Inyección

1. Descripción histórica de
   la evolución comercial de los
   polímeros plásticos
2. Elementos
   agregados al
   material
3. Presión de
   inyección, presión
   posterior
4. Temperatura de la
   masa
5. Temperatura del
   molde
6.  

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.