El documento describe el proceso de inyección de plásticos. El proceso consiste en introducir un material plástico fundido a alta presión en un molde para darle forma. Luego, el plástico se enfría y solidifica en el molde antes de ser extraído. El documento también explica procesos avanzados de inyección, parámetros del proceso, el ciclo de inyección, y cómo el flujo del plástico afecta la microestructura y orientación de las fibras de la pieza final.

1. Tecnología de materiales
Fco. Javier González Madariaga
Alberto Rosa Sierra
Tecnología de
transformación
de los
materiales
plásticos
inyeccióninyección

2. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
3
El proceso de inyección consiste en introducir en un molde bajo
elevada presión un material plástico en estado fundido. En dicho
molde que le dará la forma, se enfriará y posteriormente se extraerá la
pieza conformada.
El proceso de inyección

4. Procesos avanzados
Micro-inyección
Inyección de piezas de grandes dimensiones
RIM
Inyección asistida por gas / agua
Micro-espumación
Inyección multicomponente
a) Inyección doble (bi-inyección)
b) Core-back (Núcleo-piel)
c) Plato rotatorio
d) Rotación horizontal
e) Transferencias
d) Sandwich
e) Inyección de espumas flexibles (Soft foam injection tech)
Decoración, acabados
a) Decoración en molde (IMD)
b) Etiquetaje en molde (IML)
c) Insertos (IM)
Biopolímeros
Colouring

6. Inyección bi-componente (BI)

7. Core-back

8. Plato rotatorio

10. Rotación horizontal

11. Plato de transferencias

12. Transferencia de piezas

13. Transferencia de piezas

14. Proceso sandwich

15. Soft foam injection tech (S-Fit)

17. In mould labelling (IML)

19. In mould decoration (IMD)

22. Insert moulding (IM)

26. Biopolímeros

30. Bioplásticos + algodón + bambú

31. Colouring

32. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
4
Microinyección
[www.sms-k.com]

34. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
5
Inyección de piezas de grandes dimensiones
[www.dpg.com]

36. Inyección soplo

41. Parámetros
de
inyección
Reología
Curvas pvT
Cristalinidad
Molde
Máquina de
inyección
Tamaño
Espesor
Longitud
Complejidad
Relación
proceso
estructura
propiedades
ProcesoHerramientas
Geometría Material
El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
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. Tamaño
. Longitud
. Espesor
. Complejidad
. Parámetros de
inyección
GEOMETRÍA
. Molde
. Máquina de inyección
(inyectora)
PROCESO
. Reología
. Curvas pvT
. Cristalinidad
MATERIAL
HERRAMIENTAS
Relación
proceso -
estructura -
propiedades

42. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
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Plano de partición
Sistema de
atemperación
Sistema de
alimentación
Cavidad
Sistema de
expulsión
Punto de
inyección o
entrada
El molde

43. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
9
a) Cierre del molde
b) Inyección y
c) Mantenimiento
d) Plastificación y
e) Refrigeración
f) Apertura del
molde y expulsión
de la pieza
# Calentar
# Homogeneizar
# Contrapresión
# Husillo
# Punto de
inyección
El ciclo de inyección
A) Cierre del molde
B) Inyección
C) Mantenimiento
D) Plastificación
E) Refrigeración
F) Apertura del
molde y expulsión

44. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
11
e) Refrigeración
b) Inyección
c) Mantenimiento
d) Plastificación
f) Apertura y
expulsión
InicioFinal
a) Cierre
Tiempo
El tiempo de refrigeración es el que ocupa la mayor parte del ciclo de inyección
El ciclo de inyección

45. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
12
Refrigeración
Llenado
Mantenimiento
delapresión
Solidificación
delaentrada
Expulsión
Presiónenlacavidad(MPa)
Tiempo (s)
0 5 15 33 35
50
25
0
Cierredelmoldeyllenadodelacolada
Tiempo de molde cerrado
Tiempo de ciclo
El ciclo de inyección
Evolución de la presión durante el ciclo de inyección

46. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
13
Temperatura(°C)
Tiempo (s)
0 5 15 33 35
200
100
0
Cierredelmoldeyllenadodelacolada
Llenado
Mantenimiento
delapresión
Refrigeración
Solidificación
delaentrada
Expulsión
Interior de la
cavidad
Entrada
El ciclo de inyección
Evolución de la temperatura durante el ciclo de inyección

47. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
17
Capa solidificada
Pared molde
Pared molde
Estirado y
orientado
del material
El flujo que existe durante el
moldeo por inyección es
complicado porque el plástico
se enfría y solidifica durante el
proceso de llenado. El perfil
de llenado no es una típica
parábola porque el polímero
cercano de la pared fría del
molde solidifica formando una
piel entre el molde y el
núcleo.
P
Frente de
avance del
fluido
El ciclo de inyección
Flujo fuente

48. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
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Otro aspecto a considerar es el efecto de la superficie de enfriamiento
sobre la microestructura. La capa cercana a la pared del molde se enfría
rápidamente (capa fría) lo que inducirá características amorfas, mientras
que el núcleo, que se enfría mucho más lentamente dará lugar a una
mayor cristalinidad. Este enfriamiento anisotrópico puede presentar un
problema cuando se desean propiedades isotrópicas.
Estructura piel-núcleo
Flujo en el núcleo
Piel fría
Entrada
[Tesis doctoral de Hans Ziudema. Univ. Tech. Eindhoven. 2000]
El ciclo de inyección
Capa Fría y estructura Piel-Núcleo

49. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
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El gran impacto del flujo fuente en la
inyección está en la forma en que se
induce la orientación de las fibras en
la pared.
Hay dos consideraciones básicas para
la orientación inducida por el flujo:
El flujo de cizalla que alinea las fibras
en dirección del flujo.
El flujo estira y alinea las fibra en
dirección del estiramiento
[http://islnotes.cps.msu.edu/trp/inj]
El ciclo de inyección
Efecto del flujo sobre la orientación de las fibras

50. El ciclo de inyección www.upc.edu/ccp
20
= F
S
Tensión de cizalla
v
y v
y
=
. Velocidad de
deformación
= .Viscosidad
Newtoniano
Pseudoplástico
El ciclo de inyección
Influencia de la viscosidad

51. Fin