Moldeo por inyección

En el moldeo por inyección asistido por gas, se inyecta un gas inerte presurizado (generalmente gas nitrógeno) en el molde justo después del plástico fundido, forzando el material hacia las paredes del molde y dejando una cavidad donde alguna vez estuvo el gas. Este gas permite incorporar secciones huecas en un molde, pero también promueve el enfriamiento y evita distorsiones al igualar los espesores de las paredes, especialmente en paredes gruesas en un molde de inyección. Los usos del moldeo por inyección asistido por gas incluyen la reducción de material en piezas grandes, productos huecos y otros diseños porosos.
Los beneficios de este tipo de moldeo por inyección de plástico giran en torno a su capacidad para reducir el uso de material y el tiempo de enfriamiento. La bolsa de gas llenará secciones más gruesas, lo que dará como resultado menos deformación y tiempos de enfriamiento más rápidos a medida que el plástico fundido fluye hacia las paredes más frías del molde. La presión también hace que se produzca menos contracción durante el enfriamiento y minimiza la posibilidad de que aparezcan marcas de hundimiento. El moldeo por inyección asistido por gas también requiere menores fuerzas de sujeción y tensiones residuales generales, lo que lleva a un proceso de moldeo por inyección más estable.
El moldeo por inyección asistido por gas no está exento de limitaciones; En realidad, sólo se puede aplicar a moldes de una sola cavidad; de lo contrario, la canalización del gas se vuelve demasiado complicada (esto se agrava si las múltiples cavidades son únicas entre sí). Además, algunos materiales pueden reaccionar con el gas o volverse brumosos debido a la naturaleza del gas que interactúa con la superficie del material. Los plásticos transparentes son especialmente propensos a este efecto y, por lo tanto, normalmente no se pueden moldear por inyección asistida por gas.

En el moldeado de paredes delgadas, las piezas maximizan el ahorro de materiales y costos al utilizar espesores de pared delgados en relación con el tamaño total de la pieza. El moldeado de pared delgada permite paredes de 1-2 mm de espesor que reducen el tiempo del ciclo pero aumentan la presión de inyección necesaria. Las máquinas de moldeo por inyección de paredes delgadas especializadas tienen las especificaciones de precisión más altas entre las máquinas de moldeo por inyección, ya que el moldeo de paredes delgadas se usa a menudo para piezas pequeñas. Los usos del moldeo por inyección de paredes delgadas son aplicaciones pequeñas y de tolerancia estricta, como piezas electrónicas, carcasas, componentes de dispositivos médicos, tubos, etc.
Las ventajas del moldeo por inyección de paredes delgadas, como se mencionó anteriormente, son el ahorro de costos y la velocidad. Las piezas de plástico de paredes delgadas requieren menos material, lo que resulta en menores costos de material y consumo general de recursos en comparación con los métodos tradicionales de moldeo por inyección. El tiempo de ciclo también se reduce drásticamente y las piezas generan menos emisiones durante el envío debido a su menor peso. Un molde de inyección de paredes delgadas también se puede fabricar con plásticos reciclables, y las piezas de paredes delgadas reducen el peso (y, por lo tanto, las emisiones) en aplicaciones basadas en combustible, como equipos pesados ​​y vehículos automotores.
Las desventajas del moldeo por inyección de paredes delgadas son que los moldes de inyección de paredes delgadas y las máquinas de moldeo son más costosos y su operación requiere técnicos de moldeo capacitados. Hay poco margen de error porque los moldes de inyección de paredes delgadas requieren una precisión extrema y tolerancias bajas. Los técnicos y diseñadores deben explorar el proyecto en busca de fuentes de defectos y posibles optimizaciones, lo que lleva a plazos de entrega más prolongados en los moldes y en el proyecto en general. Las paredes delgadas también requieren presiones más altas, lo que significa que las máquinas deben estar equipadas con componentes resistentes a la tensión que deben funcionar sin problemas durante miles y miles de ciclos.

El moldeo por inyección de silicona líquida permite la producción en masa de productos de caucho de silicona. Este tipo de moldeo por inyección se diferencia de otros en que el caucho de silicona es técnicamente un caucho termoestable, por lo que requerirá vulcanización (el proceso que proporciona al caucho sus propiedades materiales beneficiosas como durabilidad y flexibilidad). A diferencia del típico moldeo por inyección, en el que se inyecta plástico fundido en un molde más frío, el caucho de silicona frío se inyecta en una cavidad de molde calentada y se vulcaniza. Esta tecnología de moldeo por inyección requiere equipos especializados como mezcladores, unidades dosificadoras, moldes perfectamente sellados y otros componentes. Los usos incluyen productos para aplicaciones de sellado, conectores, sobremoldeado para otros productos plásticos, productos infantiles, productos médicos biocompatibles, equipos para hornear, productos aislantes y más.
El moldeo por inyección de silicona líquida tiene varias ventajas únicas. El material no requiere fusión y se puede conservar en forma líquida, listo para usar. La silicona generalmente se solidifica rápidamente y produce pocas o ninguna rebaba o desperdicio si la máquina está diseñada correctamente. Esta tecnología de moldeo por inyección generalmente automatiza el proceso de inyección para reducir los errores del operador y ofrece un proceso de menor riesgo ya que el material no está caliente en ningún momento excepto dentro del molde. Los productos de silicona son uno de los únicos materiales biocompatibles y son impresionantemente resistentes a los productos químicos, la temperatura y la electricidad, lo que los convierte en una oferta única entre una selección de moldeo por inyección que de otro modo estaría cargada de termoplásticos.
El moldeo por inyección de silicona líquida no es perfecto; La vulcanización del material de silicona es un proceso irreversible, lo que significa que una vez que una pieza está fraguada, no hay vuelta atrás. No se reciclan los productos de silicona y, si se comete un error, el material no se puede volver a utilizar como ocurre con otros tipos de moldeo por inyección. Además, la silicona líquida requiere su propio equipo exclusivo que puede ser más difícil de conseguir y mantener con regularidad.

El moldeo de espuma estructural permite la producción en masa de piezas muy grandes, gracias a la introducción de un material compuesto formado a partir de un polímero mezclado con un gas inerte (como el nitrógeno) o un agente espumante químico. El material se mantiene separado en estado líquido y luego se mezcla dentro del molde. Luego se agrega el soplador de gas/químico a la mezcla, lo que provoca un cambio en la reacción química que da como resultado la formación de una espuma de rápida expansión y baja densidad. A medida que la espuma se expande y cura, el interior conserva su núcleo de alta porosidad mientras que la interfaz superficial entre la espuma y el molde colapsa, formando una piel protectora de alta densidad en el exterior de la pieza. El molde de inyección resultante es un producto de espuma ligero, flexible y resistente. Los usos del moldeado de espuma estructural incluyen techos de automóviles, carcasas para equipos médicos, esquís, piezas de automóviles interiores y exteriores y otras piezas grandes.
Las ventajas del moldeo por inyección de espuma estructural residen en su capacidad para fabricar piezas grandes, ligeras, resistentes y rentables. Las piezas estructurales de espuma pueden expandirse hasta el tamaño de techos de automóviles y otros productos grandes y utilizar menos material gracias a su porosidad inherente. Además, esta naturaleza porosa contribuye a la reducción de peso sin sacrificar la resistencia; Las piezas estructurales de espuma son fuertes, duraderas y hasta 8 veces más rígidas que los polímeros sólidos. El moldeo por inyección de espuma estructural es fácil de moldear, ya que conquista fácilmente paredes de espesor variable, experimenta menos estrés durante el proceso, es resistente a la deformación y tiene una menor incidencia de dañar moldes y máquinas. Las piezas estructurales de espuma también se fabrican rápidamente, se pintan fácilmente y no se ven afectadas en gran medida por las diferencias de temperatura.
Las desventajas del moldeo de espuma estructural son principalmente el resultado del material de espuma, ya que los acabados de las superficies son rugosos, los espesores de las paredes no pueden ser inferiores a ¼ de pulgada y generalmente requieren más posprocesamiento que otros tipos de moldeo por inyección. Además, el moldeo de espuma estructural tiene velocidades de producción más bajas que otras técnicas de moldeo por inyección.

Probablemente el tipo de moldeo por inyección más nuevo y exclusivo, el moldeo por inyección de metal, permite la producción de productos metálicos moldeados por inyección. En este proceso se mezclan y granulan polvo metálico y aglutinante. Esta denominada "materia prima" se inyecta luego en una unidad de inyección, donde se moldea el producto bruto. Después del moldeo, la pieza se limpia con un solvente y se retira térmicamente su material aglutinante, dejando un producto completamente metálico (aunque aún poroso). El producto desunido se fortalece aún más en un horno de sinterización donde las partículas metálicas se fusionan en una matriz sólida (generalmente al vacío para alcanzar una alta densidad de sólidos) y luego la pieza está lista para procedimientos de posprocesamiento adicionales como acabado, tratamiento térmico, etc. El proceso se utiliza para producir en masa pequeños (<100g) metal components in a single step such as hand tool heads, mechanical components, linkages, automotive and aerospace parts, and more.
El moldeo por inyección de metal tiene la ventaja de poder crear piezas metálicas que antes eran imposibles de producir con métodos más tradicionales. Además, se puede moldear un gran volumen de piezas en un solo paso, lo que puede rivalizar con el proceso de fundición más común para piezas metálicas pequeñas. También ofrece características de alta fidelidad para el producto final, como moleteados, agujeros y otros detalles finos. Los espesores de pared se pueden fabricar con tolerancias dimensionales estrechas (cientos de micrómetros) y prácticamente no hay desperdicio (un beneficio significativo en comparación con todas las demás técnicas de fabricación de metales).
La principal desventaja de esta tecnología de moldeo por inyección es que es algo cara y se limita a volúmenes y tamaños de piezas más bajos. El equipo necesario para el moldeo por inyección de metal es bastante caro y, hasta ahora, los usos del moldeo por inyección de metal se encuentran en aplicaciones de alta gama que requieren piezas metálicas increíblemente complejas y detalladas.