Moldeo por Inyección: Todo lo que necesitas saber de este proceso

El Moldeo por Inyección: ¿Qué es y como es el proceso?

Por: Luis Enrique del Moral García
(Encargado de Inyección / Planta 1)

La técnica de inyección del plástico consiste en moldear un elemento gracias a un molde que alberga la pieza. Los polímeros se inyectan a presión al molde a través de una boquilla y se mantiene la presión constante mientras se enfría la pieza dotándolo de su forma final. Una vez finalizado el proceso tan solo con la apertura del molde tendremos la pieza final conseguida.

Para conseguir el fundido del polímero, antes de meterlo al molde debe seguir un complejo proceso que debe estar en completa coordinación con la inyección para controlar la temperatura exacta, cantidad y sincronización en el tiempo. Por ello, aunque la inyección pueda parecer un proceso simple al ser el más utilizado en la actualidad, toda la transformación requiere de un exhaustivo control.

 

Etapas del proceso de inyección

El proceso de obtención de una pieza de plástico por inyección, sigue un orden de operaciones que se repite para cada una de las piezas. 

Este orden, conocido como ciclo de inyección, se puede dividir en las siguientes etapas:


a) Cierre del molde.


b) Inyección: 1) Fase de llenado y 2) Fase de mantenimiento.


c) Plastificación o dosificación y enfriamiento


d) Apertura del molde y expulsión de la pieza.

Imagen.1 Etapas del proceso de inyección


Cierre del molde

Con el cierre del molde se inicia el ciclo, preparándolo para recibir la inyección del material fundido. En esta fase se aplica la tuerza de cierre, que es aquella que hace la máquina para mantener cerrado el molde durante la inyección. Depende de la superficie proyectada de la pieza y de la presión real (presión específica), que se tiene en la cavidad del molde.


Inyección

En esta etapa se producen dos fases: fase de llenado y fase de mantenimiento.


Fase de llenado

Una vez cerrado el molde y aplicada la fuerza de cierre, se inicia la fase de llenado del molde (inyección). El husillo de la unidad de inyección inyecta el material fundido, dentro del molde y a una presión elevada; al inyectar, el husillo avanza sin rotación. La duración de esta etapa puede ser de décimas de segundo hasta varios segundos, dependiendo de la cantidad de material a inyectar y de las características del proceso.


La finalidad de esta fase es llenar el molde con una cantidad suficiente de material. En la inyección son muy importantes las siguientes variables:


• Velocidad de inyección.
• Presión de inyección.
• Temperatura del material.

La unidad de cierre mueve las dos mitades del molde para unirlas. Mediante una fuerza de ésta se cierra el molde herméticamente. La unidad de plastificación se mueve hacia el canal en el molde. La boquilla está abierta y el material que se encuentra delante del husillo es inyectado dentro del molde, por el movimiento de avance del mismo. Los sistemas hidráulicos deben ejercer grandes esfuerzos en la fase de inyección. Además de mantener la fuerza de cierre; han de ser capaces de inyectar el material dentro de la cavidad, a una presión elevada y precisa. Así, el sistema hidráulico debe superar la resistencia ofrecida por la boquilla y por el molde.

Imagen.2 Fase de llenado

Plastificación o dosificación

Después de aplicar la presión de mantenimiento, comienza a girar el husillo; de forma que el material va pasando progresivamente de la tolva de alimentación a la cámara de inyección, homogeneizándose tanto su temperatura como su grado de mezcla. Esta fase se realiza en forma paralela a la etapa de enfriamiento, acelerando así el tiempo total de ciclo. A medida que el husillo va transportando el material hacia delante, éste sufre un retroceso debido a la acumulación que se produce en la zona delantera. El retroceso del husillo finaliza cuando éste ha llegado a una posición definida con anterioridad. En este momento ya está todo preparado para poder inyectar la siguiente pieza. 


En la etapa de plastificación también intervienen otros factores importantes como:

• La velocidad de giro del husillo.
• La contrapresión.
• La succión.

La velocidad de giro del husillo debe escogerse en función del diámetro del mismo y de la viscosidad del material. La velocidad óptima, es aquella para la que el tiempo de carga es igual al tiempo de refrigeración que necesita la pieza inyectada. Un tiempo largo de carga provoca una masa fundida homogénea. Una velocidad excesivamente alta puede generar la presencia de infundidos y una homogeneización insuficiente del material en el interior del cilindro.

La contrapresión tiene como función principal, garantizar una adecuada plastificación y homogenización del material, también tiene como función, frenar el retroceso del husillo en la etapa de plastificación. Un aumento de la contrapresión implica que aumente el tiempo de plastificación, la compresión sobre el material y, por tanto, la cantidad de material acumulado y la temperatura de la masa fundida.
Al contrario, contrapresiones bajas pueden dar lugar a piezas inconsistentes y una insuficiente homogeneización del material. 

Por último, la succión se utiliza principalmente para reducir el goteo de material. Normalmente se suele trabajar con descompresión pequeña o nula.

Imagen 3. Escenarios de diferentes niveles de contrapresión 

Apertura del molde y expulsión de la pieza

Cuando se considera que el material de la pieza ha alcanzado la temperatura denominada de extracción, el molde se abre y se expulsa la pieza de su interior para reiniciar el ciclo de inyección.
 

REFERENCIAS

Lanús, M. (13 de Junio de 2011). Inyección de Materiales Plásticos II. Obtenido de Tecnología de los Plásticos: https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-ii.html


Imagenes: 

(1) Lanús, M. (13 de Junio de 2011)Inyección de Materiales Plásticos II. Obtenido de Tecnología de los Plásticos: https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-ii.html

(2)  Wijaya, H. (Junio de 2013). Suck Back. Obtenido de Injection Molding: http://injeksiplastik.blogspot.com/2013/06/

(3)  Moldex 3D. (s.f.). Standard Injection Molding. Obtenido de Moldex 3D: http://support.moldex3d.com/r15/en/standardinjectionmolding_flow_reference_processcharacteristics.html






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