El futuro del moldeado por inyección
En esta «guía definitiva», conocerá el proceso de moldeado por inyección, qué hace que un producto de moldeado por inyección sea de alta calidad, descubrirá si los componentes moldeados por inyección son la opción correcta para sus necesidades y qué hay que tener en cuenta antes de realizar el pedido.
Si se está planteando comprar componentes industriales de moldeado por inyección y cómo encontrar los mejores para sus productos, esta guía le proporcionará todo lo que necesita para tomar una decisión fundamentada.
- ¿Qué es el moldeado por inyección?
- ¿Cómo funciona el moldeado por inyección?
- ¿Cuáles son los elementos específicos del proceso de moldeado por inyección?
- Utillaje
- Termoplásticos
- Parámetros y controles del proceso
- ¿Debería elegir componentes de moldeado por inyección?
- Qué buscar al comprar componentes de moldeado por inyección
- ¿Cuáles son las alternativas al moldeado por inyección?
- El futuro del moldeado por inyección
¿Qué es el moldeado por inyección?
El moldeado por inyección es un proceso de fabricación que se utiliza habitualmente para crear componentes plásticos.
Su capacidad para producir miles de piezas complejas la convierte rápidamente en el proceso perfecto para la producción masiva de componentes plásticos. Básicamente, el proceso conlleva la inyección de plástico a alta velocidad y presión en un molde, que se aprisiona bajo presión y se enfría para formar la parte final.
Al derretir el termoplástico e inyectarlo en un molde de aluminio a alta velocidad y presión, los fabricantes pueden crear varias piezas complejas a la vez. Cuando los parámetros del proceso se controlan correctamente, la pieza fabricada no requiere demasiado acabado ni procesado, lo que lo hace más rentable y eficiente.
Aunque es uno de los procesos de fabricación más antiguos, por su velocidad y rentabilidad sigue siendo una opción popular entre los fabricantes de todo el mundo. Las máquinas de moldeado por inyección de hoy en día son rápidas, precisas y producen componentes de alta calidad y uniformes a gran escala.
¿Cómo funciona el moldeado por inyección?
Aunque el proceso puede parecer sencillo, hay muchos elementos implicados que pueden alterar y arruinar la calidad general del componente plástico producido. Para fabricar una pieza de alta calidad, los fabricantes experimentados seleccionan el termoplástico adecuado (el material utilizado para crear la pieza), el molde (que forma la pieza), la temperatura y las presiones de inyección para garantizar que la pieza final cumpla los requisitos del cliente.
Cómo funciona el moldeado por inyección
Antes de hablar sobre los parámetros específicos que deben controlarse dentro del proceso, ¿cómo funciona realmente el moldeado por inyección?
Paso 1: Introducción y calentamiento del plástico
Para empezar, se introduce un termoplástico o una combinación de termoplásticos en una máquina de moldeado por inyección. Los plásticos, que se convierten en líquidos cuando se calientan, se introducen en la tolva por la parte superior de la máquina en forma de gránulo sólido.
Los pellets pasan por la máquina y se introducen en un cilindro de temperatura controlada llamado barril de la máquina. Aquí, los pellets de plástico se calientan hasta que el termoplástico se funde.
La temperatura del barril y del plástico se debe controlar cuidadosamente para asegurarse de que el termoplástico no se sobrecaliente, ni se queme o chamusque la pieza final.
Paso 2: Proceso de preinyección
Antes de inyectar el plástico fundido, la herramienta, que normalmente está compuesta por una mitad fija llamada cavidad y una mitad en movimiento llamada núcleo, se cierra.
Al hacerlo, una abrazadera ejerce presión sobre la herramienta, que está preparada para la inyección del plástico.
El tornillo dentro del barril de la máquina también vuelve a su punto de referencia para que el plástico pueda entrar en el barril, listo para ser inyectado.
Paso 3: Inyección del plástico
Una vez que la presión de apriete está a un nivel óptimo, el plástico se inyecta mediante el tornillo a alta velocidad y presión en la cavidad. Una compuerta dentro de la herramienta ayuda a controlar el flujo de plástico.
Para asegurarse de que no se produzcan daños en los componentes finales, es importante que el fabricante controle la presión de inyección del plástico y que cuente con la experiencia necesaria para mantener y utilizar las herramientas del molde correctamente.
Esto garantiza la creación de piezas uniformes y de alta calidad a partir de su proceso de moldeado por inyección.
Paso 4: Formación de la pieza
Cuando la cavidad de la herramienta está prácticamente llena de líquido, comienza la fase de fijación. Aquí es donde la pieza se fija bajo alta presión para que pueda empezar a tomar su forma final.
Después de un tiempo de fijación determinado, el tornillo se atornilla de nuevo a su punto de referencia. Esto ocurre al mismo tiempo que la fase de enfriamiento del ciclo, que permite que el termoplástico se fije en su forma final.
Una vez transcurrido el tiempo de enfriamiento establecido, el molde se abre y los pasadores o placas de expulsión empujan la nueva pieza hacia afuera de la herramienta, y esta cae sobre una cinta transportadora lista para ser acabada y embalada.
Paso 5: Acabado de piezas
Dependiendo de la aplicación final de la pieza, el componente moldeado puede requerir algún acabado, incluyendo el teñido, el pulido o la eliminación del material sobrante.
Estos procesos son únicos para cada pieza y se realizan antes de embalarlos y distribuirlos a los clientes.
Al seleccionar y comprobar los productos a mano, así como realizar controles de calidad regulares, los fabricantes experimentados pueden asegurarse de que fabrican piezas uniformes y de alta calidad para sus clientes.
¿Cuáles son los elementos específicos del proceso de moldeado por inyección?
En el proceso de moldeado por inyección hay muchos parámetros que deben controlarse estrechamente para garantizar que los componentes producidos sean de alta calidad.
Por ejemplo:
- El termoplástico utilizado para crear la pieza.
- El utillaje o el molde utilizado para dar forma a la pieza.
- La temperatura del termoplástico y el proceso.
- La presión de inyección utilizada en el proceso.
Para que las piezas finales cumplan sus especificaciones definitivas, los fabricantes deben controlar cuidadosamente cada uno de estos parámetros dentro del proceso de moldeado por inyección.
Utillaje
Seleccionar la herramienta, o molde, adecuado para un componente es clave a fin de garantizar que satisface los requisitos del cliente. Una herramienta de moldeado por inyección suele estar compuesta por dos mitades: el núcleo y la cavidad. La cavidad es la sección hueca del molde en la que se introduce el termoplástico fundido, y el núcleo es la mitad sólida que llena la cavidad para formar la pieza final.
Tanto el diseño del núcleo como el de la cavidad cambiará dependiendo de la forma final y la aplicación del componente, por ejemplo, si se trata de un capuchón o un tapón. Dentro de una herramienta de molde también puede haber núcleos y cavidades disponibles para múltiples piezas, lo que permite crear más de un componente en un único ciclo de moldeado por inyección.
Además de determinar la forma de la pieza final, la herramienta también afecta al tipo de termoplástico utilizado, así como a su presión y temperatura de inyección. La presión de apriete que debe aplicarse a la herramienta también variará en función del molde seleccionado. El tamaño de la herramienta, así como el número y la complejidad de las cavidades dentro de la herramienta, afectarán a la temperatura y la presión de inyección del termoplástico que se está utilizando.
Para elegir la herramienta adecuada para un componente, los fabricantes deben tener en cuenta:
- Cómo se utilizará el componente final, para qué propósito y en qué tipo de entorno. Esto determinará las características finales que debe tener y, por tanto, qué herramienta termoplástica y de moldeo se utiliza.
- Si tiene una pieza hecha a medida, considerar la posibilidad de crear prototipos de la pieza o realizar pruebas y pedir muestras de los componentes le garantizará que la herramienta de molde y las opciones de termoplástico sean correctas. Las pruebas y los prototipos también garantizarán que los parámetros del proceso sean precisos, para que los componentes finales tengan siempre una alta calidad.
- El coste de desarrollar, construir y mantener una herramienta es bastante elevado, lo que se puede compensar creando o seleccionando una herramienta que genere múltiples componentes por ciclo. Tener en cuenta también cuánto tiempo y con qué frecuencia deberá producirse el componente servirá de orientación para la especificación del utillaje, la selección de cavidad, el tiempo del ciclo y los costes finales.
Aunque a menudo puede llevar algo de tiempo y dinero encontrar o desarrollar la herramienta adecuada, es fundamental para lograr que el proceso sea más eficiente y preciso. Al seleccionar la herramienta de molde adecuada, con los controles y parámetros correctos, se reducirán los tiempos de ciclo y se obtendrán eficiencias de producción. Los elementos de control dentro del proceso, como las dimensiones de la compuerta y el canal que introducen el plástico en la herramienta, también harán que el proceso sea lo más eficiente posible.
Además, si su herramienta se mantiene, diseña y fabrica adecuadamente, y los parámetros del proceso de moldeado por inyección son precisos, debería ser capaz de producir piezas durante miles de ciclos de proceso con muy pocos fallos.
Asegurarse de que se selecciona el grado adecuado de acero y de que se colocan los canales de enfriamiento correctos dentro del molde, garantizará que la herramienta no se desgaste ni el proceso de moldeado se retrase. Gracias a ello, las piezas siempre serán precisas y de una alta calidad constante.
¿Qué son los termoplásticos y por qué son importantes en el proceso de moldeado por inyección?
Los termoplásticos son plásticos que se ablandan al calentarse y se solidifican cuando se enfrían. El moldeado por inyección suele utilizar termoplásticos, calentando el material para después inyectarlo a alta presión en un molde.
Evidentemente, la principal cualidad de los termoplásticos es que se funden a altas temperaturas. Esta característica es el resultado de la estructura molecular de estos polímeros, que presenta enlaces eléctricos débiles entre las moléculas de monómero. Dicha estructura, que incluye unidades repetidas de hilos moleculares, hace que los termoplásticos sean fáciles de ablandar, moldear e incluso volver a moldear si fuera necesario, ya que su patrón semirregular los hace fácilmente reciclables.
Estas características moleculares también les confieren fantásticas propiedades eléctricas, un coeficiente de fricción (COF) bajo y estabilidad dimensional, lo que las convierte en la opción ideal para muchos componentes funcionales. No obstante, hay distintos tipos de termoplásticos con diferentes estructuras moleculares y características específicas, por lo que elegir los correctos es fundamental para garantizar que la pieza final cumpla sus requisitos de uso.
Los diferentes tipos de termoplásticos se pueden dividir en dos categorías principales según su estructura molecular. Se conocen como polímeros amorfos y semicristalinos.
Las cadenas moleculares de los polímeros semicristalinos están estructuradas regularmente y bien compactadas. Esta cualidad «cristalina» hace que la construcción de los polímeros sea muy organizada y susceptible a cambios estructurales radicales a temperaturas específicas. En cambio, los polímeros amorfos tienen una estructura molecular más fluida. Con cadenas de moléculas que se ordenan aleatoriamente y se superponen unas a otras, las cualidades de estos polímeros son mucho más flexibles al cambio de temperatura que los termoplásticos semicristalinos.
Estas diferentes estructuras moleculares ofrecen a cada tipo de termoplástico características diversas. Las principales características de los polímeros semicristalinos son:
- Cambian rápidamente de sólidos a líquidos en un punto de fusión específico, por lo que el moldeado de estos polímeros puede ser un proceso caprichoso.
- Su estructura molecular cerrada suele tener una cualidad estética opaca y puede resultar difícil de adherir a otros plásticos o materiales utilizando adhesivos o disolventes.
- Su construcción molecular ordenada los hace estructuralmente fuertes. Esto significa que los polímeros semicristalinos son resistentes al estrés del peso y la fricción repetida. Su capacidad para resistir el agrietamiento y el desgaste los convierte en una buena opción para aplicaciones estructurales que requieren movimientos repetitivos o capacidades de cojinete.
¿Por qué debería elegir componentes moldeados por inyección?
Los componentes moldeados por inyección son una de las principales opciones para los fabricantes de equipos originales (OEM). Hay muchas razones por las que plantearse usarlos en su propio producto, pero estas son algunas de las características principales que hacen que los componentes moldeados por inyección sean populares.
Son de alta calidad y fuertes
- Los plásticos modernos son fuertes, por lo que pueden sustituir a los metales en algunas piezas. Los plásticos también se pueden combinar para crear piezas más fuertes.
- Controlar parámetros como la temperatura y la humedad es esencial para crear productos de alta calidad. Para asegurarse de que sus piezas sean de la más alta calidad, es importante que elija un fabricante experimentado que sepa cómo controlarlas.
- Muchas máquinas de moldeado por inyección ahora están equipadas con sensores. Recopilan información y datos en tiempo real sobre el rendimiento de las máquinas y los tiempos de ciclo, y envían notificaciones cuando se necesita mantenimiento o revisión.
La producción es eficiente y de bajo coste
- El moldeado por inyección es un proceso clave de producción en masa. Permite fabricar millones de productos con un solo molde y un solo ciclo.
- Gracias a la integración de la automatización y la robótica en el proceso, este se ha vuelto más eficiente y rentable. Según Plastikcity, hay un aumento del 40 % en la producción de una línea si sustituye a una persona clave por un robot. [Copia para EE. UU.: Según la empresa multimedia estadounidense Futurism, se produjo un aumento de la producción del 250 % cuando los robots sustituyeron al 90 % de las personas en una fábrica china.]
- Además, es un proceso rápido. En un solo ciclo de pocos minutos se pueden moldear, solidificar y extraer miles de productos.
- Ofrece una gran flexibilidad de diseño
- Con los moldes por inyección, las formas complejas son más fáciles de crear en comparación con otras técnicas de moldeado. También es posible fabricar más de un componente a partir de una única herramienta. Por ejemplo, se puede diseñar una herramienta para producir seis del mismo componente en un solo ciclo de inyección. El proceso de moldeado por inyección también resulta ideal para crear formas compactas como la óptica de polímero.
- Con procesos alternativos como la coinyección y el moldeado tipo sándwich, los fabricantes pueden combinar una serie de características dentro de una sola pieza, como por ejemplo, diferentes colores, cualidades táctiles o resistencia.
- Los modernos colorantes de los plásticos ofrecen a los fabricantes y a las empresas la mejor consistencia cromática posible. Tanto si se trata de un color de la carta Pantone como de uno personalizado, su fabricante debe ser capaz de ofrecerle el color que desea con consistencia.
Si cree que los componentes moldeados por inyección pueden ser la mejor opción, es importante que elija piezas de un fabricante experimentado. Comprenderá el proceso de moldeado por inyección, gracias a lo cual puede satisfacer los estándares de alta calidad en sus productos. Quizás también ofrezca servicios adicionales como entrega fácil y buenos plazos de entrega. Pregunte acerca de los estándares y acreditaciones con los que trabaja, y compruebe su puntuación de Efectividad del equipo original (OEE).
Qué buscar al comprar componentes de moldeado por inyección
Si alguno de los parámetros del proceso de moldeado por inyección no se controla correctamente, podrían empezar a aparecer fallos en los componentes finales. Solicitar muestras a cualquier fabricante que se esté planteando utilizar y realizar una inspección visual en busca de fallos le ayudará a determinar si son de alta calidad o no.
Estos son algunos de los fallos más comunes que se producen dentro de los componentes de moldeado por inyección y algunos consejos sobre cómo detectarlos.
- Por el contrario, algunas de las cualidades de los termoplásticos amorfos son:
- Un reblandecimiento más gradual del plástico sólido al plástico líquido durante el cambio de temperatura, lo que hace que sea más fácil de moldear y remoldear que los polímeros semicristalinos.
- Una estructura más flexible que a menudo les confiere una cualidad estética translúcida, y se pegan fácilmente a otros plásticos y materiales utilizando adhesivos y disolventes.
- Una construcción molecular desorganizada que hace que sean incapaces de soportar un peso o movimientos de fricción significativos, por lo que son los más adecuados para aplicaciones estructurales que no están sometidas a mucho estrés.
En resumen, los termoplásticos semicristalinos son más adecuados para componentes funcionales de alta resistencia, mientras que los polímeros amorfos se adaptan a piezas que necesitan ser más flexibles estéticamente o unirse a otros materiales.
Este conocimiento ayuda a excluir de inmediato ciertos plásticos de su lista basándose en la función necesaria de su componente. No obstante, hay otras clasificaciones para restringir aún más su selección de polímeros.
Hay varios polímeros que se derivan de las categorías amorfa y semicristalina, todos los cuales tienen características particulares, así como precios variados. Dentro de las dos categorías principales de termoplásticos, cada plástico se encuadrará en una de estas tres áreas:
- Alto rendimiento
- Ingeniería
- Materia prima
Normalmente, los polímeros de alto rendimiento son más caros debido a su capacidad para soportar altas temperaturas y mantener su resiliencia y resistencia química en condiciones de desgaste. A medida que va pasando de polímeros de alto rendimiento a otros de ingeniería y de materia prima, el coste, la resistencia a la temperatura y la resiliencia del plástico disminuyen.
Por eso, a fin de elegir el termoplástico adecuado para su pieza, debe tener en cuenta los requisitos de uso final de los componentes y las características que necesita para realizar su función. Eso le ayudará a determinar si necesita un termoplástico amorfo o semicristalino y si debe ser un polímero de alto rendimiento, de ingeniería o de materia prima.
Parámetros y controles del proceso
Hay dos parámetros principales dentro del proceso de moldeado por inyección que deben controlarse estrechamente para crear componentes precisos y de alta calidad: la temperatura y la presión.
La temperatura del termoplástico y los elementos dentro de la máquina de moldeado por inyección debe controlarse meticulosamente a lo largo del proceso. Del mismo modo, la presión de apriete aplicada a la herramienta de moldeado por inyección y la presión de inyección del termoplástico son fundamentales para ayudar a que el proceso se desarrolle con fluidez.
Cuando se trata de temperatura, los controles clave que deben tenerse en cuenta son:
- La temperatura del termoplástico, ya que algunos polímeros pueden soportar temperaturas más altas que otros. Asegurarse de que está a una temperatura óptima a lo largo del proceso le ayudará a mantener las mejores condiciones del material para la inyección, es decir, ni demasiado líquido ni demasiado sólido.
La temperatura del barril y el tornillo donde se encuentra el termoplástico también es importante, ya que ayuda a mantener el polímero en unas condiciones óptimas listo para la inyección. El tornillo dentro del barril también provoca fricción con el plástico durante el proceso de inyección. Hay que tener en cuenta el calor que se genera para evitar el sobrecalentamiento del plástico.
La presión es el otro parámetro clave dentro del proceso de moldeado por inyección. Hay dos tipos de presión que deben controlarse meticulosamente:
- La presión de apriete, que mantiene unidos el núcleo y la cavidad de la herramienta. Debe ser correcta para que la herramienta no se abra ni se rompa durante la inyección y para garantizar que el componente se forme correctamente dentro de la herramienta.
- La presión de inyección, que es cuando el termoplástico se inyecta en la herramienta. Debe ser precisa para garantizar que los componentes se formen correctamente. Si hay muy poca presión, la pieza no se formará por completo, y con demasiada presión, podrían producirse quemaduras o alabeo.
Estos dos parámetros deben controlarse con precisión para que el proceso de moldeado por inyección pueda ejecutarse de forma eficiente y crear componentes de alta calidad en cada ciclo.
La presión es el otro parámetro clave dentro del proceso de moldeado por inyección. Hay dos tipos de presión que deben controlarse meticulosamente:
- La presión de apriete, que mantiene unidos el núcleo y la cavidad de la herramienta. Debe ser correcta para que la herramienta no se abra ni se rompa durante la inyección y para garantizar que el componente se forme correctamente dentro de la herramienta.
- La presión de inyección, que es cuando el termoplástico se inyecta en la herramienta. Debe ser precisa para garantizar que los componentes se formen correctamente. Si hay muy poca presión, la pieza no se formará por completo, y con demasiada presión, podrían producirse quemaduras o alabeo.
Estos dos parámetros deben controlarse con precisión para que el proceso de moldeado por inyección pueda ejecutarse de forma eficiente y crear componentes de alta calidad en cada ciclo.
¿Por qué debería elegir componentes moldeados por inyección?
Los componentes moldeados por inyección son una de las principales opciones para los fabricantes de equipos originales (OEM). Hay muchas razones por las que plantearse usarlos en su propio producto, pero estas son algunas de las características principales que hacen que los componentes moldeados por inyección sean populares.
Son de alta calidad y fuertes
- Los plásticos modernos son fuertes, por lo que pueden sustituir a los metales en algunas piezas. Los plásticos también se pueden combinar para crear piezas más fuertes.
- Controlar parámetros como la temperatura y la humedad es esencial para crear productos de alta calidad. Para asegurarse de que sus piezas sean de la más alta calidad, es importante que elija un fabricante experimentado que sepa cómo controlarlas.
- Muchas máquinas de moldeado por inyección ahora están equipadas con sensores. Recopilan información y datos en tiempo real sobre el rendimiento de las máquinas y los tiempos de ciclo, y envían notificaciones cuando se necesita mantenimiento o revisión.
La producción es eficiente y de bajo coste
- El moldeado por inyección es un proceso clave de producción en masa. Permite fabricar millones de productos con un solo molde y un solo ciclo.
- Gracias a la integración de la automatización y la robótica en el proceso, este se ha vuelto más eficiente y rentable. Según Plastikcity, hay un aumento del 40 % en la producción de una línea si sustituye a una persona clave por un robot. [Copia para EE. UU.: Según la empresa multimedia estadounidense Futurism, se produjo un aumento de la producción del 250 % cuando los robots sustituyeron al 90 % de las personas en una fábrica china.]
- Además, es un proceso rápido. En un solo ciclo de pocos minutos se pueden moldear, solidificar y extraer miles de productos.
- Ofrece una gran flexibilidad de diseño
- Con los moldes por inyección, las formas complejas son más fáciles de crear en comparación con otras técnicas de moldeado. También es posible fabricar más de un componente a partir de una única herramienta. Por ejemplo, se puede diseñar una herramienta para producir seis del mismo componente en un solo ciclo de inyección. El proceso de moldeado por inyección también resulta ideal para crear formas compactas como la óptica de polímero.
- Con procesos alternativos como la coinyección y el moldeado tipo sándwich, los fabricantes pueden combinar una serie de características dentro de una sola pieza, como por ejemplo, diferentes colores, cualidades táctiles o resistencia.
- Los modernos colorantes de los plásticos ofrecen a los fabricantes y a las empresas la mejor consistencia cromática posible. Tanto si se trata de un color de la carta Pantone como de uno personalizado, su fabricante debe ser capaz de ofrecerle el color que desea con consistencia.
Si cree que los componentes moldeados por inyección pueden ser la mejor opción, es importante que elija piezas de un fabricante experimentado. Comprenderá el proceso de moldeado por inyección, gracias a lo cual puede satisfacer los estándares de alta calidad en sus productos. Quizás también ofrezca servicios adicionales como entrega fácil y buenos plazos de entrega. Pregunte acerca de los estándares y acreditaciones con los que trabaja, y compruebe su puntuación de Efectividad del equipo original (OEE).
Qué buscar al comprar componentes de moldeado por inyección
Si alguno de los parámetros del proceso de moldeado por inyección no se controla correctamente, podrían empezar a aparecer fallos en los componentes finales. Solicitar muestras a cualquier fabricante que se esté planteando utilizar y realizar una inspección visual en busca de fallos le ayudará a determinar si son de alta calidad o no.
Estos son algunos de los fallos más comunes que se producen dentro de los componentes de moldeado por inyección y algunos consejos sobre cómo detectarlos.
La rebaba es el nombre que se le da al exceso de material sobrante que se forma en el borde de un componente, normalmente en la línea de división o separación, donde las dos partes de la herramienta del molde se unen.
Este fallo puede venir provocado por diversos problemas. La falta de presión de apriete, la alta presión de inyección, el sobrellenado de la herramienta y los fallos dentro del molde pueden provocar que el plástico se salga y forme una rebaba. Los termoplásticos con un flujo de fusión alto o una viscosidad inferior también tienen más probabilidades de salirse de la herramienta y formar una rebaba.
Controlando cuidadosamente las presiones del proceso y la temperatura del termoplástico, los fabricantes pueden asegurarse de que estos parámetros estén al nivel óptimo para evitar la rebaba. Mantener las herramientas del molde en buen estado también es clave para evitarlo.
Gasificación y ventilación
La gasificación y ventilación son pequeñas explosiones que se producen dentro de una pieza, lo que puede provocar orificios o marcas de quemadura dentro del componente final. Cuando hay aire en la herramienta del molde delante del flujo del material durante la inyección, el aire se queda atrapado. La mezcla entre el plástico y el aire hace que se produzca gas y se genere una pequeña explosión. Controlar la velocidad de inyección para que no sea demasiado alta es fundamental a fin de garantizar que no se produzca la gasificación ni la ventilación. Otras precauciones que los fabricantes deben tomar es asegurarse de que la herramienta esté adecuadamente ventilada para evitar que el aire quede atrapado y de que el material plástico que se inyecte no esté húmedo.
Moldeo corto
Cuando el plástico se queda corto al llenar el molde, se denomina fallo corto. Esto conlleva que a menudo falten partes del componente o estén dañadas. El moldeo corto está causado principalmente por errores en los niveles de presión o temperatura. Si la presión de inyección o la temperatura termoplástica no es suficientemente alta, puede provocar que el molde no se llene completamente de plástico. Al controlar meticulosamente las temperaturas y presiones dentro del proceso de moldeado por inyección, los fabricantes pueden asegurarse de que mantienen un flujo constante y evitar los cortocircuitos.
Distorsión y alabeo
Si hay muescas o partes de un componente en las que el plástico es más fino, frágil o está doblado, se conoce como distorsión o alabeo. Esto se debe a la falta de presión de sostenimiento durante el tiempo de enfriamiento del proceso de moldeado por inyección.
El componente se contrae a medida que se enfría dentro del molde. Si la presión de sostenimiento (que llena la pieza) o el tiempo de enfriamiento no son correctos, puede provocar grosores variables dentro de la pieza o estrés interno que la daña.
Además de controlar las presiones de sujeción y los tiempos de enfriamiento, asegurarse de que la selección del material sea adecuada para la complejidad de la herramienta del molde es esencial para garantizar que la pieza final se enfríe y forme de manera uniforme.
Tolerancias
Además de buscar fallos dentro de las muestras de los componentes de un fabricante, también es esencial que les pregunte por sus tolerancias. Cualquier fabricante experimentado debe ser capaz de alcanzar tolerancias de entre +/-0,1 y +/-0,25 mm, en función del tipo de pieza, y poder indicar cómo las validan.
Al examinar las tolerancias y los procesos de validación de un fabricante, puede estar seguro de que los componentes que fabrica son de la más alta calidad, incluso cuando se producen a gran escala. Establecer este nivel de relación con su fabricante también le garantizará que sus cadenas de suministro pueden seguir ofreciendo las piezas que necesita en el futuro con el mismo estándar de alta calidad.
Además, plantear algunas preguntas sobre el proceso de un fabricante puede ayudarle a determinar si son las adecuadas para su negocio:
- ¿El proveedor tiene un buen historial y experiencia en la fabricación del tipo de productos que el cliente necesita?
- ¿Cuáles son las capacidades de fabricación de la empresa?
- ¿Qué sistemas de fabricación y calidad existen para garantizar la entrega de piezas de buena calidad al precio correcto?
- ¿Ha abordado consideraciones en torno a sus capacidades de fabricación, herramientas, maquinaria y control de procesos?
- ¿Tiene una visión completa de su capacidad, medidas de control de calidad y competencias del personal?
- ¿Cómo son sus mediciones de OTIF y su rendimiento de entrega puntual y completa?
Estas preguntas le ayudarán a determinar si un fabricante puede ofrecerle el nivel de servicio que necesita, así como la cantidad de componentes de alta calidad que requiere para sus productos.
¿Cuáles son las alternativas al moldeado por inyección?
Hay dos alternativas principales al moldeado por inyección que pueden ofrecer el mismo nivel de precisión y flexibilidad. Se trata de la impresión 3D y el moldeado por soplado.
Impresión 3D
La impresión en 3D es un proceso de fabricación rápida que utiliza una máquina especializada para crear cada pieza individualmente utilizando un diseño CAD de software. Utilizado normalmente para crear prototipos de piezas, se trata de un excelente proceso para producir pequeños lotes de componentes con fines de prueba o diseño.
Sin embargo, a diferencia del proceso de moldeado por inyección, cada pieza se crea de una en una, por lo que la uniformidad puede ser difícil de lograr, y el proceso no es eficiente ni rentable. Por ello, la impresión 3D no es una excelente opción para producir grandes volúmenes de componentes a gran escala.
Moldeado por soplado
El moldeado por soplado es un proceso en el que el plástico calentado se introduce en una cavidad utilizando aire para formar una pieza hueca. Sin la necesidad de una herramienta especializada, el moldeado por soplado es un proceso más sencillo y de menor coste que el moldeado por inyección. También fabrica componentes formados en una sola pieza sin líneas de separación. Sin embargo, aunque los moldes utilizados en el moldeado por inyección requieren mucha inversión inicial, ofrecen mucha más complejidad y flexibilidad de diseño en comparación con el moldeado por soplado, que solo se puede utilizar para crear piezas huecas. Tampoco es posible crear un diseño de varias cavidades y hay más parámetros del proceso que controlar, lo que genera un mayor grado de imprecisión en las piezas moldeadas por soplado.
El futuro del moldeado por inyección
Hay tres aspectos principales que influirán en el futuro del proceso de moldeado por inyección: el desarrollo del plástico, los avances en la maquinaria y las demandas de los clientes.
El desarrollo del plástico
La progresión de la ciencia termoplástica y las exigencias del mercado han conducido al desarrollo de miles de tipos de termoplásticos con diferentes cualidades y características.
Algunas de estas cualidades son la flexibilidad, la capacidad de resistir altas temperaturas, los componentes transparentes, la resistencia, la durabilidad, una variedad más amplia de opciones de color, así como una conductividad eléctrica y una ausencia de fricción mejores.
Las demandas de los clientes seguirán impulsando este desarrollo y cambio. Ya se trate de plásticos con un menor impacto medioambiental o cualidades materiales especiales, como las propiedades antibacterianas, todos ellos son posibles avances que la ciencia de los polímeros podría realizar en el futuro.
La demanda de plásticos con un contenido reciclado posconsumo está creciendo progresivamente. Con la directiva de la UE sobre plásticos de un solo uso y la intención de varios estados de EE. UU. de introducir una responsabilidad ampliada sobre el producto, el foco está en que los fabricantes cambien su forma de operar. En la fábrica de Essentra Components del Reino Unido ya podemos fabricar casi todos nuestros productos de PEBD utilizando al menos un 40 % de plásticos reciclados.
Otras medidas son la reducción continua de la energía, el aislamiento del centro y la instalación de iluminación LED eficiente energéticamente.
Avances en maquinaria
Los cambios tecnológicos han tenido un impacto real en la eficiencia del proceso del moldeado por inyección. En concreto, la introducción de enfoques de la Industria 4.0 que utilizan datos y el Internet industrial de las cosas (IIoT) ha dado lugar a que los fabricantes sean capaces de maximizar el rendimiento de los equipos, creando así eficiencias.
Dentro de la propia maquinaria, el aumento de los niveles de automatización y la robótica ha hecho que puedan controlarse más estrechamente los parámetros del proceso, como la temperatura del termoplástico y la presión de inyección, lo que ha aumentado su precisión y exactitud. Los fabricantes pueden crear ahora componentes más uniformes y de alta calidad de forma más fácil y eficiente.
Para aquellas empresas que buscan lograr una mayor sostenibilidad y reducir las emisiones de carbono, el tipo de maquinaria puede contribuir a ello. En Essentra Components, estamos iniciando un programa de inversión para presentar una cartera completa de máquinas de moldeado por inyección eléctricas para 2031.
Esto no solo dará lugar a una reducción estimada del 33 % de la energía, sino que las mejoras previstas en el proceso y la productividad permitirán que tres máquinas eléctricas hagan el trabajo de cuatro modelos hidráulicos. Además, el aumento de la capacidad de estas máquinas totalmente eléctricas reducirá nuestra huella general.
Los datos generados como resultado han contribuido a reducir los tiempos de inactividad, aplicar el mantenimiento preventivo en lugar de tener que arreglar una máquina y ayudar a estandarizar los componentes. Proporcionar estos datos para que los clientes los vean sin poner en riesgo la propiedad intelectual será uno de los principales desafíos a los que tendrá que enfrentarse el futuro del moldeado por inyección.
Demandas del cliente
Además de las cambiantes demandas del mercado, los cambios en la concienciación y las prioridades de los clientes ya están empezando a influir en el mundo del moldeado por inyección.
La necesidad de reducir la huella de carbono es un objetivo clave para los clientes, y hemos sido capaces de aumentar significativamente el uso de plásticos reciclados posconsumo en los componentes fabricados en PEBD. Desde abril de 2021, casi todos los productos de PEBD producidos en las instalaciones del Reino Unido se fabrican ya con al menos un 40 % de plásticos reciclados sin perder calidad ni rendimiento.
Además de recibir sus piezas de forma rápida y eficiente, los clientes están empezando a fijarse con mayor detenimiento en la precisión y calidad de sus componentes.
Las piezas imprecisas o de baja calidad pueden tener un enorme impacto en los plazos de entrega y los presupuestos de producción de un cliente, por lo que es esencial que sus fabricantes seleccionados mantengan constantemente altos estándares de calidad en sus componentes.
Los fabricantes experimentados están empezando a adaptarse a esta nueva concienciación del cliente:
- Aumentando la inversión a la hora de mejorar las competencias de su plantilla y mantener una formación actualizada.
- Destacando la importancia de la experiencia para controlar y mantener la calidad dentro de sus procesos de moldeado por inyección.
- Ofreciendo visitas e inspecciones de fábrica a los clientes y a sus expertos internos para mantener una conversación sincera y honesta sobre los procesos y los estándares de calidad.
Al realizar estos cambios, Essentra Components se esfuerza por estar a la vanguardia del sector del moldeado por inyección. Además de prepararnos para el futuro, también garantiza que nuestros clientes obtengan el estándar de calidad de las piezas que necesitan cuando las necesitan, gracias a nuestro servicio sin complicaciones.
¿Tiene alguna pregunta?
Envíenos un correo electrónico a sales@essentracomponents.es o hable con uno de nuestros expertos para obtener más información sobre la solución ideal para su aplicación +34 900 802 600.