiedades Mecánicas:

Los termoplásticos, si se someten a esfuerzos suficientemente grandes, se deforman de manera similar a los metales dúctiles, cuando se ejerce sobre ellos esfuerzos superiores al límite de fluencia. Los termoestables, por ser frágiles, se deforman muy poco bajo la aplicación de cargas.

Las resistencias a la tensión y ala compresión de los plásticos, son inferiores a las correspondientes al magnesio. La Posición relativa, respecto de los metales, mejora considerablemente cuando la resistencia y el peso. Esto se debe principalmente a la baja densidad de los plásticos.

El modulo de elasticidad de los plásticos rígidos es más bajo que el del concreto.

Las cargas aplicadas durante largos periodos de tiempo, producen una deformación gradual de los plásticos, provocando fallas con cargas menores que las indicadas por las pruebas de corta duración. Este tipo de falla se denomina screep.

Otro fenómeno observando en estos materiales, es su baja estabilidad dimensional, es decir, se deforman con el tiempo; aun cuando no tengan cargas aplicadas.

Otra propiedad de los plásticos es su capacidad de amortiguar el ruido y las vibraciones.

La curva esfuerzo-deformación unitaria de los plásticos no presenta la porción inicial recta, típica de los materiales.

b.- Propiedades Eléctricas:

Aun cuando los polímeros son intrínsecamente malos conductores de la electricidad (aislantes), esta propiedad puede ser alterada agregando ciertos aditivos. Esto se logra en ciertos plásticos agregando grafito finamente pulverizado, mientras que en otros la conductividad se consigue tratando el polímero con radiaciones gamma.

c.- Propiedades Químicas:

Desde el punto de vista químico, los plásticos, a bajas temperaturas, son generalmente más resistentes a los ambientes que atacan a los metales, al concreto y a la madera.

En general, los plásticos resistentes los ataques del agua, pero son muy sensibles a la luz solar (rayos ultravioletas) y soportan bien los ataques atmosféricos.

d.-Propiedades Térmicas:

Los plásticos son generalmente malos conductores del calor, pero puede agregársela aditivos para mejorar la conductividad térmica.

El coeficiente de dilatación térmica es alto en la mayoría de los plásticos. Se producen grandes deformaciones, en comparación en los metales, mediante aumentos de temperatura relativamente pequeños.

Los plásticos, por general, no tienen tendencia a agrietarse por efectos térmicos.

e.- Propiedades ópticas:

Los plásticos presentan una gama muy amplia de propiedades ópticas. Así, en cuanto a la refracción de la luz, los polimeros pueden ser opacos, translucidos o transparentes. Algunos son muy brillantes, otros no la reflejan y sus superficies son de tipo mate.

Las propiedades ópticas mencionadas anteriormente, combinadas con la adición de colorantes, le proporcionan a los objetos de plástico, apariencia muy atractiva.

CARTAS TECNICAS DE ALGUNOS MATERIALES

En este capitulo se dan algunos datos técnicos de materiales que hemos tenido la oportunidad de moldear, pueden variar, pero la intención es que se tengan mínimo una idea de las temperaturas que requieren para poder moldearse.

Material SímboloTemp. Fusión

Temp. Trabajo

Temp. Sec. °C

Tiempo secado

Temp. molde

POLIMETIL METACRILATO PMMA 150-180 170-240 80 4 50-80

ACRILO BUTADIENO ESTIRENO

ABS 170-200 180-240 80-90 4 20-60

POLIESTIRENO PS 130-160 180-260 N/A N/A 20-60

POLIESTIRENO IMPACTO (HIPS)

SB 130-160 180-260 80-90 2-4 20-60

ACRILONITRILO ESTIRENO SAN 140-170 180-260 80-100 4 40-80

ACETATO DE CELULOSA CA 130-170 180-220 N/A N/A 60-80

ACETATO BUTIRATO DE CELULOSA

CAB 130-170 190-230 60-80

PROPIANATO DE CELULOSA CP 130-170 200-230 60-80

POLICARBONATO PC 220-260 280-230 120-140 4 80-120

OXIDO DE POLIFENILENO PPO 240-270 250-290 90-100 2 80-100

CLORURO DE POLIVINILO FLEX.

PVC 120-140 160-190 N/A N/A 20

CLORURO DE POLIVINILO RIG.

PVC 130-160 180-210 N/A N/A 20-60

POLIETILENO BAJA PE ~110 150-260 N/A N/A -4 - 40

POLIETILENO ALTA PE ~130 220-230 N/A N/A -4 - 50

POLIPROPILENO PP ~165 180-240 N/A N/A 30-50

POLIAMIDA 66 PA 66 ~255 240-280 100-120 4 20 - 120

POLIAMIDA 6 PA6 ~220 240-280 60 - 80

POLIAMIDA 610 PA 610 ~220

POLIACETAL (HOMOPOLÍMERO)

POM ~175 180-220 110 2 60-90

POLIACETAL (COPOLIMERO) POM ~165 170-210 110 2 60-90

POLIBUTILEN TEREFTALATO PBT ~225 230-280 100-120 4

POLIETILEN TEREFTALATO PET ~255 260-285 80-100 4 >140

FLUORETILENO PROPILENO COPOLIMERO

FEP ~270

ETILENO TETRAFLUORURO ETILENO COPOLIMERO

ETFE ~270

POLIURETANO PUR 190-230 -4 - 20

ACRILONITRILO ESTIRENO ACRILATO

ASA 250-290 60-80 4 60-90

PROCESAMIENTO DE LOS PLASTICOS.

En la industria de los plásticos, participan los manufactureros de las resinas básicas, a partir de productos químicos básicos provenientes del petróleo y de sus gases y que suelen producir la materia prima en forma de polvo, gránulos, escamas, líquidos ó en forma estándar como láminas, películas, barras, tubos y formas estructurales y laminados, participan también los procesadores de plásticos que conforman y moldean las resinas básicas en productos terminados. En la conformación y moldeo de las resinas se utilizan también diversos componentes químicos o no, que le proporcionan al producto terminado ciertas características especiales, dentro de ellos tenemos:

Las cargas, que sirven de relleno, dar resistencia, dar rigidez al moldeado o bajar los costos de producción, dentro de ellos tenemos el aserrín, tejidos de algodón, limaduras de hierro, fibra de vidrio, etc.

Colorantes, para proporcionar color al producto terminado, son de origen mineral como los óxidos, se proporcionan en forma de polvos y en forma de resinas de óleo.

Aditivos como los endurecedores para las resinas líquidas, espumantes y desmoldantes para el moldeado.

Una de las más amplias ramas de la industria de los plásticos comprende las compañías que producen a partir de películas y láminas artículos como cortinas, impermeables, artículos inflables, tapicería, equipajes, en general artículos de: tocador, cocina, etc. Para la producción de todos estos artículos se hace necesario también la participación de un diseñador y un estampador para el acabado final. Los métodos de moldeo y conformados más común son el moldeado por prensa, moldeado por inyección prensada, por inyección, moldeado por soplado de cuerpos huecos, termoformado, calandrado, refuerzo, recubrimientos, como pintura dura, maquinado, unión y colado en moldes.

MOLDEADO POR PRENSA.

Es el método más usado para producciones unitarias y pequeñas series. Este procedimiento es indicado para moldear resinas denominadas Duroplásticos, que se obtiene en forma de polvo o granulado, para lo cual el molde previamente elaborado según la pieza a conformar, por lo general en macho y hembra, se calienta, se le aplica el desmoldante y se deposita en ella la cantidad precisa de resina.

Luego de cerrar el molde la resina se distribuye en su interior, se aplica calor y presión a valores de 140° - 170°C y 100 Bar o más. El calor y la presión conforman el plástico en toda su extensión. Con

la finalidad de endurecer la resina a moldear (polimerizar o curar), se procede a enfriar el molde y se extrae la pieza. La polimerización o curado es un cambio químico permanente, dentro de la forma del molde. Para obtener el calor necesario se recurre a diversos procedimientos como resistencias eléctricas, luz infrarroja o microondas, la presión que se aplica se obtiene por medio de prensas mecánicas o hidráulicas. El tiempo que se aplica el calor y la presión al molde cerrado, está en función del diseño de la pieza y de la composición de la resina. El procedimiento se aplica para producir piezas simples y de revolución como tazas, platos, cajas de radio, llaves de luz, tubos etc.

MOLDEADO POR PRENSADO EN INYECCIÓN

(transferencia) Al igual al método anterior también se le utiliza para el moldeo de resinas duroplásticas y en algunos casos las termoplásticos. La diferencia entre el moldeado por prensa y el de transferencia es que el calor y la presión necesaria para la polimerización (para fundir) de la resina se realiza en una cámara de caldeo y compresión, en ella previamente calentada se aplica el desmoldante y una determinada cantidad de resina en forma de polvo o en forma granulada. Cuando la resina se hace plástica, se transfiere al molde propiamente dicho mediante un émbolo en la cámara de caldeo. Por medio de bebederos o canales de transferencia, después de curado el plástico se abre el molde y se extrae la pieza.

El moldeado por transferencia fue desarrollado para facilitar el moldeo de productos complicados con pequeños agujeros profundos o numerosos insertos metálicos. En el moldeado por prensado, la masa seca varía la posición de los insertos y pasadores metálicos que forman los agujeros, en el moldeado por transferencia por el contrario, la masa plástica licuada fluye alrededor de estas partes metálicas, sin cambiarle la posición.

INYECCIÓN. DESCRIBIENDO LA MAQUINA DE INYECCION

Las maquinas de inyección de plásticos derivan de la máquina de fundición a presión para metales, según algunas referencias, la primera máquina de moldeo fue patentada en 1872 para la inyección de nitrato de celulosa, pero debido a su flamabilidad y peligrosidad, el proceso no floreció.

En 1920 se construyó en Alemania una máquina para la producción de piezas de materiales termoplásticos, mediante el proceso de inyección, dicha máquina era totalmente manual,

posteriormente, en 1927 y en el mismo país, se desarrollo una maquina para inyección de plásticos accionada por cilindros neumáticos, pero no tuvo mucho éxito debido a que se requería de maquinas con presiones superiores.

El verdadero auge de este proceso, sucedió entre los años 1930 a 1940 con las aplicaciones para los recién descubiertos poliestireno y acrílico, se observó que el proceso permitía la fabricación rápida y económica de artículos útiles. A las máquinas manuales siguieron máquinas accionadas hidráulicamente, cuya construcción alcanzó su verdadero desarrollo hasta el término de la segunda guerra mundial. Eran equipos que no requerían complicados y costosos sistemas hidráulicos para operar, por su sencillez se podían instalara en pequeños locales. A partir de ese momento, el desarrollo y la evolución técnica fué sorprendente. Actualmente, se cuenta con máquinas totalmente automáticas que no requieren de la intervención del operador.

Las partes que forman a una máquina de inyección son:

Unidad de cierre: también es conocida como unidad de cierre del molde y es el componente de la maquina que sostiene el molde, efectúa el cierre y la apertura, genera la fuerza para mantenerlo cerrado durante la fase de inyección y cuando el molde se abre, expulsa la pieza moldeada.

En la actualidad se han creado muchos sistemas de cierre, pero los más conocidos y utilizados son: cierre por rodillera (simple o doble), Cierre por pistón (también conocido como cierre directo) y cierre hidromecánico o pistón bloqueado.

Unidad de inyección: la unidad de inyección es la parte de la máquina que efectúa la alimentación, la plastificación y la inyección al molde del material plástico, el cual entra en esta unidad de inyección en forma de pellet o grano.

Controles: Es el tablero eléctrico y/o electrónico que contiene los parámetros a controlar en la máquina de inyección.

Bancada: es la base de la máquina de inyección que sostiene la unidad de cierre, a unidad de plastificación o inyección, los controles y el sistema hidráulico de la máquina.

DESCRIPCION DLE PORCESO DE INYECCION

El proceso de inyección es discontinuo, y es llevado totalmente por una sola máquina llamada inyectora con su correspondiente equipo auxiliar o periférico.

El proceso de inyección consiste básicamente en:

plastificar y homogenizar con ayuda de calor el material plástico que ha sido alimentado en la tolva y el cual entrara por la garganta del cilindro.

Inyectar el material fundido por medio d presión en las cavidades del molde, del cual tomará la forma o figura que tenga dicho molde.

En el tiempo en el que el plástico se enfría dentro del molde se está llevando a cabo el paso ”a”, posteriormente se abre el molde y expulsa la pieza moldeada.

Describiremos en una forma más detallada lo que ocurre en los pasos del proceso de moldeo por inyección.

El plástico se coloca en la tolva, normalmente es gránulo (pellet) en forma de esfera o cubo. En algunos casos el termoplástico tiene que ser secado o deshumificado antes de utilizarlo. El aceite entra en el cilindro hidráulico empujando a la platina móvil hacia delante, cerrando el molde.

Esto se lleva en dos pasos. Primero un cierre a alta velocidad y momentos antes de que las mitades del molde hagan contacto se reduce la velocidad cerrando lentamente y a baja presión hasta que el molde se encuentra cerrado completamente. Esto se hace con el fin de proteger el molde. Después de cerrado el molde, se eleva la presión del aceite, en el cilindro hidráulico generando la fuerza de cierre para mantener cerrado el molde durante la inyección.

Si la fuerza de cierre es menor a la fuerza generada por la presión de inyección dentro del molde, éste se abrirá, teniendo como consecuencia que la pieza salga con exceso de plástico o comúnmente llamada rebaba o flash, a la cual habrá que darle un acabado o ser molida para procesarla nuevamente.

El material es plastificado principalmente por la rotación del husillo, convirtiendo la energía mecánica en calor, también absorbe calor de las bandas calefactores del cilindro, conocidas también como resistencias. Mientras el material es plastificado y homogenizado, se le transporta hacia delante, a la punta del husillo. La presión generada por el husillo sobre el material fuerza el desplazamiento del sistema motriz, el pistón hidráulico de inyección y del mismo husillo hacia atrás, dejando una reserva de material plastificado en la parte delantera del husillo. A este paso se le conoce como dosificación o carga del cilindro. El husillo sigue girando hasta que se acciona un switch límite que retiene la rotación. Este switch es ajustable y su posición determina la cantidad de material que queda delante del husillo.

El husillo al correrse hacia atrás fuerza la salida del aceite del pistón hidráulico de inyección. Esta salida de aceite puede ser directa al tanque o deposito por medio de una válvula para generar una cierta presión en el material que está siendo plastificado y homogenizado por el husillo. A esta presión se le conoce como contrapresión. Al finalizar la dosificación, se retrocede el husillo ligeramente para descompresionar el material y evitar que fluya hacia fuera d la boquilla cuando la unidad de inyección se separe del molde. A esto se le conoce con el nombre de descompresión y es controlado generalmente por un regulador de tiempo.

Ahora actúan los cilindros hidráulicos de inyección empujando el husillo hacia delante, utilizándolo como pistón al inyectar el material en las cavidades del molde, con una predeterminada presión y velocidad de inyección, después de la inyección, la presión es mantenida un cierto tiempo, a esta se le conoce con el nombre de presión de sostenimiento y normalmente es menor a la presión de inyección.

Normalmente se tiene en la punta del husillo una válvula de no retorno que impide que el material fluya hacia atrás en el momento d la inyección. Esta válvula se abre al dosificar y se cierra al inyectar, mientras el material se enfría, se vuelve más viscoso y solidifica hasta que el punto en la presión de sostenimiento no tiene efecto alguno.

El calor de la pieza transmitido al molde durante el enfriamiento es disipado por un refrigerante, normalmente agua, que corre a través de los orificios hechos en el molde (circuitos ó canales de refrigeración). El tiempo de cierre necesario para enfriar la pieza se ajusta en un regulador de tiempo, Cuando este termina se abre el molde, un mecanismo de expulsión separa el artículo del molde y la máquina se encuentra lista para iniciar el próximo ciclo.

Esto ocurre durante el proceso de inyección del material al molde para obtener la pieza que se quiere hacer, moldear o fabricar.

VARIABLES EN EL PROCESO DE INYECCION

Los parámetros a controlar en el proceso de inyección dependen del material a trabajar, del diseño del molde y la pieza. Cada caso es particular, las variables a controlar son: temperaturas; velocidades, presiones; distancias y tiempos.

1.- TEMPERATURAS

Las temperaturas pueden ser del cilindro de plastificación, de la boquilla y del molde.

La temperatura del cilindro de plastificación y de la boquilla, esta dada por el tipo de material a trabajar, estas temperaturas se ajustan de acuerdo a la temperatura de la masa fundida, la temperatura de la masa fundida determina las propiedades estructurales de una pieza moldeada, por lo que debe ser constante y uniforme ya que controla la densidad y contracción. El proceso de plastificación de una resina cristalina es muy estrecho y requiere más energía.

De igual manera la temperatura el molde esta en función o es determinada por el material plástico a trabajar. Y el acabado de la pieza.

La temperatura del aceite d la máquina se controla mediante un sistema de refrigeración. La temperatura del aceite de la máquina debe ser de 40 oc y no rebasar los 50 oc.

2.- VELOCIDADES

Velocidad de cierre de molde: es la distancia que recorre la platina móvil hasta hacer contacto con la platina fija del molde (es importante mencionar que la unidad de cierre se forma de parte móvil y parte fija) en un tiempo determinado, la velocidad de cierre del molde se realiza en varias etapas: Alta velocidad, media velocidad y baja velocidad, esto con el fin de evitar aceleraciones y frenados bruscos durante la fase de cerrado del plato móvil, también dependerá de la pieza a moldear.

Velocidad de apertura de molde: es la distancia que recorre la platina móvil del molde hasta separarse de la platina fija y dejar el espacio suficiente para la expulsión de las piezas en un tiempo determinado. La velocidad de apertura del molde se realiza al contrario de la fase de cierre de molde: baja velocidad, media velocidad y alta velocidad, también esto dependerá de la pieza a moldear.

Velocidad de plastificación: la velocidad de plastificación se controla por las revoluciones por minuto o giros por minuto del husillo o tornillo en el momento de la plastificación.

Velocidad d inyección: La velocidad de inyección dependerá de los siguientes factores

La viscosidad del polímero.

Condiciones del molde.

Tamaño y número de puntos de entrada de material.

Tamaño de los canales o venas de alimentación del material.

Salidas de aire en el molde.

Temperatura de la masa fundida

Temperatura del molde.

Acabado de la pieza.

Cuando se moldean piezas de secciones delgadas se requieren generalmente velocidades de inyección altas con objeto de llenar la pieza antes de que se solidifique. El uso de una velocidad de inyección alta mejorara el aspecto y brillo superficial de la pieza, ya que la cavidad del molde se llena completamente antes de que la resina comience su solidificación, variando la velocidad de inyección adecuadamente se pueden reducir los defectos superficiales en la pieza, tales como las ráfagas y manchas en la zona del punto de inyección.

Velocidad de expulsión: Es la distancia que recorren los expulsores en un tiempo determinado para expulsar la pieza moldeada.

3.- PRESIONES

Primera presión de inyección: es la presión requerida para vencer las resistencias que el material fundido produce a lo largo de su trayectoria, desde el cilindro de plastificación hasta el molde, esta presión corresponde a la fase de llenado del molde, con esta pretendemos llenar la cavidad en un 90 ó 95%, para después terminar de llenar la pieza con la segunda presión y velocidades.

Segunda presión de inyección: también es conocida como de sostenimiento o recalque, tiene como objeto el mantener bajo presión el material fundido que se solidifica y se contrae en la cavidad del molde, la función de esta segunda presión, es la de completar el llenado y así compensar la contracción, introduciendo un poco más de material fundido en el molde. Es importante mencionar que si se excede en aplicar esta presión puede producir rebaba (flash) o una compactación tal que originara que las piezas se peguen en el lado fijo.

Contrapresión: En el momento de la plastificación el material es llevado hacia delante en tanto que el husillo va girando hacia atrás, la contrapresión se aplica sobre el husillo que gira y tiene como función el impedir el retorno de éste, mejorando la acción de la mezcla del material. Dicho en otras palabras, esto ayuda a que se logre una buena homogenización del plástico. otra definición: es la oposición a que el husillo se mueva libremente hacia atrás mientras esta cargando.

Descompresión: Es la distancia que el husillo se hace para atrás con la finalidad de liberar la presión ejercida sobre el plástico de tal manera que no escurra el material al momento que abra el molde. Existe la posibilidad de hacerlo antes o después de la dosificación, también es valido de que si no se puede usar este recurso, se debe jugar con la temperatura de la nariz, bajando poco a poco la temperatura hasta un punto en que nos permita inyectar y se vea que no escurre material.

Presión de expulsión: Una vez terminada la apertura del molde, la pieza se debe separar del molde, y esto se logra a través de un mecanismo de expulsión, que requiere de una presión de botado que esta activada durante toda la fase de expulsión.

Presión de retorno expulsión: es la presión que estará presente una vez que los botadores han expulsado la pieza en la fase de expulsión.

4.- DISTANCIAS

Distancia de dosificación (inyección) y espesor del colchón: Son los milímetros de material inyectado en función del volumen (cm3) y la unidad de plastificación. Otra definición, es la cantidad de plástico necesaria para llenar todas las cavidades y la colada.

El espesor del colchón son los milímetros de material que deben permanecer constantes en la punta del husillo, para garantizar una repetitividad en el proceso. otra definición, es la distancia que el husillo reserva para terminar de introducir material al interior del molde, de acerado a vencías este debe ser el 10% de la capacidad del la capacidad del barril.

Distancia de conmutación a segunda presión: son los milímetros necesarios para hacer el cambio por distancia, de primera presión de inyección a segunda presión de inyección.

Distancia de apertura de molde: es la distancia que deseamos que abra la parte móvil del molde para que pueda expulsarse la pieza.

Distancia de expulsión: son los milímetros recorridos por el sistema de expulsión de la pieza inyectada, para que pueda desmoldear del molde.

5.-TIEMPOS

Tiempo de inyección: es el tiempo en el que se lleva a cabo el llenado de las cavidades del molde.

Tiempo de pos presión: es el tiempo en que permanece activa la pos presión, o segunda presión.

Tiempo de plastificación: es el tiempo requerido para levarse a cabo la fusión del material, hasta llevarlo a un estado líquido viscoso.

Tiempo de enfriamiento: es el tiempo para acabar de solidificar la pieza, y este empieza después de que termina el tiempo de pos presión y acaba cuando el molde se abre para expulsar la pieza.

Tiempo de ciclo: es el tiempo en el que se llevan a cabo las etapas del proceso de inyección: tiempo de cierre + tiempo de inyección + tiempo de pos presión +tiempo de enfriamiento que incluye el tiempo de plastificación + tiempo de apertura y expulsión.

Otros términos empleados son:

Fuerza de cierre: es la fuerza ejercida sobre el molde antes de inyectar. La fuerza de cierre es producida por la unidad de cierre después de la formación de la presión.

Presión de cierre: cuando empieza el proceso de llenado del molde con la masa plástica, se produce una fuerza de empuje ascendente que produce un efecto adicional sobre el sistema de cierre junto con la fuerza de cierre, también es conocida como alta presión.

En gráfico adjunto tenemos un corte transversal de una parte de un inyector de plástico en la que se observa:

1.- Tolva.

2.- Motor Hidráulico.

3.-Husillo sin fin.

4.- Sistema de calefacción del husillo.

5.- Molde

Cómo seleccionar una máquina inyectora para incrementar la productividad .La meta:

1.- Competitividad

2.- Rentabilidad

La máquina inyectora juega un papel clave en la rentabilidad de la empresa, y su selección debe hacerse con cuidado y a conciencia, teniendo como objetivo una mejora en competitividad. Esto sólo se logra comprando el equipo que permita garantizar la calidad requerida y además producir cada pieza con el menor costo posible.

Para escoger la máquina más adecuada se debe saber lo siguiente:

a.-Qué se quiere fabricar.

b.- En qué materiales se va a fabricar

c.- Qué precisión se requiere

d.- Qué cantidad mensual se va a producir

e.- De qué tamaño son los moldes

f.- Con cuánto presupuesto se cuenta.

Lo anterior determina los siguientes parámetros:

a.- Fuerza de cierre b.- Gramaje de inyección c.- Presión de inyección d.- Velocidad de inyección e.- Capacidad de plastificación f.-Distancia entre barras g.- Carrera de apertura h.-Tamaño mínimo y máximo del molde.

Para empezar el proceso de selección, conviene tener en cuenta quién es el proveedor, qué servicio posventa ofrece y que experiencia tienen quienes le han comprado.

En la medida de lo posible, se deben buscar máquinas que estén fabricadas con elementos hidráulicos y electrónicos genéricos; de esta forma no se está sujeto a las condiciones del proveedor, y los repuestos son más baratos.

Precio del equipo.-Conviene tener en cuenta que al asignar los costos fijos por pieza, generalmente el costo de amortización de la inyectora no alcanza el 50% de los costos fijos totales asignados por artículo. Para alcanzar un punto óptimo es necesario balancear la velocidad y precisión del equipo con su costo por pieza, lo cual depende de la aplicación a la que se destina.

A continuación se presentan algunas especificaciones técnicas importantes a tener en cuenta al momento de seleccionar una inyectora.

Fuerza de cierre

Es la fuerza que tiene la máquina para oponerse a la que ejerce al plástico cuando llena el molde, y que tiende a separar las dos caras del mismo generando rebaba. Este parámetro es muy importante, y generalmente determina el tamaño de la máquina. La fuerza de cierre necesaria está determinada por el área proyectada del artículo, el número de cavidades y la presión necesaria para inyectar. Otros factores que afectan la fuerza son el material a inyectar y el tipo de colada.

Inicialmente, es importante establecer si la fuerza de cierre se está fijando en toneladas métricas o americanas: 200 toneladas métricas equivalen a 220 toneladas americanas. Como "regla de dedo", se requieren entre 2 y 3 toneladas americanas de fuerza por cada pulgada de área proyectada.Gramaje de inyección Es la masa máxima que puede inyectar una máquina, y equivale al volumen de inyección multiplicado por la densidad del material fundido. Este valor típicamente viene dado en gr. de PS, que fundido tiene una densidad de 0.9 gr./cm3. Es por esta razón que el gramaje de inyección normalmente es un 10% menor que el volumen de inyección.

El gramaje requerido se calcula multiplicando el peso de la pieza por el número de cavidades, y sumándole el peso de los ramales. Cuando el material no es PS, este valor se debe dividir por la densidad del material fundido. El resultado de esta operación arroja el volumen de material a inyectar: el gramaje de la inyectora con PS, que es el que normalmente viene dado en las especificaciones, debe ser un 10% inferior a esta cifra. Por ejemplo para inyectar 100 grs de PP, se necesita una inyectora de 137 cm3 ó 125 grs de PS.

La razón para dividir por la densidad del material fundido, es que en éste estado el material ocupa un mayor volumen que en estado sólido. El aumento de volumen varía según la resina. Por ejemplo, el PS aumenta aproximadamente 10% su volumen cuando está fundido y el PP aproximadamente un 20%.

El volumen de inyección equivale al área interna del cilindro (que se calcula a partir del diámetro del tornillo, "D") por el desplazamiento máximo del tornillo durante la inyección, que normalmente equivale a 4D ó 5D. Si el desplazamiento es superior a este valor, puede llegar a alimentarse resina proveniente de la tolva en la sección de compresión del tornillo, porque la sección de alimentación teóricamente sólo alcanza una longitud máxima de 5D. Esto puede generar problemas de operación.

Al calcular el gramaje a inyectar es bueno tener en cuenta:

- Tiempo de residencia de la resina en la inyectora, especialmente si ésta es termosensible, como el PVC o el PET, ya que si permanece mucho tiempo en el tornillo puede degradarse.

- Homogenización del material; cuando se alcanza el límite de la capacidad de inyección, hay una gran diferencia de tiempo entre el material que entra al principio y el que entra al final, lo cual puede generar problemas como falta de homogeneidad o degradación de una parte de la resina, entre otros.

- Si la pieza tiene menos del 20% del gramaje de la máquina se pierde capacidad de control, ya que un pequeño desplazamiento puede causar una gran variación en la pieza.

También es necesario tener en cuenta que la capacidad másica de la inyectora, que normalmente viene dada en referencia al poliestireno, varía según la resina a inyectar, ya que cada una tiene un peso específico diferente (que además varía en función de la temperatura). La tabla 1 indica cuál es la capacidad en gr. de una máquina para 100 gr. de poliestireno cuando se procesan otras resinas.

Presión de inyección La presión es la resistencia a fluir, y mientras más resistencia se ofrezca al flujo (paredes y canales más delgados) mayor será la presión requerida. Además, la presión aumenta proporcionalmente con la velocidad.

La presión de inyección está determinada por:

- El espesor de pared de la pieza a inyectar - La relación entre la trayectoria de flujo y el espesor de pared - La resina - El tipo de colada - El área del punto de inyección - La temperatura de trabajo de la inyectora - El tipo de material a procesar - La precisión requerida: a mayor precisión, mayor presión.

La presión también está relacionada con el diámetro del tornillo: si se inyectan artículos de pared gruesa, lo ideal es tener un tornillo de mayor diámetro, porque se requieren altos gramajes y presiones bajas; para artículos de pared delgada es más indicado un tornillo de menor diámetro, porque se requieren gramajes bajos; lo importante aquí es que el tornillo garantice la velocidad de

inyección necesaria. En la mayoría de los casos es aconsejable un tornillo intermedio, que permita obtener una presión de 1.500 - 1.600 kg./cm2, ya que esto permite inyectar casi todos los artículos.

Velocidad de inyección

La velocidad de inyección está determinada por el espesor de la pieza y la relación trayectoria de flujo - espesor de pared.

La velocidad de inyección está muy relacionada con el tamaño de la bomba. La presión teórica de inyección que aparece en el catálogo casi siempre se alcanza; no así la velocidad de inyección, como se explicará más adelante.

Capacidad de plastificación

Los parámetros que determinan la capacidad requerida de plastificación son:

- El diámetro del tornillo - La velocidad de rotación (RPM) del motor - La geometría del tornillo - La resina.

La capacidad de plastificación requerida en una pieza es igual al peso total de la inyección dividido por el tiempo de enfriamiento de cada pieza. Un error muy común es dividir por el tiempo total del ciclo, en vez del tiempo de enfriamiento, que incluye etapas como la de inyección, apertura y cierre, donde no hay carga de resina.

Mientras más ciclos por minuto se busquen, se requiere menor tiempo de enfriamiento y mayor capacidad de plastificación.

Tamaño del tornillo

La selección del tornillo debe hacerse de tal manera que cumpla con los requerimientos de:

- Gramaje - Capacidad de plastificación - Velocidad de inyección - Presión de inyección

Al aumentar el diámetro, se aumentan la velocidad, la capacidad de plastificación, el gramaje y el tiempo de residencia del material. Cuando se tienen altos valores de velocidad y capacidad de plastificación se logran ciclos más cortos; sin embargo, si el tornillo tiene un diámetro muy alto, puede llegar a generar insuficiente presión.

Distancia entre barrasEste parámetro está determinado por el tamaño del molde. La distancia más importante entre barras es la horizontal, porque la gran mayoría de los moldes entran por encima de la inyectora, y pueden tener una longitud mayor en la dirección vertical que en la horizontal. De otro lado, si se trabaja con cambios de molde automáticos, el molde se inserta lateralmente a la inyectora; en este caso, es recomendable tener la misma distancia entre barras en dirección horizontal y vertical.

Carrera de apertura La carrera de apertura mínima de un equipo para lograr un expulsado automático, debe ser como mínimo un 10% superior al doble de la altura del producto más el pitorro o ramal de inyección. Al momento de seleccionar una inyectora, es importante asegurar que la carrera de apertura sea suficiente para todos los artículos que con ella se quieran producir.

Potencia de la bomba Éste es un punto muy delicado, pues es la potencia de la bomba la que determina:

- Velocidad máxima de inyección- Las RPM del tornillo (capacidad de plastificación)- Velocidades de apertura, cierre y expulsión.

Por lo tanto juega un papel determinante en la productividad y en la rentabilidad de la empresa.

Si se comparan dos inyectoras del mismo tamaño en toneladas y con la misma distancia entre barras, pero con diferente potencia en la bomba, el tiempo de ciclo es más corto en la inyectora con la bomba más grande; esto generalmente se traduce en un menor costo por pieza producida, en razón de que hay mas piezas por unidad de tiempo para absorber los mismos costos fijos. Sin embargo, si la bomba está sobre dimensionada y consume más energía de la necesaria, se está desperdiciando capacidad. Lo ideal es que la bomba tenga un tamaño suficiente para producir la mayor cantidad de unidades por ciclo, pero que no esté sobredimensionada.

La razón del aumento en velocidad con el aumento del tamaño de la bomba es la siguiente: la presión máxima normalmente es constante, y se encuentra alrededor de140 bares para unas máquinas y 170 bares para otras. La potencia es igual al caudal por la presión del equipo hidráulico; por tanto, a mayor potencia de la bomba, mayor caudal. Y la velocidad es función directa del caudal, (caudal es igual a velocidad por área). Como el área es fija, a mayor caudal, mayor velocidad. Entonces, mientras más potente la bomba, más rápida será la inyectora.

Tipo de cierre

Hay tres tipos de cierre: de rodilleras, hidráulico e hidromecánico. Las inyectoras de rodillera son aquellas en las que un mecanismo de dos barras acopladas a través de una junta tipo rótula accionan la unidad de cierre. En las hidráulicas la placa móvil es desplazada por un gato central, y en las hidromecánicas se combina la ganancia mecánica con las ventajas hidráulicas.

Un diseño típico de máquinas hidromecánicas es el de las máquinas de gran tonelaje con dos placas, donde los movimientos de apertura y cierre son realizados con cilindros hidráulicos de alta velocidad y baja presión, y donde la fuerza de cierre la dan cilindros hidráulicos de alta presión y baja velocidad.

Tipo de accionamiento

Las inyectoras pueden ser accionadas con hidráulica , eléctricidad o pueden tener un accionamiento mixto. Mucho se ha escrito sobre cuál es la mejor. A juicio personal, en ciclos donde el tiempo de enfriamiento es largo, las máquinas mixtas, o sea aquellas en donde parte de los accionamientos se hace con actuadores eléctricos, o las máquinas completamente eléctricas son mejores, ya que permiten literalmente apagar la máquina.

En ciclos donde se requieren capacidades de plastificación sumamente altas, de nuevo las inyectoras eléctricas y las mixtas tienen ventaja sobre las hidráulicas, por la posibilidad de ejecutar la plastificación simultáneamente con otras operaciones.

En mi experiencia personal, sin embargo, he visto que la mayoría de los daños que se presentan son electrónicos, lo que requiere una alta capacidad de respuesta (en proveedor de servicios y en conocimiento técnico) para atender fallas posibles. Adicionalmente, las inyectoras hidráulicas son capaces de amortiguar parcialmente impactos o paradas súbitas, gracias a sus sistemas de conexión y mangueras.

Motor hidráulico o de accionamiento del tornillo

El motor de accionamiento del tornillo debe ir de acuerdo con el diámetro del mismo y la resina a operar.

Un motor muy rápido es, por definición, un motor de bajo torque, y puede presentar problemas cuando se trabajan resinas duras o de ingeniería, con índices de fluidez inferiores a 7.

En el caso de un equipo hidráulico, lo ideal es comprar una máquina con motor de rango dual, es decir, con un motor que tenga dos modos de trabajar, conmutables a voluntad del operador: un modo será el de alta velocidad de rotación y bajo torque, y el otro el de bajo torque y alta velocidad.

Factor de amplificación

Es el cociente resultante de dividir la presión de inyección entre la presión del sistema hidráulico. Dos inyectoras con la misma bomba, la misma presión de trabajo, el mismo diámetro de tornillo y el mismo factor de amplificación, deben tener velocidades de inyección similares.

El control estadístico de procesos (SPC, por las iniciales de su nombre en inglés) es una opción que traen las máquinas para almacenar los principales parámetros de cada ciclo y extraer después un reporte final de producción, que permite establecer la calidad de las piezas producidas. Es una opción que se está imponiendo con la implementación de las normas ISO 9000, en donde los clientes están exigiendo mecanismos de garantía y seguimiento al proceso. Esta opción requiere de un control de lazo cerrado, ya que deben monitorearse continuamente los valores de presión y velocidad de inyección.

Ejemplo de selección de una inyectora

Una vez verificado lo anterior, se procede a seleccionar la opción de máquina que pueda otorgar la mejor rentabilidad por pieza. Las tablas 1, 2 y 3 dan un ejemplo de los parámetros que deben considerarse para comparar entre sí tres máquinas inyectoras.

Este ejemplo se puede resumir así:

- Según monto de la inversión, la inyectora más barata es la uno; la dos es 2.28 veces más cara que la uno, y la tres es 3.21 veces más cara. - Según el número de unidades por minuto, la mejor es la tres, que saca 1.71 más piezas que la uno y 1.15 más piezas que la dos. - Según el costo final de producción, la mejor opción es la dos, ya que es la que permite producir

con el menor costo por unidad. La pieza en esta máquina sale un 9% más barata que en la uno, y un 4% mas barata que en la tres.

Obsérvese la importancia de la capacidad de plastificación, que hace que la inyectora uno, a pesar de ser la más barata sea la que produce las piezas más costosas.

En el caso de la inyectora dos, es bueno, preguntarle al fabricante/representante qué se puede hacer para mejorar la capacidad de plastificación y cuánto cuesta. Un incremento de la capacidad de plastificación en un 20%, se traduce en el ejemplo en un incremento del 12% en el número de piezas por minuto y una reducción de los costos fijos por pieza del 15%.

En la opción uno esto es posible, pero se puede poner en riesgo la máquina, ya que implica bombas de mayor potencia, lo que puede exceder las cargas de diseño del equipo.

Hay una reflexión: si la máquina uno es tres veces más barata que la tres, entonces, se podría pensar que es mejor comprar tres máquinas uno, que una tres, o al menos dos máquinas uno. Sin embargo, comprar más de una máquina uno, en vez de una dos o tres en razón del precio, es un enfoque que hay que analizar con cuidado, porque:

-Se requerirían tres operarios adicionales por cada máquina extra - El consumo de energía es mayor. - Dos máquinas requieren más espacio que una.

- Existe un costo por los moldes. Mientras más alto sea, menos válido el argumento de comprar dos máquinas en vez de una. Obsérvese que prácticamente se necesitan dos máquinas uno y dos moldes para hacer lo mismo que hace la máquina tres. Y al considerar el molde, el costo de los moldes sería el doble para dos máquinas uno. Es decir mientras más costosos los moldes, más importante la productividad de la máquina. - Aunque en teoría se requeriría la misma infraestructura administrativa para una máquina que para tres, en la práctica esto no es cierto. Mientras más gente mayor es el trabajo administrativo.

De este ejemplo se sacan otras conclusiones importantes:

- La capacidad de plastificación juega un papel importantísimo en el costo final del artículo, y en la selección adecuada de las inyectoras. Si el tiempo de enfriamiento requerido por la pieza fuera de 7 segundos, la segunda opción sería la máquina uno y no la tres, y si el tiempo de enfriamiento fuera de 9 segundos, entonces la opción más rentable sería la máquina uno.

- La velocidad de la inyectora también juega un papel importante en los costos. Si bien en este ejemplo se pasó por alto esto, el hecho de tener un control más sofisticado que permita hacer conmutaciones entre las diferentes operaciones mas rápidamente, puede establecer una diferencia importante en productividad, especialmente en ciclos cortos.

Llama la atención que la inyectora uno posee una potencia de inyección un 60% más alta que la potencia de la bomba, situación que es debida en buena parte a la forma de calcular este valor, que en muchos casos se hace trabajando con el desplazamiento por RPM de la bomba, y que finalmente llega a unos valores de velocidad de inyección y plastificación mucho más altos que los reales. En este ejemplo, es necesario reducir la velocidad de inyección de la máquina uno en un 35% para que

la potencia de inyección se sitúe en un 12% por encima de la de la bomba, que es un valor mucho más real para máquinas con bombas de caudal fijo.

Nótese que la potencia de inyección de la máquina tres es un 26% superior a la potencia de la bomba, situación que encuentra su explicación en las bombas de caudal variable, en donde el mayor flujo se da con una baja presión.

A las tres inyectoras se les dio el mismo tiempo de apertura y cierre del molde. Sin embargo, la uno, por tener, un control más sencillo, un menor peso, y una bomba de menor tamaño, debe tener un tiempo de apertura y cierre mayor.

Queda un elemento por mirar. Si las opciones fueran únicamente la dos y la tres, y la fábrica tuviera equipos de la marca tres, entonces la opción sería ésta, ya que aunque la pieza sale ligeramente más cara, se continúa con equipos de la misma marca.”

Soplado de cuerpos huecos.

Es un procedimiento para moldeo de termoplásticos únicamente, para ello, mediante una extrusora en forma horizontal o vertical se producen dos bandas o preformas calientes en estado pastoso, de un espesor determinado y además inflable, que se introducen al interior del molde partido, posteriormente se cierra el molde y mediante un mandril se introduce aire a alta presión entre las dos láminas, ésta presión hace que las láminas de plástico se adhieran a las paredes interiores del molde haciendo que tomen su configuración, seguidamente se enfría el molde para que las películas se endurezcan, pasado esto se procede a extraer la pieza y se elimina el material excedente( rebaba).

Para éste procedimiento es necesario que el material tenga estabilidad de fusión para soportar la extrusión de la preforma y el soplado de la misma al interior del molde. El moldeado por soplado de cuerpos huecos tiene un uso muy extenso para producir recipientes como botellas, galoneras, pelotas, barriles de todo tamaño y configuración, además de piezas para autos, juguetes como muñecas, etc.

Molde de acero para soplado de una galonera plástica de 64 onzas

TERMOFORMADO:

Procedimiento exclusivo para termoplásticos, la resina se proporciona en forma de fina láminas al cual se le calienta para poder conformarlo.

Con aire a presión o vacío, se obliga a la hoja a cubrir la cavidad interior del molde y adoptar su configuración, se utiliza para la fabricación de diversos recipientes como vasos, copas, pequeñas botellas todos descartables, la producción es en serie, utilizándose planchas o láminas del tamaño adecuado para 100 a 200 piezas.

EL CALANDRADO.

Se utiliza para revestir materiales textiles, papel, cartón o planchas metálicas y para producir hojas o películas de termoplástico de hasta 10 milésimas de pulgada de espesor y las láminas con espesores superiores. En el calandrado de películas y láminas el compuesto plástico se pasa a través de tres o cuatro rodillos giratorios y con caldeo, los cuales estrechan el material en forma de láminas o películas, el espesor final de del producto se determina por medio del espacio entre rodillos.

La superficie resultante puede ser lisa o mate, de acuerdo a la superficie de los rodillos. Para la aplicación de recubrimientos a un tejido u otro material por medio del calandrado, el compuesto de recubrimiento se pasa por entre dos rodillos horizontales superiores, mientras que el material por recubrir se pasa por entre dos rodillos inferiores conjuntamente con la película, adhiriéndola con el material a recubrir. Otro procedimiento utiliza resina líquida a la cual se le agrega colorante y endurecedor y mediante dos rodillos de los cuales el inferior está en contacto con una bandeja con el compuesto líquido que impregna el material a recubrir, a los rodillos se les proporciona calor para acelerar la polimerización del compuesto.

EXTRUSIÓN.-

Se usa principalmente para termoplásticos. La extrusión es el mismo proceso básico que el moldeado por inyección, la diferencia es que en la extrusión la configuración de la pieza se genera con el troquel de extrusión y no con el molde como en el moldeado por inyección.

En la extrusión el material plástico, por lo general en forma de polvo o granulado, se almacena en una tolva y luego se alimenta una larga cámara de calefacción, a través de la cual se mueve el material por acción de un tornillo sin fin, al final de la cámara el plástico fundido es forzado a salir en forma continua y a presión a través de un troquel de extrusión preformado, la configuración transversal del troquel determina las forma de la pieza.

A medida que el plástico extruido pasa por el troquel, alimenta una correa transportadora, en la cual se enfría, generalmente por ventiladores o por inmersión en agua, con éste procedimiento se producen piezas como tubos, varillas, láminas, películas y cordones.

En el caso de recubrimiento de alambres y cables, el termoplástico se estruje alrededor de una longitud continua de alambre o cable, el cual al igual que el plástico pasa también por el troquel, después de enfriado el alambre se enrolla en tambores.

FUNDICIÓN.-

Mediante éste procedimiento se trabajan tanto termoplásticos como duroplásticos, en estado líquido por lo general o en estado granulado o en polvo, para la producción de diversas piezas, la diferencia entre la fundición y el moldeo es que no se utiliza la presión, el calor se utiliza sólo para resinas en forma de polvo o granulados, la masa se calienta hasta que esté fluido y se vierte en el molde, luego se cura a temperaturas que varía según el plástico y luego se retira del molde.

Mecanismo básico de un Termoformadora

MAQUINA TERMOFORMADORA GN-PLASTICS PARA PRODUCCION EN SERIE.

Lámina de Polietileno y piezas elaboradas por termoformado.

Procedimiento artesanal de conformado de láminas plásticas con modelo de madera para la obtención de la carrocería de un auto de juguete.

Una vez conformada la lámina se procede a extraer el modelo de madera por partes en el orden indicado: 1, 2, 3, 4 y finalmente la pieza de madera grande la número 5. Por lo general la lámina plástica es resina poliéster líquida reforzada con fibra de vidrio, en la cual esta actúa como carga y con su respectivo colorante y endurecedor.

CORTE ESQUEMATICO DE INYECTORA DE PLASTICO

MOLDE DE ACERO PARA LA INYECCION DE UN TINA PLASTICA

Empaque y etiqueta: Una sola pieza por inyección

La industria del empaque saca provecho de los avances en el proceso de inyección; a través de la tecnología de etiquetado dentro del molde, ha conseguido producir envases con una apariencia visual muy superior, con mejores propiedades y ha logrado eliminar procesos secundarios de impresión. El proceso representa grandes oportunidades de diferenciación para los clientes de moldeadores de empaques y envases

Tradicionalmente, la decoración y adición de información sobre un producto se realizan en una fase posterior al moldeo de la pieza, con procedimientos de impresión y etiquetado. Sin embargo, en los últimos años se han dado grandes pasos en las tecnologías de transformación, y se observa una marcada tendencia a integrar el proceso de decoración al proceso de moldeo por inyección. Es así que la técnica de etiquetado dentro del molde, o In-Mold Labeling (IML) está ganando cada vez más presencia en la producción de artículos plásticos, sobre todo en el sector de envases. La empresa Husky (Canada) es una de las impulsoras de este sistema innovador. Actualmente el 40% de los nuevos empaques que se hacen en Europa emplean la tecnología IML, y se proyecta que ésta tendrá un crecimiento del 20% anual. Husky, proveedor de sistemas completos de IML, asegura que la demanda global de este tipo de soluciones está creciendo a tasas de dos dígitos, y que el principal motor de crecimiento es la habilidad de los contenedores de diferenciar productos con mejor calidad en la decoración.

PROCEDIMIENTO DE MOLDEO DE ENVASE CON ETIQUETADO DENTRO DEL MOLDE EN UNA INYECTORA DE 4 CAVIDADES POR LADO (COINYECCION)

CONSTITUCION DE LOS MOLDES PARA PLASTICOS.

Los moldes para plásticos se construyen de diversas maneras, en función de la forma de la pieza que se quiere obtener, por lo general son moldes partidos, si la pieza es de revolución y simétrica, lo más común es que sea de macho (núcleo) y hembra (matriz), de lo contrario tendrá múltiples partes que se ensamblan para el cierre y llenado del molde y se abren para el desmolde de la pieza.

Dependiendo de la cantidad de piezas a producir, los moldes pueden ser de accionamiento manual, si se trata de pequeñas series, para series mayores se utilizan moldes semiautomáticos, accionados por prensas y para grandes series de piezas los moldes automáticos en los cuales no participan prácticamente la mano humana.

Para el diseño del molde se debe de considerar el color de la pieza, adornos , insertos metálicos, espesor de las paredes, conocidad de las paredes para facilitar el desmolde, conviene evitar bordes y salientes agudos, las curvas irregulares son difíciles de mecanizar, las superficies planas o grandes tienen el inconveniente de presentar alabeos por la contracción, lo que da a lugar a superficies

irregulares y acabados rugosos, para evitar esto se deben reforzar las paredes con salientes suaves, nervios, redondamientos en el encuentro de las paredes.

Las paredes no deben de ser muy delgadas que puedan romperse, para los duroplasticos como los fenólicos no debe de sobrepasar los 0,65 mm. Los termoplásticos se pueden moldear con espesores más finos. Se debe de tener en cuenta la no existencia de cambios brusco de espesores para evitar concentraciones de tensiones.

Paredes de casi igual espesor curan de manera uniforme. Es recomendable en las paredes largas o altas, que el fondo, por donde generalmente se inicia el llenado sea más grueso que la parte superior, para facilitar el desmolde y evitar la concentración de tensiones.

Los plásticos tienen la tendencia de contraerse ajustándose alrededor del embolo o de los machos del molde, si la pieza es de revolución se puede optar por una conicidad de 1°, para otras formas hay que darle a la pieza una inclinación de 0,5° por lo menos, ya que verticalidades mayores producen adherencias de la pieza al molde. Son los Metacrilatos de Metilo y el Poliestireno son los materiales de mayor contracción, en ese caso se usa inclinación mayor o igual de 1°

Si la pieza tiene la inclinación en el núcleo del molde, la pieza queda retenida en la cavidad (matriz ó hembra) del molde, por lo que los expulsores estarán ubicados en ella.

Por el contrario la inclinación corresponde a la matriz, la pieza se adhiere en el núcleo, siendo preciso ubicar los expulsores en él.

El diseño, construcción de moldes para plásticos y el moldeo requiere cierta experiencias y constituye una técnica y a la vez un arte, a lo que debemos agregar ingenio, sentido común y el conocimiento de la teoría cuando es necesario resolver impases.

Para producir agujeros en la pieza a moldear es conveniente emplear pasadores desmontables, en lugar de construir el molde con los machos fijos, por la dificultad de construcción por mecanizado. Es común ubicar insertos metálicos para roscas interiores, espárragos, adornos, soportes, etc. Se deberá de tener cuidado en el anclaje de los mismos mediante ranuras, recalcados o agujeros, se debe de evitar masas de metal excesivamente grandes.

En el moldeo por inyección para la elaboración de altos volúmenes de producción con una excelente calidad, es indispensable un molde de buenas cualidades, con una elaboración muy precisa, y duración aceptable. Los dos pasos más importantes en la producción de una pieza plástica son el diseño de la pieza y el diseño del molde.

La tarea principal del molde de inyección es recibir y distribuir el material plástico fundido, para ser formado y enfriado y posteriormente expulsar la parte moldeada.

Al diseñar el molde de inyección conviene tener en cuenta las consideraciones siguientes a parte de las consideraciones antes mencionadas:

Conocer perfectamente el plano de la pieza a moldear, establecer las líneas de partición, zona de entrada, lugar de los botadores y detalles del molde que puedan facilitar su construcción.

Determinar el tipo de maquina de moldeo y el efecto que puede tener en el diseño del molde.

A partir de las especificaciones del termoplástico, hay que tener en cuenta su contracción, las características de flujo y abrasión y los requisitos de calentamiento y enfriamiento.

Son muchos los puntos que deben de ser tomados en cuenta para la construcción de un molde: los materiales para su construcción, los métodos de elaboración del molde, diseño y características del molde y pieza a fabricar entre otros.

Materiales para la construcción de los moldes

En la construcción de moldes para inyección de plásticos es necesario utilizar aceros especiales por las condiciones de trabajo, debido a las cargas severas a que son sometidos y porque se requiere alta precisión en los acabados. A esto hay que añadir que las tolerancias manejadas son muy finas.

Los aceros, utilizados en moldes para inyección deben cumplir con las siguientes características:

Condiciones aceptables para su elaboración como son mequinabilidad, poder ser troquelado en frío, poder ser templado.

Resistencia a la compresión

Resistencia a la temperatura

Resistencia a la abrasión

Aptitud para el pulido

Tener deformación reducida

Buena conductividad térmica

Buena resistencia Química

Tratamiento térmico sencillo.

Dentro de los aceros para moldes podemos encontrar a los aceros de cementación, de nitruración, templados, bonificados para el empleo en el estado de suministro o resistentes a la corrosión, entre otros.

El acabado

Los clientes suponen que la apariencia de los productos es la que se especifica en los planos. La textura que debe de tener el molde en algunas ocasiones es un aspecto que comúnmente no es tomado en cuenta. Este factor influye sobre el comportamiento del plástico.Otro punto importante es que los acabados para los moldes son un costo adicional y suponen uno de los mayores costos de la construcción de los moldes.

Métodos de elaboración del molde

Tan importante es el material que se utiliza para la construcción del molde como lo son los métodos que se emplean para la creación del mismo como son:

Mecanizado: puede ser dividido en dos fases, el desbaste (su objetivo es eliminar la mayor cantidad de material posible) y el mecanizado de acabado, el cual tiene como objetivo generar las superficies finales.

Estampado o troquelado: se emplea principalmente cuando hay que obtener cavidades del molde con una superficie difícil para ser elaborada por mecanizado. El punzón, estampa o troquel es elaborado exteriormente según el perfil deseado. Los elementos así obtenidos se someten a un recocido para la liberación de tensiones antes de la elaboración mecánica final, para que en el tratamiento térmico definitivo no se produzcan deformaciones.

Electroerosión: en este proceso se aprovecha el desgaste producido por descargas eléctricas breves y consecutivas. Es necesaria la creación de un electrodo, de grafito o cobre, el cual va formando las cavidades del molde.

Los electrodos de grafito tienen la ventaja de tener un menor desgaste pero la desventaja de menor precisión. Los electrodos de cobre, por su parte, dan mayor precisión pero con un mayor desgaste.

Colada: en este proceso el costo de la mecanización es alto y el tiempo empleado en la fabricación del molde puede ser considerable. Hay que tener en cuenta, además que la exactitud de dimensiones y la calidad superficial son inferiores respecto a los moldes fabricados por mecanización.

FORMA DE LOS CANALES DE COLADA.

En la foto se observa un molde de acero de cuatro cavidades, canal principal y canal secundario.

El canal por el cual llega el material al molde propiamente dicho se llama canal de colada, es cónico y su diámetro aumenta en dirección al molde, es necesario tener en cuenta la relación a:A = 1: 20-35 y que es la relación entre la sección de admisión y la cara de la pieza que se está moldeando, expresado en mm2.

Canal de colada en forma de Punto.

Puede tener un diámetro de 0,8 a 1mm, por lo general es el centro de la pieza, se utiliza para piezas de revolución.

MOLDE DE ACERO DE DOS CAVIDADES PARA INYECCION DE DOS FUENTES PLASTICAS PEQUEÑAS

Canal de Colada en forma de Paraguas. Se utiliza para la construcción de piezas redondas como bridas, anillos, aros, etc.

Canal en forma de Banda. Con un espesor de hasta 2 mm., su forma garantiza una buena distribución del material dentro del molde, se utiliza para la elaboración de planchas, espumas, etc.

Canal de colada en forma de Disco y de Corona. Para el moldeo de piezas en forma de tubos.

CLASIFICACIÓN Y DESIGNACIÓN DE LOS PLÁSTICOS INDUSTRIALES.

En la industria moderna existe una gran variedad de plásticos para diversos tipos de usos, las aplicaciones van desde la elaboración de envases de medicina, recipientes para alimentos, envolturas, bolsas, recubrimiento de conductores eléctricos, piezas mecánicas de artefactos electrodomésticos como engranajes, bocinas, etc. Dentro de la gran variedad existente de resinas todas ellas se les puede clasificar en dos grandes grupos: Las resinas TERMOPLASTICAS ó termo

deformables y las DUROPLASTICAS o termoestables, la designación de estables o deformables está en relación al comportamiento de la pieza ya elaborada en presencia del calor.

TERMOPLÁSTICOS son las resinas que se ablandan en presencia del calor y se endurecen cuando se enfrían, no importa cuantas veces se repita el proceso, dentro de ellas tenemos: Vinílicos y Polivinílicos, Poliestirénos, Poliamidas ( nylon), Policarbonatos, Polietilenos, ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), Acetálicas, Acrílicos, las Celulosas ( acetato butirato de celulosa, propianato de celulosa, nitrato de celulosa y la celulosa etílica), Polipropileno, polimetacrilato, Politetra- fluoretileno, etc.

DUROPLASTICOS, son las resinas que se solidifican en forma definitiva cuando se les aplica calor y presión durante el moldeado, el recalentamiento no ablanda estos materiales y si el calor continua la pieza llega a carbonizarse directamente. Dentro de éste grupo tenemos: Las resinas Fenólicas, Úricas, Melamínicas, Epoxi, Poliéster, Poliuretanos, Alquídicos, Caseína, Amina, etc.

RESINAS FENOLICAS (RF).- Se obtienen combinando el fenol con el formaldehído, tienen un olor característico a ácido fénico, particularmente si se les calienta, se les utiliza mezcladas con cargas de relleno, para mejorar sus características físicas, su peso específico oscila entre 1,3 a 1,9 kg/dm3, son excelentes aisladores, por lo general se usa en colores oscuros, marrones, negros, su combustibilidad es mala pues arde con gran dificultad, su permeabilidad a la luz está entre transparente a opaco, el producto más conocida es la Bakelita. Con esta resina se moldean mango de interruptores, clavijas, carcasas de radios televisión, agitadores de lavadoras, poleas, prendería, etc.

RESINAS URICA .- Tiene como materia básica la urea sintética y el folmadehido, no tienen olor característicos, su peso específico es de 1,5 kg/dm3 , por lo general se usa en colores claros y blancos, arde con dificultad, es opalescente a la luz, soporta de 130 a 138°C de temp. Con está resina se moldean artículos de cocina, materiales eléctricos, etc.

RESINAS DE MELAMINA.- Tienen como elemento básico la Melamina que se obtiene del carburo de calcio y nitrógeno, tienen buena resistencia eléctrica, son duros, peso específico de 1,5 kg/dm3 se usa en colores claros, arde con dificultad, es opalescente, , disponible en polvo o en forma granular, se utiliza para artículos de cocina, vasija como platos, tazas, prendería, etc.

RESINA DE POLIESTER (UP).- Se derivan del alquitrán de hulla y del estirol, son incoloros aunque se pueden colorear a voluntad, se utiliza con cargas de fibra de vidrio, que le da una considerable resistencia, se le consigue en forma de líquidos y como compuestos premezclados, arden con dificultad auto extinguiéndose, se utiliza para cascos de embarcaciones, carrocería de automóviles, placas transparentes para cubiertas, se utiliza también para impregnar tejidos de tela, papel y como pinturas duras.

POLIURETANOS (PUR).- Son materiales sintéticos que proporcionan productos de gran elasticidad: gomas, espumas, correas, se emplea como pegamento y como barniz de gran dureza, se puede manufacturar en forma de espuma en el lugar de uso, se obtiene en forma sólida a partir de dos reactantes, el artículo final de puede extruir, calandrar, fundir y forma líquida para obtener espumas, con éstas resinas de producen colchones, cojines, almohadillas, juguetes, refuerzos, para esmaltes de gran calidad, etc. Los poliuretanos han sido un material tradicional en la fabricación de espuma flexible y espuma rígida. Sin embargo, nuevos retos relacionados con legislaciones, medio ambiente y nuevas aplicaciones están a la orden del día para este versátil polímero. Esto es particularmente cierto cuando hablamos de espumas rígidas y otras formas de poliuretano, como microespumas, elastómeros y poliuretano termoplástico.

CLORURO DE POLIVINILO (PVC).-Tienen como elemento básico el acetileno y el ácido clorhídrico, no tienen olor característicos es insípido, se pueden colorear a voluntad, arden con dificultad, soportan temperaturas de 60 a 91°C, se utilizan como materiales duros, tuberías diversas,

piezas resistencias a la corrosión, en estado blando encuentra una serie de aplicaciones como mangueras, cueros artificiales, impermeables, etc.

POLIESTIRENO (PS).- Se obtienen del estirol, derivado del petróleo y del benzol, su peso específico es bajo, se colorea a voluntad, arde lentamente, en el mercado se obtienen en forma de polvo y en forma granular para moldeado, en forma de micas , varillas para manufacturase por arranque de viruta, se emplea para fabricar planchas, películas, espumas, objetos de oficina, bolígrafos, plantillas, escuadras, etc.

POLIAMIDAS (PA).- Son derivados del carbón, no tienen olor ni sabor, poseen características mecánicas notables, en las que destacan su resistencia al desgaste, al calor y la corrosión, tiene colores lechosos, soporta de 100 a 200°C, de larga duración, es auto extinguible, con una permeabilidad a la luz de translúcido a opaco, con el envejecimiento decolora ligeramente, los productos más conocidos comercialmente son el Nylon y el perlón. Se obtiene en forma de polvo, láminas, películas, filamentos, varillas, se moldea por inyección, soplado, extrusión. Con el se obtienen vasos para beber, grifos de agua, engranajes, palancas , cojinetes, ruedas, correas, como filamento se emplean para cerdas de cepillos, cordeles para pesca, etc.

POLICARBONATOS.- Son derivados del Fenol, se mecanizan bien, alta resistencia a la humedad, su permeabilidad a la luz es buena (transparente), se colorea a voluntad, son auto extinguible en presencia del fuego, con el envejecimiento cambia ligeramente de color y se hace frágil, es un material de moldeo por excelencia, puede tomar la forma de películas, perfiles extruidos, recubrimiento, fibras o elastómeros. Con ésta resina se construyen partes de aviones, automóviles, máquinas industriales, reglas, vidrios de seguridad, carcasas, cuerpos de bombas, ventiladores, tapas de instrumentos eléctricos.

POLIETILENO (PE).- Es un derivado directo del petróleo, su aspecto al tacto es ceroso, buena resistencia a los ácidos, buen aislante eléctrico, tienen bajo peso especifico 0,95 kg/dm3, se puede colorear a voluntad, su combustibilidad es muy lenta, permeabilidad a la luz es de transparente a opaca, con el envejecimiento se vuelve quebradizo, tienen sonido metálico al estirarse en forma continua, se obtiene en el mercado en forma granular o de polvo, para su moldeo de todas las formas existentes, se emplean para producir recipientes para cubos de hielo, vasos para beber, vajillas, botellas, bolsas, globos juguetes, barreras contra la humedad.

POLIMETACRILATOS.- Se obtienen partiendo del acetileno, se caracterizan por su extraordinaria transparencia, su peso específico es de 1,18 kg/dm3, se colorea a voluntad, arde rápidamente, con el envejecimiento se amarillenta ligeramente, soporta hasta 80°C, su producto más conocida es el plexiglás, se emplea para placas transparentes de carrocería, cristales de faros, tapas de relojes,

POLITETRA-FLUORETILENO.- Es un derivado sintético del acetileno, su principal particularidad es su resistencia a la temperatura y a los ácidos, aspecto en que sólo es comparable al vidrio, su peso específico es elevado 2,15kg/ dm3 , buena resistencia, por lo general se utiliza colores oscuros, poca permeabilidad a la luz, no sufre variaciones con el envejecimiento, sus productos comerciales más conocidos es el teflón considerado como el sólido con más alto índice de resbalosidad comparado con el hielo. Se emplea en casquillos sin lubricación, cajas y juntas para bombas, válvulas y griferias, aislamiento de cables eléctricos.

ABS.- Son una familia de resinas termoplásticos opacas, obtenidas por termo polimerización de los monómeros de acrilonitrilo butadieno y estireno (abs), se destacan por su elevada resistencia al impacto, buena estabilidad dimensional, buena resistencia química y térmica, dureza superficial y poco peso, se moldean rápidamente por los diferentes métodos de fabricación de termoplásticos, disponible en forma de polvo o granulado, se empelan para la fabricación de tuberías, para el transporte de gas, agua, agua de regadío y aplicaciones de la industria química, las láminas se

fabrican por calandrado o extrusión, se emplean para puertas y revestimiento de refrigeradoras, embalajes, parachoques. Cajas para radios, baterías, Etc.

RESINAS ACETALICAS.- Son resinas termoplásticos que por su alta cristalinidad y el punto de fusión de la resina justifican sus propiedades que cubren el hueco entre metales y el plástico, tienen una superficie lisa, duras, brillante algo resbaladiza al tacto, buena abrasión, sin necesidad de lubricación su coeficiente de fricción es bastante bajo, su coeficiente de fricción estático y dinámico con el acero es casi el mismo. Se emplea por su resistencia al desgaste en rotores de bombas en reemplazo al latón, en bandas transportadoras en sustitución del acero inoxidable, ruedas dentadas motrices en reemplazo del hierro colado, diversos instrumentos del automóviles en reemplazo del cinc inyectado.

ACRILICOS ( PMMA).- Son polímeros de metacrilatos de metilo, se caracterizan por su transparencia cristalina, favorable índice de refracción, por lo que se emplea para la fabricación de lentes ópticos, buena resistencia al impacto, excelente resistencia a la luz solar a la imterperie y a la mayoría de productos químicos, como aislante térmico es mejor que el vidrio, se pueden aserrar, taladrar, mecanizar. Plegar, embutir o conformar a cualquier forma cuando se le calienta hasta 140°C , las cabinas de aviones se hacen por soplado o al vacío, con o sin molde, en el mercado las láminas de acrílico se utilizan para anuncios, rótulos iluminados interiormente y que se exponen a la intemperie, ventanas industriales, pantallas de seguridad, mirillas de inspección, por la belleza de los productos moldeados con acrílicos su uso es en forma masiva.

RESINAS CELULOSICAS.- Es un polímero natural, que se encuentra en todas las formas vegetales, suministraron el primer termoplástico en 1868 y el primer material para el moldeo por inyección en 1932. Dependiendo del reactivo empleado para su obtención podrá resultar cualquiera de los cuatro estere de celulosa (cetato, propianato, acetato-butirato o nitrato) o un éster de celulosa (etil celulosa). Se emplean en todos los colores incluyendo los transparentes, están entre los plásticos más tenaces, conservan un buen acabado lustroso bajo desgaste normal.

Acetato de Celulosa. Es la celulosa que más se usa corrientemente, disponible en forma de granulado, láminas, películas, varillas, tubos. Los productos finales se pueden obtener por extrusión, inyección, compresión, se emplea en monturas de gafas, películas fotográficas, películas celulósicas de amplia aplicaciones eléctricas como aislamiento de condensadores, cables de comunicación, cajas de fusible.

Propionato de Celulosa.- El mayor campo de aplicación del propionato de celulosa es para piezas industriales. Volantes de automóviles, pomos de puertas, teléfonos, juguetes enseres domésticos, cepillos dentales, plumas lápices, etc.

Acetato Butirato de Celulosa.- Su obtención en el mercado y su elaboración es muy similar al acetato y al propionato

Nitrato de Celulosa, se obtiene por reacción del ácido nítrico y del sulfúrico sobre la celulosa, su obtención en el mercado y su empleo es muy similar a los tres anteriores.

Etil Celulosa.-Las aplicaciones típicas incluyen cascos para rugby, cajas de herramientas, linternas y partes eléctricas, su obtención en el mercado y su elaboración es similar a los anteriores.

VINILOS.- Se obtiene en forma similar al PVC, siendo éste último un derivado de un determinado vinil, son fuertes y resistentes a la abrasión, resistentes al calor y al frío, se usa en una amplia gama de colores, en el mercado los encontramos en forma de polvo, granular, varillas, tubos, barras, láminas, se emplea para impermeables, bolsas para vestidos, juguetes inflables, mangueras, en la industria discográfica, baldosa para pisos, cortinas de baño, tapicería.

POLIPROPILENO (PP),-Es el termoplástico de menor densidad que se encuentra en el comercio, utilizando troqueles de gran longitud se pueden recubrir hilos y cables eléctricos, tienen alta resistencia al calor, alta resistencia al resquebrajamiento, se utiliza en colores opacos a lechosos, se obtiene en el mercado en la forma que hace posible su transformación mediante inyección, soplado y extrusión, se emplea para fabricar recipientes térmicos comerciales y medicinales, accesorios de tuberías, aislamiento de cables y alambres, láminas de embalaje.

Primera botella biodegradable para agua

Una resina proveniente del maíz permitió el desarrollo de la primera botella de plástico biodegradable para envasar agua procesada. La compañía proveedora de sistemas de inyección Husky, que participó en el proyecto, asegura que este nuevo material podría llegar a ser un fuerte competidor en el mercado de los empaques por su bajo impacto ambiental y similitud de costos con el PET.

La resina se llama NatureWorks PLA y fue suministrada por Cargill Dow LLC. De acuerdo con la empresa, es un material que se degrada rápidamente en los rellenos sanitarios municipales e industriales.

El procesamiento de la resina PLA no tiene precedentes en el moldeo por inyección y es completamente diferente en comparación con el del PET, según el vicepresidente de sistemas de PET de Husky, Mike Urquhart. El proyecto tomó siete meses desde su concepción hasta su estado actual e incluyó diseño y prototipaje de la preforma, prueba de aditivos, corridas de producción, optimización de herramental y ajuste de parámetros.

La compañía procesadora de agua BIŌTA Brands sería la primera en utilizar este desarrollo. Husky le facilitó el equipo de producción de preforma y un sistema HyPET de 24 cavidades que actualmente produce preformas para botellas de agua de 12 oz., ½ litro y 1 litro. De acuerdo con Husky, este sistema ofrece ciclos más rápidos, menos abrasión del molde, mejor repetibilidad, menor generación de acetaldehído y una mayor eficiencia energética.

INYECCION DE MATERIALES MULTIPLES.

En la industria del plástico el avance de las investigaciones son tendientes a lograr la máxima productividad, para ello las Investigaciones son conducidas a la obtención de nuevas máquinas, nuevos materiales, incremento de propiedades de los materiales existentes y el desarrollo de nuevos procesos de fabricación. Un de los últimos procedimientos es el moldeo por inyección de materiales múltiples, para ello en general existen los procesos que emplean boquillas múltiples de inyección o estaciones diferentes de moldeo y los procesos que emplean una sola boquilla de inyección con una sola estación de moldeo. A la primera clase corresponden los procesos de moldeo con transferencia

de molde o con sobre inyección. Al segundo tipo de proceso pertenecen la co-inyección y la inyección tipo "sándwich".

El moldeo por transferencia de dos materias primas diferentes

En este proceso, dos materias primas diferentes se inyectan consecutivamente en cavidades diferentes de moldes, a través de boquillas separadas (unidad de inyección 1 y 2), para producir una parte moldeada individual. En primer término, en una cavidad apropiada se inyecta la primera materia prima, luego ésta es transferida a otra cavidad, donde se inyecta la segunda materia prima. Gracias a la rotación del molde. Cumplido este último paso, se evacua el producto terminado del molde.

La coinyección ofrece pues la posibilidad de aportar combinaciones de propiedades en un mismo producto, desde el punto de vista funcional, estético, ergonómico, y para reducir las operaciones de ensamble y acabado en los productos finales.

Esquema de un sistema de co-inyección con un sistema de rotación del molde, en una estación de inyecta un determinado material y en la segunda el otro. Se puede dar el caso de inyección de un mismo material en las dos estaciones, pero de distintos colores.

Dibujo esquemático de un sistema de eyección para moldes con llenado en dos mitades. El molde en este caso rota dentro de la máquina.

Ejemplo de piezas elaboradas por co-inyección, en las que se muestran dos materiales distintos y de distinto color. Con este mismo procedimiento se elaboran las plantas de zapatos, zapatillas, etc.

Moldeo en estaciones múltiples rotatorias.

Cuando se trata de producir grandes volumen de piezas de gran tamaño, de paredes gruesas, los fabricantes de máquinas de inyección recomiendan el uso de Máquinas de estaciones múltiples, pues permiten un considerable ahorro, de materiales, de energía y de costos

Por ejemplo, para fabricar las mesas se construyó la máquina mostrada en la figura superior, se muestra una máquina para la fabricación de mesas para jardín, comedor, en donde la unidad de inyección puede entregar 55 libras de material por mesa. El tiempo de fabricación de cada mesa es de 120 segundos. Las dimensiones pueden llegar a ser de 70 x 39 pulgadas. Si se compara con la inyección tradicional, tales dimensiones causan roturas a lo largo de las costillas como consecuencia del comportamiento de la resina de polipropileno.

Una máquina de coinyección rotacional como la mostrada aquí, opera con 650 toneladas de cierre en la prensa, con aproximadamente el mismo costo de una máquina de estación simple, produce 30 mesas por hora.

SISTEMAS DE MOLDEO DE PREFORMAS DE PET PARA ENVASES PLASTICOS.

En la Industria de fabricación y producción de bebidas gaseosas, yogur, agua mineral, medicina, etc., es de uso extensivo de envasa de polietileno en algunos casos, polipropileno en otros y en forma general el, PET para las gaseosa y aguas minerales. Los envases pet se obtienen por lo general en preformas que luego son sopladas para obtener el envase respectivo, la preforma se producen de diferentes medidas, color, incluso con protección "UV" contra los rayos solares.

El procedimiento de fabricación de las preformas es por inyección, en moldes de 4, 8,16, 32, 64 cavidades el procedimiento se llama Inyección con canal de colada caliente. El molde esta formado

por placas de acero en las que se insertan los postizos para la preforma, el canal de colada, los expulsores, etc., tal como se muestran en las fotos siguientes.

Molde de Acero para cuatro cavidades ( 4 preformas)

DESPIECE DE MOLDE DE ACERO PARA PREFORMA DE PET CON 32 CAVIDADES

CANAL DE COLADA CALIENTE PARA 6 CAVIDADES

Cortesía: www.husky.ca

Bibliografía y material de consulta.

1. Ciencia de Materiales para Ingenieros: James F. Shackelford. Prince Hall

2. Maquinas Herramientas y Manejo de Materiales: Herman W. Pollack. Prince Hall.

3. Tecnología de los Metales. GTZ.

4. Ciencia e Ingeniería de los materiales. Donald R. Askeland Internacional Thomson Editores.

5. Construccion de Herramientas. R. Lehnert

6. Paulson Training Programs, Inc.

7. www.moldsplasticmachinery.com

8. www.jomarcorp.com

9. www.fcs.comtw

10. www.plastico.com

11.www.husky.ca

12. www.hotrunners.com

 

Ing° Luis Alberto Montalvo Soberón

Docente del Módulo de Matricería y del Modulo de Diseño Mecánico del Departamento de Mecánica del Instituto Superior Tecnológico "REPUBLICA FEDERAL DE ALEMANIA" Chiclayo - Perú. Elvira García y García 750 Chiclayo Perú. www.istrfa.edu.pe

CATEGORIA: Tecnología; Procesos de Tecnología.

SUPERIOR TECNOLOGICO

"REPUBLICA FEDERAL DE ALEMANIA"

Chiclayo – Perú