El moldeo por inyección , también llamado inyección de plástico es un método de aplicación de materiales termoformables, especialmente los materiales termoplásticos pero también diversos metales, aleaciones y técnicas cerámicas .
La mayoría de las piezas termoplásticas están hechas con prensas de inyección de plástico: el material plástico se ablanda con calor y luego se inyecta en un molde y luego se enfría.
La productividad del proceso está vinculada al tiempo del ciclo (duración de un ciclo de moldeo) y al número de cavidades (o cavidades) en el moldeo. Así, un molde de ocho cavidades permite producir ocho piezas en un solo ciclo. La duración del ciclo está esencialmente ligada a la naturaleza del material inyectado, a la calidad de las piezas a producir, así como a las velocidades de calentamiento y enfriamiento.
El moldeo por inyección es una técnica para la fabricación de piezas en series grandes o muy grandes. Se trata sobre todo de plásticos y elastómeros (cauchos), pero también de varios metales y aleaciones con un punto de fusión relativamente bajo: aleaciones de aluminio , zinc ( Zamak ) o latón . Además, este proceso se puede utilizar para dar forma a piezas de cerámica técnica , si, sin embargo, se prepara una especie de barbotina con algún componente que se funda a una temperatura relativamente baja, como la parafina o el polietileno (PE).
Los componentes moldeados por inyección se encuentran en una gran cantidad de productos manufacturados: automóviles, electrodomésticos, equipos informáticos, muebles, etc. Pour les pièces métalliques, les dimensions sont relativement limitées (les carters de boites de vitesses en aluminium sont moulés par injection), mais pour les matières plastiques , les pièces vont de quelques millimètres à plusieurs mètres (éléments de carrosseries automobiles, tables de jardin, por ejemplo).
Los moldes , instalados en una máquina especial (prensa), suelen estar formados por dos carcasas (parte fija y parte móvil) que se presionan fuertemente entre sí durante el moldeo y luego se separan para permitir la expulsión de la parte moldeada. Además de estas carcasas, el molde puede incluir uno o más núcleos destinados a formar las partes huecas de la pieza y punzones que permitan reservar aberturas en sus paredes. Ocurre a menudo que en el molde se colocan "insertos" que posteriormente se incluirán en la pieza: estos son, en la mayoría de los casos, elementos roscados que compensan localmente la resistencia insuficiente del material que constituye el cuerpo del molde.
Los dispositivos de inyección del material fundido son muy diferentes según se trate de moldear un metal o un material orgánico.
A diferencia de otros procesos en los que se pierde el molde ( fundición en arena , fundición a la cera perdida , etc. ), es imperativo asegurar que las piezas inyectadas no se atasquen en las conchas y que, por el contrario, puedan caer en su lugar. hacia fuera sin ningún deterioro. Es por esta razón que las superficies, aunque pequeñas, no son paralelas a la dirección de extracción, sino que se diferencian de ella por un pequeño ángulo llamado " tiro ".
Las piezas en forma de cubo se contraen durante el enfriamiento y a veces agarran con mucha fuerza los núcleos alrededor de los cuales se vertieron, deben extraerse mediante varillas deslizantes llamadas eyectores .
Pieza de plástico moldeado por inyección.
Parte de la parte que estaba en la cavidad de la parte móvil (eyectores).
Ambas fotos muestran una pieza de plástico moldeada por inyección. Aquí podemos adivinar fácilmente la forma de las dos conchas que constituyen el molde: una es casi plana, la otra tiene, hueca, todos los relieves de la pieza. Cuando las carcasas se separan, la pieza, obviamente, tiende a permanecer bloqueada en la segunda carcasa, por lo que debe ser extraída a la fuerza. Las dos trazas circulares que vemos en el disco base son las de los extremos de los eyectores. Las pequeñas rebabas que se aprecian en las dos partes más altas son los restos del material plástico que se ha infiltrado en las rejillas de ventilación del molde, de hecho es necesario prever orificios para que el aire contenido en el hueco del molde pueda ser evacuado cuando se introduce el plástico.
El diseño de los moldes es muy delicado. Además del hecho de que las piezas deben salir fácilmente, es importante asegurarse de que el molde esté completamente lleno antes de que el material se solidifique. Algunas piezas se recalientan, otras se enfrían para dar al molde en producción un cierto equilibrio térmico. Este último lo proporcionan los circuitos de refrigeración del interior del molde. La disposición de las piezas también es muy importante para evitar la formación de defectos como roturas, encogimientos, grietas y porosidades. El software de simulación ahora permite facilitar el trabajo altamente especializado de los fabricantes de moldes.
El moldeo por inyección permite obtener piezas muy precisas que muchas veces no requieren un mecanizado posterior. Para todas las partes "delanteras", en particular las que forman las partes visibles de electrodomésticos, televisores, salpicaderos de automóviles, etc. , el aspecto exterior depende directamente de la calidad del molde. Por tanto, este último se somete, además de un cuidadoso mecanizado por fresado o electroerosión , a diversas operaciones de acabado como el pulido y el cromado duro. El coste de los moldes es muy elevado y solo se puede amortizar mediante la producción de piezas en grandes series.
El material plástico antes del procesamiento se presenta en forma de gránulos que rara vez superan unos pocos milímetros. Estos gránulos se utilizan para alimentar el tornillo plastificante (tipo tornillo sin fin); este se calienta y se termorregula mediante el manguito de plastificación. La rotación del tornillo de plastificación (accionado por motor hidráulico) y la acción combinada de la temperatura del manguito permiten ablandar los gránulos de plástico (cambio al estado “fundido”: estado fluido o deformable).
Proceso de implementación por inyección de plástico:
Los principales parámetros a ajustar son:
Otros parámetros:
Se les conoce comúnmente en la industria como "prensas de inyección" o "prensas de inyección".
El nombre de la prensa se debe al hecho de que el molde está fuertemente cerrado y comprimido en una prensa hidráulica o eléctrica especial.
Las prensas de inyección se clasifican por tonelaje que puede variar de 5 toneladas a 9.000 toneladas. Cuanto mayor sea el tonelaje, más podrá moldear la prensa piezas con una gran superficie proyectada (en el plano de apertura del molde).
Ahora los ingenieros y las oficinas de diseño tienen acceso a software para simular la inyección de plásticos. Estos software, comúnmente denominados "software de reología ", permiten simular las diferentes fases inherentes a un ciclo de inyección:
Este software también permite simular y optimizar la térmica de los moldes y predecir la contracción y deformación de las piezas resultantes del ciclo de moldeo simulado.
Los principales software de simulación reológica para la industria del plástico son: