- Descripción histórica de la evolución comercial de los polímeros plásticos
- Elementos agregados al material
- Presión de inyección, presión posterior
- Temperatura de la masa
- Temperatura del molde
Este apunte será como tantos que he visto pasar por mis manos un poco más de lo mismo, ya que aun con los mayores adelantos tecnológicos el moldeo por inyección es básicamente simple, y al mismo tiempo muy complejo.
Siempre se trata de lo mismo, metemos material en estado sólido por una punta (granulado); lo transformamos en un fluido mediante presión y calor; lo metemos en una cavidad metálica determinada, y lo sacamos sólido por la otra punta (con la forma de la cavidad). Todo esto ocurre en tiempos brevísimos.
Descripción histórica de la evolución comercial de los polímeros plásticos
Los materiales plásticos nacen comercialmente en los Estados Unidos de América; alrededor de 1870, con la fabricación del nitrato de celulosa; (Celuloide) conjuntamente se desarrolla una industria que siguió utilizándolo hasta fines del siglo pasado; la cinematografía, en 1882 Eastman desarrolla la primera película. Luego el Dr. Bakeland lanza al mercado un polímero que se denomino Bakelita. En 1927 aparece el primer polímero para moldeo por inyección. El acetato de celulosa. Simultáneamente con este ultimo aparecen las resina vinílicas, y luego el poliestireno en 1942.
Las ventajas del moldeo por inyección son varias; ciclos rápidos, productos terminados a la salida de máquina, actualmente los polímeros de ingeniería están reemplazando metales, maderas, vidrios, resolviendo necesidades del avance tecnológico.
Las limitaciones en la actualidad son muy escasas, partiendo de la base de que podemos inyectar termoendurecibles, que hemos llegado a la 3ª generación de polímeros, ya podemos inyectar aleaciones las cuales se comportaran como un material con propiedades que pueden ser equivalentes a la suma de ambas o algunas totalmente nuevas que no se presentan en ninguno de los polímeros base.
Así también la maquinaria ha evolucionado desde los primeros ingenios donde algunas palancas accionadas manualmente, proveían fuerza de cierre y presión de inyección. Hasta las máquinas totalmente eléctricas que mediante la utilización de motores paso a paso y/o encoders pueden asegurar una repetitividad y precisión que es muy cercana a la centésima de milímetro.
Los moldes también han evolucionado, sobre todo de la mano del CAD, CAD CAM, MOLD FLOW, actualmente casi no se concibe que un molde por sencillo que sea se diseñe sin tener en cuenta el flujo del polímero dentro del mismo, los puntos calientes, y los puntos helados, la generación de tensiones, El comportamiento a la fatiga etc.
Por otro lado han pasado a tomar gran importancia los equipos periféricos, ya que la mayoría de los procesos para poder acompañar la precisión de los equipos el buen diseño del herramental y la buena performance de los materiales, es necesario mantener en un proceso estable la operación, que la temperatura del agua de refrigeración, la temperatura del material, la humedad ambiente pueden influir en el proceso haciendo que este necesite ajustes y correcciones, o generando costosos descartes.
a). Breve descripción del proceso.
El material plástico es calentado en un cilindro metálico (Horno) que eleva su temperatura por la acción de resistencias de suncho. El vástago del tornillo es impulsado hacia adelante ya sea por un pistón hidráulico, o por un motor eléctrico, la válvula sella la punta transformando este vástago en un pistón que impulsa el plástico dentro de la cavidad del molde a través del pico inyector y el buje del molde.[1].
El tornillo gira el material es empujado hacia adelante transportado por la geometría del mismo; quedando almacenado en la zona delantera del horno. El molde se abre, cae(n) la(s) pieza(s) el molde vuelve a cerrar comenzando un nuevo ciclo.
b). Plastificación tornillos, válvulas, transferencia de temperatura.
Veamos ahora que es lo que ocurre dentro del cilindro de plastificación y canales del molde con los materiales plásticos.
Todos los que alguna vez hemos trabajado con máquinas inyectoras nos hemos enfrentado a los siguientes problemas: ¿Cómo conozco la temperatura del material? Solo podemos tener algunas referencias; podemos tomar la temperatura de la masa del material "purgando" el tornillo fuera del molde, o podemos guiarnos por la temperatura que marcan los pirómetros de la maquina, que a su vez es registrada por una termocupla instalada en la pared del horno a cierta distancia de la masa de polímero plastificado, sea como sea solo tendremos una referencia. Durante el proceso, no podemos interrumpir este para controlar la temperatura "purgando" fuera del molde, o sea que deberemos manejarnos con la referencia de los pirómetros de la maquina. Dejando la primera opción para tener una información que nos permita un rápido calculo mental de cuál será la temperatura de masa. Siendo los materiales plásticos muy malos transmisores de la temperatura se dará una relación casi geométrica entre la temperatura de la masa y la distancia a la pared del cilindro, o sea que el material que este tocando el cilindro tendrá una temperatura y el que este en el centro otra mucho menor.
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