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Las mejores soluciones de moldeo por inyección de materiales múltiples para productos de plástico
Actualmente, los diversos procesos de moldeo por inyección ya consolidados ofrecen un mayor margen de creatividad a diseñadores e ingenieros. Estos procesos pueden inspirarlos para mejorar la apariencia y la ergonomía del producto.
A menudo, un solo material o color no cumple con los requisitos de fabricación del producto. Los materiales utilizados para estos productos abarcan desde plásticos hasta metales.
Anteriormente, esto se lograba mediante el uso de servicios secundarios adicionales o ensamblajes más complejos para crear productos terminados. Sin embargo, el moldeo por inyección multimaterial actual elimina en gran medida estos requisitos adicionales, lo que facilita la fabricación de productos terminados complejos, de forma más rápida y económica.
¿Qué es el moldeo por inyección multimaterial?
Es un componente único fabricado a partir de una combinación de dos o más materiales plásticos o elastoméricos. Puedes leer la definición en Wikipedia. Antes pensaba que se trataba de una categoría de sobremoldeo.
Creo que el sobremoldeo es una categoría amplia. Solo algunas piezas son similares al moldeo por inyección multimaterial o al moldeo por inserción, por lo que la pieza sobremoldeada se clasifica dentro del moldeo por inyección multimaterial.
De hecho, también encontré diferentes opiniones, pero prefiero la autoridad. Luego divido el moldeo por inyección multimaterial en:
1. Moldeo por inyección multicomponente
2. Moldeo por inyección multicomponente (MSM)
3. Sobremoldeo
Moldeo por inyección multicomponente (MSM)
También conocido como moldeo por inyección secuencial, el moldeo por inyección multicapa consiste en la creación de múltiples capas con respecto al eje inicial del molde. En otras palabras, los materiales calientes se insertan en el molde siguiendo una secuencia muy específica, uno tras otro.
Esto crea un efecto de capas entre los materiales, manteniendo interacciones de energía relativamente alta en los límites entre ellos. Esto es importante porque implica que, en muchos casos, los enlaces entre capas son más fuertes que cuando estas se aplican a una pieza previamente enfriada, como ocurre en el sobremoldeo. Si bien existen otras aplicaciones, esta operación es la preferida cuando se desean moldes con geometrías diferentes entre las capas de material.
Aplicaciones de moldeo por inyección multicomponente
Esta tecnología o proceso no es nuevo y se utiliza simplemente para la producción de piezas o productos de plástico bicolor. Los dos materiales forman una sola pieza de plástico mediante unión física (por encaje, laminado superficial, rosca) o química (co-unión, miscibilidad).
En algunos lugares, se le conoce como moldeo por inyección 2K. El moldeo por inyección 2K (MSM) es, con diferencia, el más versátil, complejo e interesante de los procesos MMM. Requiere una máquina de moldeo por inyección bicolor específica para completar el proceso. Las piezas de plástico deben moldearse dos veces, pero el producto se expulsa una sola vez, generalmente mediante un conjunto de moldes.
3 tipos de estructura de molde
Según el movimiento de las diferentes partes del molde, se pueden dividir en:
1. Moldeo multicomponente con platina giratoria
2. Moldeo multicomponente de placas de índice
3. Moldeo multi-inyección con interruptor de núcleo
Moldeo multicomponente con platina giratoria
El molde rotatorio MSM es la categoría más simple y común de MSM. La siguiente figura muestra un esquema simplificado de un molde rotatorio MSM.
La característica del molde es la platina giratoria situada a la izquierda de la figura. La placa central contiene dos núcleos idénticos, reflejados en el eje de rotación de la platina y alineados con este. La placa de cavidades, conectada a la platina fija, contiene dos cavidades con geometrías diferentes. En esencia, en cada ciclo, la platina giratoria completa el cambio de las piezas moldeadas por inyección, eliminando la necesidad de manipulación manual.
Proceso de moldeo
La figura muestra un proceso de moldeo con platina giratoria que se describe a continuación:
(1) Primero se debe comprobar si el molde ha alcanzado un estado estable. Es decir, si es capaz de producir una pieza de plástico completa. Asegúrese de que el molde pueda producir una pieza de plástico completa.
(2) Primero, la pieza de plástico A se completa previamente en la cavidad A, y la pieza de plástico A es un producto semiacabado. La mesa giratoria gira 180 grados. La pieza de plástico A entra en la cavidad B. Como se muestra en la figura (a).
(3) Las cavidades A y B se moldean por inyección simultáneamente, pero se producen la pieza de plástico terminada A y la pieza de plástico terminada AB. Como se muestra en la figura (b).
(4) Se abre el molde y se expulsa la pieza de plástico AB. La mesa giratoria gira 180 grados. Repetir el proceso desde (3) hasta (4).
Ventajas y desventajas
Aquí solo se muestran moldes de dos materiales, aunque en realidad pueden contener más. También se pueden usar máquinas de moldeo por inyección de tres y cuatro cavidades para fabricar piezas de tres y cuatro materiales.
La platina giratoria puede rotarse 90°, 120° o 180° dependiendo de la cantidad de material utilizado.
La desventaja es que se requiere una máquina de moldeo especial para lograr la rotación necesaria en el lado del núcleo. Esto puede incrementar significativamente el costo del molde.
Moldeo multicomponente de placas de índice
El molde MSM de placa indexable es similar al molde MSM de platina giratoria, pero incorpora funcionalidades adicionales: la platina giratoria ahora puede retraerse de la mitad del núcleo. Además, las cavidades y los núcleos de cada etapa presentan geometrías diferentes. El indexado permite alternar entre distintos conjuntos de núcleo/cavidad. La siguiente figura muestra un esquema simplificado del molde MSM de placa indexable.
Descripción del proceso de moldeo por inyección
(1) Primero se debe comprobar si el molde ha alcanzado un estado estable, es decir, si es capaz de producir una pieza de plástico completa. Asegúrese de que el molde pueda producir una pieza de plástico completa. Cierre el molde y retraiga la placa indexadora (como se muestra en (a) de la figura). La pieza de plástico A se completa previamente en la cavidad A, y la pieza de plástico A es un producto semiacabado. Cuando la placa indexadora regresa, la pieza de plástico A entra en la cavidad B.
(2) Los materiales A y B se inyectan simultáneamente en sus respectivas cavidades y se dejan enfriar. Esto produce una pieza de plástico AB completa en la cavidad B, que produce una pieza de plástico A en la cavidad A (como se muestra en (b) de la figura).
(3) El molde se abre y el tablero de índice se levanta (como se muestra en (c) de la figura).
(4) A continuación, expulse el componente AB completo (como se muestra en (d) de la figura). En (f) de la figura se muestra una sección transversal del conjunto AB completo.
(5) El disco indexador gira 180°, se retrae sobre el núcleo y se cierra el molde (como se muestra en (e) de la figura). Bucle repetido.
Ventajas y desventajas
La máquina de moldeo por extrusión con placa indexadora es más compleja que la máquina de moldeo por extrusión con placa giratoria y requiere un molde más complejo. Esta complejidad incrementa aún más el costo y el tiempo de fabricación del molde, pero permite la producción de piezas de plástico más complejas.
Moldeo multi-inyección con interruptor central
El proceso MSM de palanca central es el más sencillo porque no es necesario mover el núcleo ni la cavidad del molde. En cambio, cambiar la geometría de la cavidad del molde moviendo el deslizador es más fácil.
Descripción del proceso
(1) inyectar el material A en la cavidad de manera que el deslizador esté en la posición totalmente extendida (el extremo derecho en este ejemplo, Figura (a)).
(2) Retraer el deslizador para revelar una nueva porción de la cavidad (lado izquierdo en este ejemplo, Figura (b)).
(3) El material B se inyecta en la cavidad reconfigurada a través de una compuerta separada (no se muestra) y el espacio restante se llena moviendo el deslizador (Fig. (c)).
(4) La pieza de plástico (Fig. (d)) se endurece y se expulsa del molde.
(5) Circulado secuencialmente del (1) al (4).
Ventajas y desventajas
Agregar un deslizador al molde incrementa el costo de la herramienta, pero aún así puede ser mucho más económico que rotar el plato o indexar el molde. Desafortunadamente, no permite producir piezas de plástico complejas.
Descripción general del sobremoldeo
El sobremoldeo es una variante del moldeo. Este proceso consiste en añadir formas y capas estructurales a componentes existentes mediante la inyección de resina líquida. El material inicial (a veces denominado sustrato) queda parcial o totalmente cubierto por el material posterior (material de sobremoldeo) durante el proceso de fabricación.
Entre ellos, el sustrato puede ser cualquiera. Por ejemplo: piezas metálicas mecanizadas, piezas de plástico moldeadas e incluso productos ya existentes como insertos roscados, tornillos o conectores eléctricos.
En cierto modo, el sobremoldeo incluye el moldeo por inserción y el moldeo por inyección en dos etapas.
Aplicación de sobremoldeo
El sobremoldeo puede consistir en la combinación de dos materiales cualesquiera. Sin embargo, deben tenerse en cuenta los problemas de compatibilidad entre ambos materiales.
Plástico plástico: una combinación de plásticos de diferentes materiales y colores. De hecho, es algo parecido al moldeo por inyección de dos componentes.
Plástico-caucho: una combinación de plástico rígido y caucho blando/TPE. Generalmente, se le proporciona una superficie de agarre suave para las piezas de plástico rígido. Los metales y el caucho también pueden ofrecer esta misma característica.
Metal-Plástico: Reduce el procesamiento posterior gracias al moldeo en un solo paso. Elimina el tiempo de ensamblaje.
Moldeo en 2 pasos
Una parte de un material se moldea mediante inyección en una máquina de moldeo por inyección, luego se coloca como inserto en otro molde y se inyecta un segundo material.
De hecho, el moldeo en dos etapas y el moldeo por inyección de dos componentes son similares. La diferencia radica en que el moldeo en dos etapas no requiere una máquina de moldeo por inyección específica; se puede realizar con moldeo por inyección estándar. Sin embargo, se necesitan dos juegos de moldes diferentes.
En comparación con el moldeo por inyección de dos componentes, las piezas de plástico presentan una alta tasa de defectos y el costo del molde es elevado. Sin embargo, el moldeo en dos etapas ofrece una gran flexibilidad. Un mismo molde de sustrato puede combinarse con diversos materiales de revestimiento para obtener diferentes tipos de productos.
Moldeo por inserción
El moldeo por inserción consiste en introducir un inserto en un molde de inyección y moldear la pieza resultante. El inserto suele ser una pieza metálica. Este proceso puede mejorar las propiedades mecánicas de las piezas de plástico, evitando la necesidad de montajes secundarios y reduciendo costes.
Aplicación de moldeo por inserción
Una aplicación típica del moldeo por inserción es la incorporación de uno o más insertos metálicos roscados en una pieza de plástico. Por ejemplo, las roscas de las piezas de plástico pueden desgastarse con el uso repetido, lo que puede provocar fallos en el componente. Los insertos metálicos ayudan a mejorar el rendimiento del plástico y garantizan una fijación fiable al reutilizar las piezas.
Esta combinación de plástico y metal permite al diseñador aprovechar el peso del plástico y la resistencia del metal. El moldeo por inserción también se puede utilizar para encapsular componentes electrónicos y mejorar su rendimiento. Haga clic aquí para obtener más información sobre LPM.
Moldeo por inyección multicomponente
También conocido como moldeo por coinyección. También conocido como moldeo por coinyección. El moldeo por inyección multicomponente describe la inyección simultánea de múltiples materiales viscosos. En lugar de utilizar un material como una capa adicional con respecto a otro material.
Aplicación de coinyección
Esta avanzada tecnología de moldeo existe desde hace décadas. Sus primeros éxitos se dieron en aplicaciones profesionales como envases de kétchup, botellas de cerveza para estadios y viales médicos. Con la modernización de los procesos de fabricación, su rendimiento ha mejorado.
Ventajas y desventajas
1. Reduzca los costos utilizando materiales de relleno más baratos como núcleo invisible del producto.
2. Modificar la densidad y la elasticidad del producto para que flote en el agua o absorba los impactos.
A pesar de estas ventajas, la coinyección requiere máquinas más caras y difíciles de mantener que las máquinas de inyección simple estándar. El proceso de coinyección también presenta dificultades para manejar geometrías complejas.
El final del artículo
El moldeo por inyección multimaterial ofrece más opciones de moldeo. Si desea mejorar el aspecto de la pieza de plástico, por ejemplo, mediante capas, puede considerar el moldeo por inyección multicomponente. Si busca aligerar su producto, ¿qué tal el moldeo por coinyección? Si desea que las piezas de plástico tengan mejores propiedades mecánicas, considere el moldeo por inserción. Dé rienda suelta a su creatividad. ¿No ha encontrado una mejor solución? Quizás pueda confiar en nosotros. Contáctenos.