El proceso de formación y fabricación del plástico: Las 7 mejores técnicas
Los objetos de plástico se encuentran, por supuesto, en todas partes en nuestra vida cotidiana, pero mucha gente no sabe que hay diferentes maneras de formarlo para uso comercial o industrial. Aquí están los siete métodos más comunes, y lo que necesita saber para decidir cuál es el mejor para su próximo proyecto.
Moldeo por inyección de plástico
El moldeo por inyección de plástico representa alrededor del 80% de los artículos de plástico duradero que encontramos cada día. El moldeo por inyección utiliza un molde o matriz hecho de aluminio o acero. El molde consiste en un lado del núcleo y un lado de la cavidad que se coloca en una máquina de moldeo por inyección de plástico. Esta máquina calienta los gránulos de resina de plástico en bruto hasta que están fundidos, los inyecta en la cavidad vacía del molde bajo una gran presión y, a continuación, se abre para expulsar la pieza acabada.
Moldeo por soplado realizado con una máquina de moldeo de gran capacidad de Semco Plastic Co.
La ventaja del PIM es que se pueden fabricar millones de piezas idénticas rápidamente, con un excelente acabado superficial y a bajo coste. Sin embargo, los moldes pueden ser caros y complejos, dependiendo de la geometría de la pieza. Se requiere un cuidadoso diseño de ingeniería del molde para evitar defectos y optimizar la calidad de la pieza y la velocidad de procesamiento.
Moldeo rotacional
El moldeo rotacional también utiliza una herramienta de molde de núcleo y cavidad, pero el proceso de fabricación es bastante diferente.
Se vierte polvo plástico en la cavidad del molde y éste se coloca en un horno. Mientras se calienta, el molde gira lentamente sobre dos ejes. Se utiliza la gravedad para pegar el plástico a las paredes de la herramienta y conseguir el grosor correcto.
El moldeo rotacional es mejor para recipientes grandes con paredes gruesas.
A continuación, se saca el molde del horno y se enfría lentamente para evitar que se deforme. El enfriamiento completo puede durar varios minutos, tras lo cual se abre la herramienta y se retira la pieza para el siguiente ciclo.
El moldeo rotacional es ideal para hacer formas grandes, huecas o cóncavas, a menudo para uso en exteriores como canoas y bañeras. Las piezas acabadas no tienen tensiones ni costuras, por lo que son resistentes, y las herramientas son relativamente sencillas y baratas de fabricar.La desventaja es que las herramientas no duran más de unos pocos miles de ciclos antes de tener que ser sustituidas, y la calidad del acabado de las piezas es media en el mejor de los casos, por lo que no es adecuado para el moldeo de precisión.
Moldeo por extrusión-soplado
Esta es la forma más común de fabricar envases baratos de paredes finas, como vasos o botellas desechables. Es rápido y las herramientas son fáciles de fabricar, pero las piezas no pueden ser muy complejas ni estar hechas con gran precisión.
El moldeo por extrusión se utiliza para las botellas de plástico.
El plástico fundido en forma de una gran gota, llamada parisonte, se coloca en un molde bivalvo de dos piezas. Después de cerrar el molde, el parisón se infla como un globo hasta llenar la cavidad vacía. Como las paredes del molde se enfrían con agua, el plástico se solidifica rápidamente y la botella puede ser expulsada.
Moldeo por inyección y soplado
Durante el moldeo por inyección y soplado, se utiliza la presión del gas para forzar la resina fundida en la cavidad del molde. El proceso es fácilmente controlable y repetible, y se utiliza habitualmente para las botellas de plástico transparentes para beber. Se consigue una excelente calidad de la superficie, pero no es ideal para paredes finas.
Botellas de agua de PET
El PET (tereftalato de polietileno) o el PEEK (poliéter-éter-cetona) son las opciones típicas de resina para las botellas de bebida, debido a su claridad y durabilidad, y porque están clasificadas como seguras para los consumibles. También son fáciles de reciclar.
El Moldeo por Inyección de Reacción (RIM)
El RIM se utiliza más a menudo en la industria del automóvil porque produce piezas ligeras que tienen una piel rígida. Esta piel se puede pintar fácilmente para fabricar paneles de carrocería, salpicaderos y otras piezas de automóvil. Sin embargo, los plásticos termoformados no funcionan en este proceso. En su lugar, este proceso requiere plástico termoestable.
Para esta puerta de avión ligera se utilizó el moldeo rotacional. Cortesía de RIM Mfg. LLC.
Los plásticos termoestables sufren una reacción química irreversible dentro del molde. Esto suele hacer que se expandan como una espuma, llenando la cavidad del molde. Cuando la reacción química finaliza, el plástico adquiere su forma definitiva.
Los costes de las herramientas para los prototipos son relativamente bajos, mientras que las de producción son moderadamente caras. El principal coste está en el material, teniendo en cuenta que la pieza resultante siempre debe recibir un acabado, normalmente con un gel coat a base de uretano o mediante pintura, por lo que el proceso es más intensivo en mano de obra, lo que aumenta el precio de la pieza.
Fundición al vacío
La fundición al vacío es una gran opción para hacer un pequeño número de prototipos rápidos de alta calidad sin una gran inversión en herramientas o material.
En Star Rapid se utilizó la fundición al vacío de poliuretano para fabricar esta maleta.
Un modelo maestro de cualquier sólido rígido (a menudo se trata de un patrón maestro impreso en 3D) se coloca en una caja sellada que luego se rellena con un uretano o silicona flexible. Cuando se retira el patrón, se forma una cavidad dentro del molde que ahora puede llenarse con resina plástica para formar una copia del original. Se utiliza la presión del vacío para sacar el aire del molde de modo que se llene completamente sin burbujas de aire.
En este proceso, la calidad del acabado de la superficie y el detalle son excelentes y las resinas vertibles pueden imitar muchos grados de ingeniería del plástico. Pero los moldes no son duraderos y se degradan después de unas 20 copias.
Termoformado
Es un tipo de conformación al vacío, en el que una lámina de plástico de calibre fino o grueso se coloca sobre una matriz, se calienta a una temperatura que permite que el material se vuelva flexible, y luego se estira sobre la superficie de la matriz mientras la presión del vacío tira de la lámina hacia abajo y hacia su forma final.
El termoformado es útil para el envasado tipo clamshell
Este proceso también puede realizarse con troqueles sencillos y un equipo muy básico. Se suele emplear con muestras y prototipos de piezas de paredes finas y cuerpo hueco. En la industria, se utiliza para vasos de plástico, tapas, cajas y envases de plástico tipo clamshell, así como para piezas de carrocería de automóviles en material de calibre más grueso. Sólo los plásticos de termoformado son adecuados para este proceso.
Moldeo por compresión
La materia prima se precalienta y se coloca dentro de la cavidad abierta de una matriz. Se utiliza una tapa o tapón para cerrar la matriz y aplicar calor y presión, haciendo que el plástico se cure. Este proceso es ideal para interruptores de goma para teclados, juntas, juntas tóricas y otras piezas blandas y flexibles de paredes finas.
Las juntas tóricas de goma de silicona hechas con moldeo por compresión
Es relativamente barato y desperdicia poco material, aunque controlar la consistencia de la pieza acabada puede ser difícil y hay que tener mucho cuidado en la preparación del diseño del molde inicial.
Conclusión
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