La contracción en el moldeo por inyección simplemente se refiere a cuánto se contraerán los polímeros durante la fase de enfriamiento. Durante el proceso de moldeo por inyección, el material plástico fundido se inyecta en una cavidad del molde bajo alta presión, y cuando el material plástico se enfría, se contrae al solidificarse. Esta contracción puede hacer que la pieza moldeada sea más pequeña que el tamaño previsto y tenga una forma desigual conocida como deformación.
La contracción en el moldeo por inyección puede variar dependiendo del tipo de material plástico utilizado, el diseño de la pieza y las condiciones de procesamiento. Es importante tener en cuenta la contracción esperada durante las etapas de diseño y fabricación de herramientas para asegurar que la pieza final cumpla con las especificaciones requeridas.
Para estar seguros, los fabricantes a menudo compensan la contracción sobredimensionando la cavidad del molde o agregando material adicional a la pieza, que luego se recorta o mecaniza después del moldeo para lograr las dimensiones deseadas.
Tasa de Contracción del Molde
Antes de comenzar la producción, se debe haber predicho la tasa de contracción del molde para eliminar el costo adicional y los ajustes. Todos los materiales plásticos tienen un porcentaje mínimo y máximo de contracción, lo que le ayuda a evaluar los cambios en el plástico desde que se moldea hasta que se enfría completamente. Esto y otros factores que influyen en la tasa de contracción deben ser considerados.
Tipos de Contracción en el Moldeo por Inyección de Plástico
Hay alrededor de cuatro tipos de contracción en el moldeo por inyección de plástico, cada uno causado bajo condiciones únicas; incluyen los siguientes.
Contracción Regional: Esto ocurre cuando la tasa de contracción varía en las partes del producto que están entre las más cercanas a la puerta del molde y las regiones más cercanas al final del área de llenado. Esto hace que la parte cercana a la puerta sea más gruesa mientras que el otro extremo se vuelve un poco más delgado. Por lo tanto, las partes más gruesas tiran de la parte más delgada, y esto causa una contracción deformada.
Contracción por Grosor: Esta contracción ocurre cuando las áreas superior e inferior del mismo molde difieren en la tasa de enfriamiento. Es una situación en la que la parte superior se enfría más rápido que la parte inferior, y esta variación hace que la parte del molde se doble hacia el lado frío, contrayéndose más y más hasta que esa nueva forma se congela en su lugar.
Contracción Direccional: Esto es el resultado de una variación en la alineación molecular y de las fibras. La contracción se manifiesta paralela y perpendicular a la orientación del material del molde y la dirección del flujo. Por lo tanto, el material se contrae más en la dirección que toma el flujo del material.
Contracción en el Plano: Es común que los polímeros se contraigan un poco más fuertemente en la dirección del grosor que en el plano de la superficie. Esto es causado por una condición llamada restricción del molde, que es básicamente la falta de restricción en la parte más gruesa. Esta diferencia en la contracción causa una deformación grave desde las esquinas, y puede dejar el producto dañado e inutilizable.
¿Cómo se Calcula la Contracción del Molde?
El método más convincente para calcular la tasa de contracción en el moldeo por inyección de plástico es desarrollar una herramienta prototipo para imitar los requisitos de enfriamiento y de compuerta que se utilizan durante la producción. No solo esta técnica proporcionará una medición precisa de la contracción, sino que también permitirá la oportunidad de cambiar la herramienta antes de que comience la producción en caso de que se prediga un posible defecto.
Los siguientes pasos describen cómo calcular la contracción del molde:
Primero, determine las dimensiones originales del molde.
Luego, determine las dimensiones de la pieza moldeada.
Tercero, reste las dimensiones de la pieza moldeada de las dimensiones originales del molde.
Finalmente, divida la diferencia en dimensiones por las dimensiones originales del molde y multiplique por 100 para obtener el porcentaje de contracción del molde.
Después de calcular el porcentaje de contracción del molde, verifique su respuesta con las especificaciones dadas.
¿Qué causa la contracción del molde?
En la fabricación de piezas plásticas, la contracción es un proceso normal en el moldeo por inyección que se refiere a cuánto se contraerán los polímeros durante la fase de enfriamiento. La causa principal de la contracción es la transición de la densidad del plástico fundido a la densidad de su estado rígido enfriado. Aunque ocurre durante la etapa de enfriamiento, una contracción mínima puede continuar después de la expulsión de la pieza a medida que la humedad y la temperatura se estabilizan. Si las áreas de la pieza se contraen de manera desigual, conocido como deformación, puede causar defectos graves en la pieza. Además del cambio en la densidad del polímero, otros factores también facilitan la contracción variable.
Otras Causas de la Contracción en el Moldeo por Inyección
La contracción está influenciada por la composición del plástico y las propiedades del material, y las condiciones de procesamiento, como la tasa de flujo y la temperatura, y el diseño de la pieza también pueden contribuir. Revisemos algunas de estas causas:
Composición del Plástico: Los plásticos semicristalinos como el polietileno tienen una tasa de contracción más alta que los plásticos amorfos, como el ABS. La composición molecular de los plásticos semicristalinos forma cristalitos, una estructura más pequeña y compacta que los polímeros amorfos, como el policarbonato.
Peso Molecular: Las resinas con un alto peso molecular tienden a tener una mayor viscosidad al llenar un molde de inyección y una mayor caída de presión mientras están en la cavidad. Esta baja presión puede llevar a mayores tasas de contracción en la pieza final.
Aditivos: Los rellenos, como las fibras de vidrio y cerámica, tienen una baja expansión térmica, por lo que durante el proceso de enfriamiento tienden a contraerse menos.
Nivel de estrés: Durante el proceso de moldeo, el tiempo y la temperatura a los que se somete la pieza a estrés pueden causar una cantidad excesiva de fluido, lo que puede resultar en demasiada contracción y fragilidad.
Además de estas causas, otras variables incluyen la presión de inyección, las temperaturas de fusión y del molde, y la geometría de la pieza. Dado que hay muchos factores que pueden influir en la contracción, es crucial trabajar con un fabricante que pueda calcular con precisión la tasa de contracción de la pieza para evitar defectos.
¿Cómo controlar la contracción durante el moldeo por inyección?
Cada material tiene una tasa de contracción que es proporcionada por su fabricante. Esto se puede usar para ayudar a predecir los cambios en el plástico desde el momento en que se moldea y después de que se haya enfriado completamente. Cualquier material se expande cuando se calienta y se contrae a medida que se enfría nuevamente a temperatura ambiente. Cada dimensión del producto plástico se contraerá una cierta cantidad durante su período de enfriamiento. Controlar esta contracción podría ser la clave para perfeccionar su producto final. Hablemos de algunas de las formas en que se puede controlar la contracción durante el proceso de moldeo por inyección.
Temperatura del material
Ajustar la temperatura de la resina plástica mientras se calienta es importante para el control de la contracción. Cuanto más se calienta el material antes de verterlo, más se expanden las moléculas. A medida que se enfría, estas moléculas se contraen nuevamente. Cuanto más baja sea la temperatura del plástico en el momento del vertido, menos contracción ocurrirá durante el proceso de enfriamiento.
Temperatura del molde
Controlar la temperatura del molde puede controlar la contracción. Usar un molde frío permite que los bordes exteriores de una pieza se sequen antes de que pueda llenar y comprimir adecuadamente todo el espacio. Usar un molde caliente creará menos contracción que uno frío. Permite que las moléculas del material plástico continúen moviéndose libremente mientras llena el molde y alcanza la presión correcta antes de comenzar a enfriarse.
Ajustes de presión
La fuerza de presión utilizada para inyectar el material plástico hace una diferencia directa cuando se trata de tasas de contracción. Es la presión requerida para empaquetar el material en su lugar. Cuanto más apretado esté el material, menos espacio habrá para el movimiento a medida que se enfría. Cuanto mayor sea la presión en la inyección, menos se contraerá el plástico.
Siempre que se aplique presión hasta que el plástico se solidifique, la contracción será limitada. Si se libera la presión antes de que el plástico se haya enfriado completamente, la contracción empeorará. Mantener el plástico restringido en su lugar mientras se enfría para revertir su patrón usual de contracción controla la contracción, pero el proceso lleva más tiempo y cuesta más. Forzar aire sobre las piezas de plástico también ayuda a estabilizarlas.
Inmersión en agua fría
Otra forma de enfriar rápidamente una pieza de plástico es sumergirla en agua a temperatura ambiente. Esto enfría el material por debajo de su punto de fusión y detiene la contracción post-molde. Esto ayuda a que las paredes internas del plástico se solidifiquen más rápido, ya que estas áreas tardan más en enfriarse y solidificarse que las paredes exteriores. Es un poco arriesgado debido al estrés que causa en el producto. Puede causar una fractura o grieta si el plástico se expone a temperaturas extremas más adelante.
Determinar cómo se contraerá y doblará un producto de plástico a medida que se enfría es importante para obtener un producto final perfecto. Encontrar formas de controlar la forma en que el material se enfría ayuda a garantizar que sus piezas salgan como deberían cada vez. Desea resultados consistentes cuando se trata de proyectos de moldeo por inyección. La formulación de materiales, las dimensiones del molde y los detalles del procesamiento afectarán la contracción. Permítanos encontrar la mejor manera de controlar la contracción y ayudarlo a lograr los mejores resultados posibles para su próximo proyecto de moldeo por inyección.
Conclusión
La contracción en el moldeo por inyección es un problema común en la fabricación de piezas de plástico. Pero se puede evitar siguiendo algunos pasos, que incluyen la evaluación de la tasa de contracción de la resina para determinar la fiabilidad del polímero, la composición del polímero, el proceso de moldeo por inyección y la forma de la pieza de plástico. Todos estos elementos juegan un papel crítico en la prevención de la contracción.
En general, comprender las causas y cómo resolver la contracción en el moldeo por inyección de plástico es un gran determinante del éxito de cada proceso de moldeo por inyección.
