Procesos de conformado de los plasticos

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Capítulo 3 MODELADO DE PLÁSTICOS
 Analizar los procesos de transformación y conformado aplicados a los
materiales plásticos
 Analizar los procesos aplicados a los plásticos, identificando las variables, las
máquinas y las herramientas utilizadas, reconociendo los factores que influyen
en su operación exitosa.
3.1. Materiales plásticos
3.2.3. .FUNDAMENTOS
Los materiales plásticos corresponden a materiales naturales y artificiales estudiados en la
química orgánica, que se fundamenta en la naturaleza química del carbono y la capacidad
que tiene de formar diversos tipos de moléculas en combinación con el hidrogeno y otros
elementos químicos.
Los materiales plásticos, reciben este nombre debida a la capacidad que tiene de fluir
(deformarse) cuando son sometidos a cierta presión y temperatura, permitiendo moldearlo a
voluntad en moldes o herramientas adecuadas.
El primer material plástico fue descubierto el año 1864, por un norteamericano al intentar
descubrir un material idóneo para sustituir el marfil de las bolas de billar. El resultado
obtenido era un material muy duro que se podía moldear y al mismo tiempo se le podía
añadir colorante.
Este material fue patentado con el nombre de celuloide y se empezó a utilizar en la
fabricación de juguetes, joyería, películas de fotografía y cine, su alta inflamabilidad limito
su uso, investigaciones posteriores dieron como resultado en el año 1909 la aparición del
acetato de celulosa con propiedades semejantes a la anterior pero no tan inflamable. Se
utilizó para la fabricación de películas de fotografía. Hoy en día una de las aplicaciones más
características es en la fabricación de pelotas de ping-pong.
En el año 1897, los físicos alemanes descubrieron que añadiéndole formol a la caseína esta
se endurecía, pudiéndose moldear fácilmente, lo que dio lugar a la aparición de un plástico
barato, que se empleó en la fabricación de botones y aislantes térmicos. En la actualidad se
emplea para fabricar mangos de cubiertos, reglas de medición, botones, peines.
En el año 1909, se descubrió que se podía controlar una reacción entre el fenol y el formol
para producir una resina en forma de polvo, que después podía moldearse cuando se le
aplicaba calor y presión. Este fue el primer plástico sintético, denominado genéricamente
como baquelita. (En honor a Backeland), plástico termoestable o irreversible, que se
emplea en la fabricación de plumas y bolígrafos de calidad y en artículos eléctricos.

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3.1.1. ELEMENTOS QUE CONFORMAN LOS PLASTICOS
Los plásticos se basan en resinas sintéticas orgánicas con el carbono como elemento
central, en enlace con el hidrogeno, y otros elementos químicos como el oxígeno, el cloro,
el nitrógeno, el flúor y el azufre La tabla 3.1 muestra las valencias o enlaces compartidos
por esto elementos que conforman la mayoría de los polímetros.
TABLA 3.1 ELEMENTOS EN LOS POLIMEROS Y SUS VALENCIAS
ELEMENTO
QUIMICO
SIMBOLO
QUIMICO
ENLACES
COMPARTIDOS
Hidrogeno H 1
Fluor F 1
Cloro CL 1
Oxigeno O 2
Azufre S 2
Nitrógeno N 3
Carbono C 4
3.1.2. PROPIEDADES DE LOS PLASTICOS.
Las propiedades de los materiales plásticos dependen de:
 Los elementos químicos que lo forman
 La forma como están ordenados los átomos formando moléculas
 La forma como están arregladas las moléculas
La aceptación creciente de los plásticos en aplicaciones que permiten reemplazar a los
metales, maderas y otros materiales se debe a que tienen ciertas propiedades destacables.
3.1.3. PROPIEDADES GENERALES
 Baja densidad y peso específico (entre 1,00 a 1,4 relativo al agua)
 Resistentes a la corrosión, al ataque químico
 Buenos aisladores eléctricos.
 Alta relación resistencia / peso
 Buena presentación después de moldeado, extruido, laminado o conformado
 Variedad de colores a elección antes de procesarlo y transformarlo en piezas
definitivas.
 Bajo costo de fabricación de piezas, con diseños variados (para grandes lotes)
 Eliminación de muchas operaciones finales (terminaciones)
 Bajo costo de adquisición y procesamiento y fácil conformado

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3.1.4. PROPIEDADES ESPECÍFICAS (para algún tipo específico)
 Transparentes como el vidrio (plexiglás, lucita)
 Aislantes de la electricidad ( exceptuando algunos que son buenos conductores
como los acetales)
 Bajo coeficiente de roce (teflón)
 Antiadherente (teflón)
 Resistentes al ataque químico y a la corrosión (la mayoría)
 Y otras muchas propiedades especificas según el tipo de material plástico
La aceptación de los plásticos es creciente a pesar de las desventajas o limitaciones que
presentan, entre las que se pueden destacar las siguientes:
3.1.5. DESVENTAJAS O LIMITACIONES
 Poca rigidez
 Baja resistencia mecánica (0,7 a 14 kp/mm2
, casos excepcionales 60 kp/mm2
)
 Baja temperaturas de usos (desde los 65ºC hasta los 315ºC),
 Los plásticos técnicos de uso en ingeniería tienen mejores propiedades mecánicas, y
capacidad para resistir mayores temperaturas (algunos hasta 350ºC), pero son de
más alto costo, se usan estos últimos como fibras con resistencias incluso superiores
a las de algunos aceros.
 Propiedades mecánica inferiores a la mayoría de los metales
3.1.6. CLASIFICACION GENERAL SEGÚN PROCESOS
 Termo plásticos
◦ Sufre transformación física
◦ Con cambio de estado
◦ Se puede reciclar
 Termo estables
◦ Sufren un proceso de curado
◦ Con cambio químico permanente
◦ No se puede reciclar

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3.1.7. EVOLUCION HISTORICA DE LOS PLASTICOS DE USO COMERCIAL

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3.1.8. IMPORTACIA DEL CONFORMADO DE LOS PLASTICOS
 Variedad de procesos de conformado
 Facilidad de conformado
 Variedad de formas ilimitadas
 Productos terminados
 Proceso de forma neta
 Se requiere menos energía
 Se requiere menos manejo de materiales
 No requiere operaciones de terminaciones
3.1.9. Visco elasticidad de los polímeros
Se define como la capacidad del plástico de expandirse o dilatarse cuando es
forzado a pasar por un dado mediante presión y estando en estado pastoso.
Figura 3.1 manifestación de la visco elasticidad de un polímero
 Depende del tiempo que el polímero fundido permanece en el canal del dado
La Relación de dilatación
r i = D x / D o

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3.3. Extrusión y pultrusión de termoplásticos y elastómeros.
3.3.3. Proceso de extrusión
Proceso de compresión, mediante el cual se fuerza a fluir el material plástico fundido por
un orificio de sección definida generando producto de largo indefinido
Mediante este proceso Se obtienen:
 Tubos
 Ductos
 Mangueras
 Perfiles estructurales
 Laminas,
 Filamentos e hilos continuos
 Mangas plásticas
 Recubrimientos de alambres y cables eléctricos
3.3.4. Descripción del Proceso de extrusión
Figura 3.2 Componentes de una maquina extrusora
 La alimentación es en forma de pelets o granzas a través de la tolva
 El plástico en forma de pelets es obligado a avanzar en el cilindro desde la
entrada de material hasta el dado extrusor

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 En dicho trayecto por el interior de la camisa el material plástico se calienta
por la transferencia de calor que proporcionan los calefactores y por el roce
interno que tiene el material plástico con la camisa y el tornillo extruidor
 El tornillo extruidor está dotado de un movimiento giratorio producido por un
sistema motriz compuesto por un motor eléctrico, una caja reductora y un
subsistema de transmisión normalmente mediante cadena.
 En el extremo derecho de la camisa se acopla una placa rompedora que
cumple la función de eliminar las probables oclusiones de aire y además de
filtrar el plástico que en ese punto tiene consistencia viscosa,
 El cabezal porta dado que va unido a la camisa mediante unión atornillada
es reemplazable tiene por función portar a los diferentes dados extruidores
según la forma del perfil que se está produciendo.
 El tornillo extruidor en su manto exterior es cilíndrico y en su manto interior
es cónico de diámetro interior menor a mayor.
Esta conicidad interior del tornillo permite aumentar la presión del plástico
en el interior esta conicidad genera la conocida relación de compresión del
husillo y expresa es la proporción de cuantas veces cabe la altura del último
filete en la altura del primer filete, además indica en qué medida se
comprime el material.
La relación de compresión, se encuentra en el rango de 2:1 a 4:1 para los
termoplásticos más comerciales.
 Un husillo con una relación de compresión baja, es adecuado para
polímeros que plastifican fácilmente, en contraparte, se recomiendan
husillos con relaciones de compresión alta para materiales difíciles de
plastificar.
 El sistema de extrusión tiene tres zonas denominada de alimentación, de
compresión y dosificadora
 En la zona de compresión se ubica el sistema de calefacción compuesto por
tres o cuatro calefactores (de resistencia eléctrica) con temperaturas de
calefacción que van en incremento, hasta la última que genera la
temperatura de plastificación del plástico. (regulables según requerimiento
del tipo de plástico que se procesa
 El husillo gira aproximadamente a 60 R.P.M. y tiene una relación longitud
 diámetro (Relación l/d) entre 10 a 30
 Los diámetro de los husillos están comprendidos entre 25 a 150 mm
normalmente según la capacidad de extrusión de la maquina extrusora
 La capacidad de extrusión se expresa en kg/hora una extrusora de tamaño
medio es capaz de extruir 180 kg/hora

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3.3.4.1. Tornillo de extrusión
El husillo o tornillo de extrusión junto con su cilindro o camisa son las piezas que
más contacto tiene con el plástico y sus aditivos y que están sometidos al mayor
desgaste abrasivo, por ello deben de estar construido con las aleaciones
metálicas adecuadas, para que proporcione mayor durabilidad y disponibilidad de
la maquina extrusora, considerando que por razones de costo de energía, esta
máquina debería trabajar en forma continua las 24 horas del día.
El grado de desgaste de estos componentes depende de ciertos factores tales
como:
 La abrasión y corrosión que generan las fibras, aditivos, agentes
reforzantes y pigmentos del plástico
 La corrosión que origina la degradación de algunos polímeros.
 La mala alineación del husillo con su camisa
 El mal diseño del husillo.
 La velocidad del Husillo.
 La compatibilidad de materiales de construcción del husillo y camisa
También aparece como causas del desgaste el reflujo del material plástico debido
a la necesaria holgura o gap que existe entre el diámetro exterior del tornillo y el
diámetro interior de la camisa y a la presión que levanta el sistema.
Desde el punto de vista del mantenimiento, este desgate que normalmente se
localiza en la cresta del tornillo y en el diámetro interior del cilindro, es propio de
esta unidad y avanza progresivamente con el uso de la máquina. , además al ir
aumentando la holgura o gap, aumenta significativamente el reflujo o retorno de
material y consecuentemente disminuye el rendimiento de la máquina y su
capacidad de extrusión.
Figura 3.3 Detalle del tornillo y camisa incluido el gap

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Lo anterior tiene como consecuencia la confusión en los gestionadores de estos
equipos, ello porque la extrusora continuara funcionando incluso con
rendimientos tan bajos como 10 % de su capacidad nominal. , lo que desde el
punto de vista del mantenimiento ello significa que la maquina esta con falla, pues
no solo se trata de que el equipo funcione, sino que debe hacerlo con
rendimientos adecuados
Figura 3.4 Camisa y tornillo de extrusoras
Figura 3.5 tipos de tornillos de extrusoras

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Materiales de Construcción del Husillo
Existen varios materiales para construir los husillos como son aceros nitrurados o
bimetálicos. Para su manufactura se toma en cuenta el material base, los filetes y
el recubrimiento.
Descripción de Materiales para Bases del Husillo
Acero aleado al cromo.
Es una aleación de acero con contenido medio de carbono, con muy buena
resistencia en el límite de fluencia con dureza Rockwell de 28-32 HR C cuando se
utiliza esta base, se recomienda usar en el filete una aleación en base níquel con
dureza de 48-52 HRc y un recubrimiento de cromo plateado (cromado duro).
Aleación Nitrurada.
El material de nitruro, EIS tratado térmicamente para que desarrolle alta
resistencia en el centro, origina altas durezas de 66 - 69 HRc. Al usar esta base,
se puede aplicar en los filetes una aleación que consiste de una mezcla de
partículas de carburo de tungsteno, uno de los materiales conocidos de más alta
dureza, para obtener buena resistencia a la corrosión se hace una dispersión
uniforme de la aleación de Níquel. Se recomienda un recubrimiento nitrurado.
3.2.2.2. Cabezal extrusor
Figura 3.6 cabezal con bisagra (abierto)
El cabezal extrusor se une a la camisa mediante tornillos o bien mediante bisagra
atornillada en cualquier caso permite montar y desmontar con rapidez la placa
rompedora y filtro.
En el extremo derecho aloja al dado que se fija mediante el anillo de sujeción,
también de montaje y desmontaje rápido para el cambio de perfil (formato a
producir) figuras 3.6 y 3.7

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Figura 3.7 Cabezal unido mediante tornillos y tuercas
3.2.2.3. Dado extruidor
El dado extruidor es un disco de acero templado (normalmente un acero al cromo
níquel tipo SAE 3310, 3315, o 8620 cementado y templado), que en su interior
presenta la forma del perfil a producir. Estas formas pueden ser de las más
variadas, a modo de ejemplo se presentan algunas formas típicas.
Figura 3.8 Diversos perfiles de material plástico extruidos
3.2.3. Extrusión de tuberías
La extrusión de tuberías requiere de:
 un mandril para definir el diámetro interior de la manga y el espesor de la
tubería

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 un canal que alimente con aire a presión el interior de la tubería
 un calibrador con múltiples perforaciones tan pequeñas como 0,5 mm que
quedaran contenida en un sistema de succión a vacío que cumplen la
función que la pared de la tubería se adose al calibrador,
 A la salida el calibrador presenta una zona con perforaciones mayores (6 a
8 mm) donde se produce el enfriamiento de la tubería mediante un chorro
de agua.
 Finalmente se requiere de un sistema de arrastre de la tubería y un carro
para el enrollado cuando se trata de tuberías pequeñas. O un cortador
Cuando se trata de tubería de mayor tamaño y que no se pueda enrollar.
Figura 3.9 Complementos de la extrusora para producir tuberías.
Figura 3.10 ejemplo de una tubería utilizada para transporte de material

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Figura 3.11 Cabezal de extrusión con hilera para la extrusión de tuberías.
3.2.4. Extrusión protección plástica para conductores de electricidad
Figura 3.12 esquema de extrusión de protección plástica de conductor eléctrico

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Figura 3.13 esquema de extrusión de protección plástica de conductor eléctrico
La protección de los conductores de electricidad (alambres o cables ) se realiza
según los esquemas de las figuras 3.12 y 3.13 y el material plástico utilizados sule
ser PE o PVC. , este proceso se realiza en forma continua entregando el producto
final en rollos
3.2.5. Extrusión de láminas y películas por dado plano
Para la extrusión de láminas o films de poco espesor se puede incorporar a la
extrusora un cabezal de extrusión de láminas, según la figura 3.14, el largo y
espesor de la lámina queda determinando por el cabezal
Figura 3.14 Cabezal ´y dado para la extrusión de láminas y películas

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El proceso de extrusión por dado plano ofrece algunas variantes con respecto a la
extrusión de película, es el método para obtener lámina para aplicaciones como
termo-formado (blister pack, skin pack (empaque al vacío), artículos desechables)
y láminas de varios espesores para diversos uso
Algunas características del proceso son: alta productividad, mejor enfriamiento y
buen control de las dimensiones y propiedades del producto obtenido.
Las partes más importantes en la extrusión por dado plano son:
 Dado o cabezal
 Rodillo de enfriamiento
 Sistema de Tiro
 Unidad de embobinado
Figura 3.15 Componentes para producción de láminas mediante cabezal extrusor

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3.2.5.1. Dado o Cabezal
En una línea de extrusión de película plana, el dado es la pieza esencial del
sistema, ya que otorga la forma que el polímero tendrá en su aplicación final.
Para una correcta uniformidad en el espesor de la película a la salida del dado, el
factor fundamental es el diseño y la distribución correcta de las temperaturas a lo
largo del mismo, así como el ajusta de los labios por donde el plástico fluirá y
tomará su forma final.
Debe considerarse que el ancho máximo de los labios del dado, debido al efecto
de "formación de cuello" a la salida del dado y al recorte lateral, necesario para
uniformizar los costado de la película.
Los diseños de dados para la producción de película plana y lámina son similares,
es posible distinguir tres tipos, con base en la forma del canal de distribución del
polímero fundido a la salida del dado.
Los diseños diferentes son los encargados de transformar secuencialmente el
material fundido que avanza con un perfil cilíndrico en una lámina rectangular
plana, libre de tensiones y esfuerzos, para evitar deformaciones en el tiempo de
solidificación.
Los tipos de colectores o canales de distribución que distinguen el diseño de dado
son:
 Tipo “T" (normal y biselado)
 Tipo "Cola de Pescado”
 Tipo "Gancho para Ropa"
Figura 3.16 tipos de dados de extrusión para formar laminas

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3.2.5.2. Sistema de enfriamiento:
Al salir del dado el p material plástico toma la forma laminar y pasa por un corto
tramo donde no hay contacto, excepto con el aire ambiente hasta llegar al rodillo
en donde empieza el enfriamiento. En este punto, dos diferentes tipos de líneas
de extrusión se pueden distinguir:
 Para película (10 - 400 μm) (0.01 - 0.4 mm)
 Para lámina (0.2 - 2.5 mm)
Esta última división se puede emplear en casos prácticos pero no es una
clasificación definitiva, si se toma en cuenta que los criterios para distinguir una
lámina de una película se basan en el espesor y en la posibilidad de formar rollos
sin daños ni deformaciones permanentes, lo que es característica sólo de las
películas.
Las diferencias entre las líneas de producción de película plana y de lámina termo
formable se observan en la zona de rodillos de enfriamiento, donde el primer caso
la película tienen contacto en un solo lado al momento de unirse al rodillo
enfriador, mientras en la lámina termo formable, la resina cae entre dos rodillos
que calibran el espesor final y permanece unida al rodillo mayor para continuar
enfriándose.
El rodillo de enfriamiento requiere un efectivo sistema de intercambio de calor;
entre mejor y más rápido sea el enfriamiento, mayor será la productividad y
algunas propiedades físicas de la película, entre las que se incluye la
transparencia. Para un mejor efecto de enfriado, varios sistemas acompañan al
rodillo de enfriamiento:
 Cámaras de succión
 Cuchillas de aire
 Estabilizadores laterales
3.2.3.1. Cámara de Succión:
Auxilia para lograr un buen contacto entre la película y el tambor de enfriamiento,
al crear un área de baja presión que jala a la película hacia el tambor, además de
remover cualquier volátil que pueda adherirse al tambor y ocasione la reducción
de la capacidad de enfriamiento.
3.2.3.2. Cuchilla de Aire:
Debido a que mecánicamente sería difícil oprimir la película contra el rodillo de
enfriamiento, la cuchilla de aire realiza esta operación al lanzar una cortina de aire
a alta presión contra la película en el punto de contacto con el rodillo. Cuando se
usa el aire frío para la función, éste contribuye en parte con la remoción del calor
excedente.

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3.2.3.3. Estabilizadores Laterales:
Son boquillas de aire que reducen el encogimiento de los costados de la película.
3.2.3.4. Elementos Posteriores al Enfriamiento:
Ya estabilizado el polímero por el rodillo de enfriamiento, pasa por una serie de
etapas preparándolo para su acondicionamiento final. El camino del plástico ya
moldeado incluye rodillos libres, rodillos para eliminación de pliegues, medidor y
controlador de espesor, un sistema de tratamiento superficial para facilitar la
impresión, equipo de corte y succión de bordes.
Dependiendo de las especificaciones establecidas para el producto final y de los
equipos de corte longitudinal de las películas y de embobinado.
c) Equipos de Corte:
Dos tipos son utilizados:
El corte lateral, para tener un producto con borde uniforme y el corte central,
cuando se requiere de películas de un ancho menor al que se produce en el dado.
En los corte laterales con funciones automatizadas, se cuenta con sistemas que
conduce el recorte sobrante a equipos que reducen su tamaño hasta dejarlo
disponible para reintroducirlo al extrusor.
e) Unidades de Enrollado:
Tienen la función de producir bobinas compactas y uniformes, pero generalmente
la película es usada en otros procesos como impresión y/o envase, el producto
debe ser de fácil procesamiento y uso, esto es, no presentar bloqueo y no estar
excesivamente tenso.
Los procesos básicos de embobinado son:
 Embobinado por contacto
 Embobinado central
El embobinado por contacto, es usado para obtener rollos de película no sensible
a la tensión, mientras que el embobinado central, se usa cuando se requiere de
rollos donde se puede regular la compactación.
3.2.4. Proceso de Pultrusión
La pultrusión es un proceso productivo de conformado de materiales plásticos
termo rígidos para obtener perfiles y láminas de plástico reforzado, de forma
continua, sometiendo las materias primas a un arrastre y parado por operaciones
de impregnado, conformado, curado y corte. Este proceso se caracteriza por un
buen acabado superficial.

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Figura 3.17 descripción proceso de Pultrusión
En el proceso de producción las fibras de refuerzo son impregnadas y llevadas a
la hilera calefactora. La impregnación de todas las fibras de vidrio tiene lugar
mientras se atraviesa el baño que contiene la matriz polimérica (resina).
Las fibras de vidrio impregnadas en la resina entran en la hilera calefactora y son
estiradas. El calor da lugar a una reacción exotérmica que pone en marcha el
proceso de polimerización (endurecimiento) de la resina.
A continuación el perfil sale a la hilera de Pultrusión.
El mecanismo de arrastre son dos carros alternados para garantizar el
movimiento continuo.
El corte se realiza mediante un sistema de corte automatizado.
Etapas del Proceso
1. Desenrollado y distribución de los refuerzos de fibra de vidrio u otros materiales.
2. Impregnación de la resina plástica y control de la relación resina fibra de vidrio.
3. Preformado gradual hasta alcanzar el perfil final.
4. Conformado y curado en la matriz.
5. Postcurado.
6. Corte.
Ventajas del proceso
 Alta rigidez y resistencia.
 Bajos costos de producción.
 Producción continúa.
 Alta velocidad de producción.
 Versatilidad de formas.
 Buen acabado superficial.
 Posibilidad de obtener grandes longitudes.
 Equipo económico.
 Selección direccional de propiedades.
 Flexibilidad sin perder resistencia.

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3.2. Calandrado
El proceso se emplea para la fabricación de chapas y películas plásticas. Consiste
en pasar un polímero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillos
calentados. A medida que el polímero pasa a través de los rodillos se forma" un
producto uniforme. El último par do rodillos se ajustan para dar el espesor deseado.
El sistema de rodillos de enfriamiento da a las chapas o películas su estructura
molecular permanente.
Figura 3.17 esquema de un proceso de calandrado de láminas plásticas
La calandra o calandria es una máquina que se basa en una serie de rodillos de
presión que se utilizan para formar una hoja lisa de material.
La aplicación principal de las calandras se encuentra en el final proceso de
fabricación de papel.
El calandrado también se puede aplicar a otras materias distintas del papel, cuando
es deseable una superficie lisa y plana, como el algodón, linos, sedas y diversas
telas hechas por el hombre y los polímeros, tales como láminas de polímero como
vinilo (PVC) y ABS, y en menor medida, polietileno de alta densidad (HDPE) ,
polipropileno y poliestireno.

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Figura 3.18 proceso esquemático de calandrado
3.3. Moldeo por inyección.
EXPLICACION DEL PROCESO
El plastico se calienta a una t° próxima a su estado de fusión
Luego se hace fluir bajo presión
Hacia una cavidad elaborada en molde
Donde se enfría hasta solidificar
Luego la pieza moldeada se expulsa de la cavidad del molde:
Este procesos requiere de:
Una maquina inyectora
Un molde de inyección
Un ciclo de trabajo
Una adecuación de variables del procesos
Una justificación económica
Una selección del tipo de plástico
Rango de pesos [kg] 0,01~25
Espesor mínimo [mm] 0,3~10
Complejidad de forma alta
Tolerancias [mm] 0,05~1
Rugosidad [μm] 0,2~1,6
Rentabilidad

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3.3.3. PROCESO – MAQUINA- MOLDE
Figura 3.19 unidades de inyección y sujeción maquina inyectora
3.3.4. ETAPAS DEL PROCESO
 Cierre del molde
 Inyección del plástico
 Enfriamiento del producto
 Apertura molde y Expulsión del producto
Figura 3.20 cerrado del molde figura 3.21 etapa inyección plastico
Figura 3.22 Etapa enfriamiento pieza figura 3.23 etapa apertura y expulsión

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3.3.5. .CICLO DEL PROCESO.
 Tiempo de cierre
 Tiempo de inyección
 Tiempo de enfriamiento
 Tiempo de expulsión
Ciclo total tarda De 6 a 30 segundos
3.3.6. Características del proceso
 Produce componentes separados o de forma neta
 El ciclo completo es de 6 a 30 segundos según espesor de la pieza
 Puede moldearse una o más piezas simultáneamente
 Las formas pueden ser simples o complejas
 La masa inyectada puede ser de pocos gramos hasta 25 kg
 Es el proceso más usado para conformado de material termoplástico
3.3.7. MAQUINA DE INYECCION
.
3.3.7.1. Unidades constructivas.(FIGURA 3.19)
 Unidad de inyección
 Unidad de apertura – cierre
3.3.7.2. Sistemas del equipo
 Sistema de calefacción
 Sistema de accionamiento husillo
 Sistemas hidráulico
 Sistema eyector
 Sistema de control temperaturas
 Sistema control ciclos
3.3.8. Tipos de máquinas inyectoras
Según orientación
Inyectoras horizontales
Inyectoras verticales
Según punto de inyección
Con inyección perpendicular al plano de partición
Con inyección por el plano de partición

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Según el sistema de inyección
Inyección con tornillo extruidor
Inyección con cilindro y torpedos
Inyección combinada
Figura 3.24 Inyección combinada; tornillo extruidor y cilindro inyección
Figura 3.25 inyección con cilindro y torpedo

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Según el sistema de cierre
Con cilindro hidráulico directo
Con mecanismo de palancas acodadas y cilindro hidráulico
Figura 3.26 Sistema .cierre (1) con palancas acodadas (2) cilindro hidráulico
3.3.9. MOLDE DE INYECCION
Figura 3.27 molde de inyección de una cavidad

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Figura 3.28 Partes componentes de Porta molde estándar sin cavidades
Figura 3.29 partes componentes de un molde con 4 cavidades

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TABLA 3.1 COMPONENTES MOLDE INYECCION Y SUS FUNCIONES ( figura 3.29)
N° DENOMINACION FUNCION
1 Anillo de centrado Facilitar montaje molde en plato fijo inyectora
2 Placa superior fija Fijación molde al plato fijo y contenedor hembra
3 Bebedero Entrada de material al molde
4 Placa porta cavidades(hembra) Contiene vasos con las cavidades hembra de la
pieza
5 Columnas guías Centrado del macho con la cavidad hembra
6 Postizo cavidad hembra Junto al macho conforman la pieza a inyectar
7 Pieza inyectada Objeto que se obtiene en el molde
8 Postizo macho Junto a la hembra conforman la pieza a obtener
9 Placa porta macho Contiene y centra los postizos machos del molde
10 Casquillos guía Junto a la columna centra la parte fija con la móvil
11 Placa de apoyo Soporta los esfuerzos de flexión que genera la
presión de inyección y que tiende a abrir el molde
12 Paralelas Permite conformar la caja del sistema de expulsión
13 Placa porta expulsores Contiene los expulsores y el retenedor de
mazarota
14 Placa extractora Permite desplazar los expulsores por acción del
tope de la inyectora durante la abertura del molde
15 Placa base inferior móvil Permite fijar la parte del molde que se ubica en el
plato fijo de la maquina inyectora
16 Tornillo fijación sistema expulsor Fijación placas sistema expulsor
17 Tornillo fijación conjunto móvil Fijación subconjunto móvil del molde
18 Tornillo fijación anillo centrado Fijación anillo de centrado
19 Tornillo fijación conjunto fijo Fijación subconjunto que va al plato fijo inyectora
20 Gitio y mazarota Constituyen lo que queda en los canales de
alimentación desde la boquilla de la maquina hacia
la pieza obtenida
21 Extractores Elementos que permiten la expulsión de la pieza
que por fenómenos de contracción queda fija al
macho
22 Retenedor mazarota Elemento que permite extraer el gitio del
bebedero y expulsar la mazarota
Tope placa extractora (no aparece en el dibujo), facilita el ajuste en altura
de los botadores
Canales de refrigeración (no aparece en el dibujo), permite mantener la
temperatura adecuada del molde para los efectos
de enfriamiento de la pieza obtenida.
Caja sistema expulsor Lo conforman las paralelas y es el espacio donde se
mueve el sistema de extracción de la pieza.

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Figura 3.30 Esquema de molde abierto y cerrado
3.3.9.1. TIPOS DE MOLDES
 Molde de dos placas (visto hasta ahora)
 Molde de tres placas
 Molde de canales fríos (visto hasta ahora)
 Molde de canales calientes
 Molde con correderas
 Molde de mordazas
 Molde para piezas roscadas
 Molde con placa extractora
 Moldes especiales
Molde de tres placas y molde de canales calientes
En este esquema de molde de tres placas. (Figura 3.31), faltan los casquillos y columnas
guías, que sostendrán la placa intermedia cuando el molde se abre y guía las placas
cuando el molde se cierra
Los moldes de canales calientes (figura 3.32), presentan una placa adicional que va
calefaccionada para mantener el plástico en estado viscoso, de este modo en cada
cavidad se realiza un punto de inyección directa a la cavidad del molde. Este punto de
inyección es un agujero de pequeño diámetro y forma, de moda tal que no aparezca en la
pieza como un defecto.

29
3.31 Molde de tras placas inyección superior cerrado - abierto
Figura 3.32 Molde de canales calientes

30
3.3.10.Contracción de la pieza inyectadas
Durante el enfriamiento la pieza se contrae en el molde
El porcentaje de contracción depende del tipo de plástico
Los valores de contracción son conocidos, aparecen en las fichas técnicos de cada
plástico y fluctúan desde 0,5 a 3 %
Las dimensiones del molde se deben calcular considerando la contracción
El porcentaje de contracción no depende solo del polímero, depende también de:
 Presión de inyección
 Tiempo de inyección y de sobre presión
 Temperatura de inyección
 Temperatura del molde
 Espesor de la pieza
3.3.11.DEFECTOS EN LAS PIEZAS INYECTADAS
El procesado de los termoplásticos se encuentra cada día con una gran variedad
de dificultades de diferente naturaleza. Las piezas moldeadas por inyección se
encuentran repetidamente con estos problemas debido principalmente a errores de
proceso, lo cual hace que no se cumplan las especificaciones deseadas y se
rechace la pieza inyectada, con las consiguientes pérdidas económicas. Es
importante, por tanto, conocer cada uno de los problemas y la causa que los
provoca.
Análisis del error.
Todos los defectos de las piezas inyectadas dependen de una causa, que en
algunas ocasiones no puede ser directamente reconocida o clasificada. Se puede
evitar la repetición de un defecto sólo después de haber diagnosticado y corregido
su origen. Por tanto, es de vital importancia la integración del análisis sistemático
de los errores y fallos en la producción.
Primero, debe ser reconocido el error. Esto no es problema en el caso de defectos
superficiales pero, sin embargo, a veces, varios defectos implican cambios
estructurales que no pueden ser detectados simplemente con una inspección
visual.
Por esta razón deben introducirse pruebas especiales en el proceso de producción
para determinar rápidamente si la pieza que ha salido del molde posee las
especificaciones correctas.
El principal objetivo del análisis del error es determinar el fenómeno físico
responsable del defecto en concreto. Una vez conocido el antecedente, es fácil
introducir las medidas oportunas para eliminar el defecto.

31
Defectos en los moldes.
La mayor parte de quejas debidas a defectos de piezas de inyección de plástico
puede ser atribuida a errores triviales del proceso de producción. Sin embargo, hay
que decir que los errores estructurales tanto de la pieza inyectada como del molde,
son a menudo la razón por la cual el molde no puede conseguir la calidad
requerida de la pieza incluso cambiando lo parámetros de proceso.
A continuación se presenta una lista de algunos de los defectos estructurales más
comunes, además de la descripción de los errores de proceso, para determinar si
el defecto puede ser corregido cambiando los parámetros de proceso o bien si ha
de ser modificado el molde.
Defectos más comunes.
El moldeo por inyección es un proceso complicado y puede fallar muchas cosas.
Algunos defectos comunes en las partes moldeadas por inyección son los
siguientes:
1 Rechupes y vacuolas.
2. Zona mate cerca del punto de colada.
3. Estrías (estrías quemadas, estrías de oxidación, vetas en el material).
4. Pulido no uniforme.
5. Líneas de flujo.
6. Jetting (efecto chorro).
7. Efecto Diésel (áreas quemadas por concentración de gases).
8. Delaminación en capas (pieles).
9. Efecto stick-slip (irisados circulares ó micro alas).
10. Grietas o micro grietas.
11. Grietas de tensiones.
12. Falta de llenado completo de la pieza.
13. Marcas del expulsar.
14. Deformación por la expulsión.
15. Deformación o alabeo (warpage).
16. Material frío.
17. Líneas de flujo frías.
18. Aire atrapado.
19. Manchas negras.
20. Granza sin fundir.
21. Compactación excesiva.
A continuación se explican algunos de los defectos citados anteriormente, su
manifestación en el producto final, sus posibles causas y sus correcciones Para
analizar mejor cada uno de ellos, los defectos se pueden clasificar como:
• Defectos de superficie
• Defectos de contorno exterior (forma).
• Propiedades mecánicas diferentes.

32
Rechupes (sink marks).
Los rechupes son unos defectos visuales típicos que desvirtúan el aspecto de la
pieza inyectada Si no se añade material a la cavidad del molde mientras el plástico
se contrae, y si las capas todavía no están suficientemente fuertes debido a una
falta de refrigeración, se forman hendiduras entre la pared de la cavidad y la
corteza de la pieza. Estas hendiduras son denominadas rechupes, "sink marks", o
el efecto "dog-bone"
Los rechupes también se forman incluso después de que la pieza es extraída del
molde. Cuando la pieza es extraída se forma una capa rígida exterior. Si la pieza
ha sido inyectada demasiado deprisa el núcleo todavía se encuentra en estado
líquido El calor contenido en este núcleo debe ser todavía extraído Esto crea un
estado tensional que se traduce en contracciones en la parte exterior de la pieza.
Para prevenir este defecto deben seguirse los siguientes puntos que afectan tanto
al diseño de la pieza como al diseño del propio molde evitar diferencias de espesor
de las paredes evitar acumulaciones de material tomar especial atención a la
relación grosor-diseño de los nervios (por ejemplo, radios) asegurar una adecuada
refrigeración del molde el conducto de colada debe ser situado en la pared más
gruesa el conducto de colada debe ser suficientemente grande (área) usar el
bebedero cuando sea posible.
Si el problema ocurre cuando el molde ya está construido, el efecto de los
siguientes parámetros sobre los rechupes debería ser examinado más
detenidamente.
• Reducir temperatura de fusión.
• Reducir temperatura de la pared de la cavidad.
• Aumentar velocidad de avance del tornillo.
• Aumentar presión de contención.
• Aumentar tiempo de presión de contención.
• Aumentar volumen de inyección.
• Evitar el uso de desmoldeantes en el molde siempre que sea posible.
Rebaba.
Esto ocurre cuando la fusión de polímero se mete en la superficie de separación
entre las partes del molde, también puede ocurrir alrededor de los pernos de
eyección. El defecto es causado generalmente por:
1. Venteos y claros muy grandes en el molde.
2. Presión de inyección demasiado alta comparadas con la fuerza de sujeción.
3. Temperatura de fusión demasiado alta.
4. Tamaño excesivo de la carga.
Marcas hundidas y huecos.
Estos son defectos relacionados generalmente con secciones gruesas de la pieza.
Una marca hundida ocurre cuando la superficie exterior del molde solidifica, pero

33
la contracción del material interno causa que la costra se deprima por debajo de la
superficie nominal.
Un hueco es causa por el mismo fenómeno básico, sin embargo, el material
retiene su forma y la contracción se manifiesta como un hueco interno debido al
alto esfuerzo a la tensión en el polímero aún fundido. Estos defectos pueden tener
su origen en un incremento de la presión de compactación que sigue a la
inyección. Una mejor solución es diseñar la parte para tener secciones con
espesor uniforme y usando secciones más delgadas.
Líneas de soldadura.
Las líneas de soldadura ocurren cuando la fusión del polímero fluye alrededor de
un corazón u otros detalle convexos en la cavidad del molde y se encuentran en la
dirección opuesta; los límites así formados se llaman líneas soldadas y pueden
tener propiedades mecánicas que son inferiores a las del resto de la parte. Las
temperaturas altas de fusión, las presiones altas de inyección, las localizaciones
alternas de las puertas en la pieza y una mejor ventilación son formas de evitar
este defecto.
Zona mate cerca del punto de colada
La siguiente foto muestra una pieza inyectada con este defecto. Un examen
correcto del proceso de llenado del molde y de los esfuerzos generados muestran
el origen del defecto.
El flujo laminar del plástico fundido sólo puede ser mantenido si la fricción estática
entre la superficie del fluido y la pared de la cavidad permanece constantemente
mayor que la fuerza de cizalla ejercida entre las capas del fluido.
En este caso la solución es intentar conseguir condiciones más favorables para la
creación de una capa suficientemente fuerte para resistir la fuerza de cizalla del
flujo, mediante la reducción de la velocidad inicial de inyección. Después puede
subirse la velocidad de inyección con el fin de obtener una velocidad de fusión
uniforme.
Estrías (estrías quemadas, estrías de oxidación, vetas en el material)
Las ráfagas, especialmente las debidas a quemaduras, a humedad y a aire, son
muy similares, haciendo muy difícil su clasificación, si no imposible. Si el fundido
se daña térmicamente por temperaturas demasiado altas y/o tiempos de
residencia demasiado largos, se originan productos gaseosos de descomposición,
que son visibles en la superficie, por su color parduzco o plateado.
Ráfagas.
Como ya se mencionó anteriormente, las ráfagas tienen un aspecto muy similar a
las estrías, sin embargo estas tienen diversas causas.
• La ráfaga aparece periódicamente aparece detrás de secciones estrechas
(puntos de cizalla) o cantos vivos del molde.

34
• La temperatura de la masa está cerca del límite superior del proceso.
• Disminuyendo la velocidad de avance del husillo se obtiene una reducción del
defecto.
• La reducción de la temperatura de masa actúa positivamente contra el defecto.
• Largo tiempo de permanencia en la unidad de plastificación o en la parte
delantera del husillo (debido, por ejemplo, a interrupciones en el ciclo de trabajo o
a inyecciones de poco volumen).
• Alto contenido de material recuperado o el material ha sido fundido varias veces
anteriormente.
• El molde está equipado con colada caliente.
• El molde está equipado con boquilla de válvula.
• Disminuyendo la temperatura de la masa disminuye el defecto.
Ráfagas por quemaduras. Son debidas a la degradación térmica de la masa. El
resultado puede ser una disminución de la longitud de la cadena molecular
(decoloración plateada) o un cambio de la macromolécula (decoloración
amarronada). Las posibles causas de la degradación térmica son:
• Presecado a temperatura demasiado alta o durante un tiempo demasiado largo.
• Temperatura de la masa demasiado alta.
• Cizallamiento demasiado alto en la unidad de plastificación (por ejemplo;
velocidad del husillo demasiado alta) o en el molde (por ejemplo, velocidad de
inyección excesiva).
• Tiempo de permanencia en la unidad plastificación demasiado largo.
Las ráfagas por humedad. Aparecen en la superficie de la pieza moldeada en
forma de colas de cometa. La superficie que rodea las ráfagas plateadas es, a
menudo, porosa y rugosa. Las ráfagas por humedad debidas a humedad en la
superficie del molde, aparecen como zonas largas, deslustradas y laminadas.
Signos de las ráfagas por humedad:
• El material tiene tendencia a absorber humedad (ejemplo. PA, ABS, CA, PBT.
PC, PMMA, SAN).
• Cuando al inyectar lentamente “al aire”, el fundido muestra burbujas y/o
desprende vapor, el frente de avance solidificado en un llenado parcial muestra
estructuras tipo cráter.
• Alto contenido de humedad en el material antes del proceso.
• Alta humedad en el ambiente (especialmente en combinación con moldes y
materiales fríos).
Ráfagas por aire. En la mayoría de los casos, las ráfagas de aire aparecen como
ráfagas mates, plateadas o blancas que se hallan cerca de la última zona de
llenado, nervios y variación de grosor de las paredes. Pueden aparecer ráfagas de
forma laminar partiendo de la entrada y también de las depresiones o grabados. A
continuación se explican las posibles causas y soluciones a las ráfagas por aire:
• El defecto disminuye con una menor descompresión.
• El defecto disminuye cuando el husillo avanza más lentamente.
• Se aprecian burbujas en el material inyectado.
• El frente de avance en un llenado parcial muestra estructuras tipo cráter.

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Ráfagas de color. Estas son debidas a una distribución desigual de los
componentes o a distintas orientaciones de los pigmentos en el flujo del fundido La
degradación térmica y las fuertes deformaciones pueden también dar origen a
cambios o diferencias de color.
Cuando se utilizan materiales reforzados con fibra de vidrio, pueden aparecer
superficies mates o rugosas. Los reflejos metálicos de la fibra de vidrio aparecen
sobre toda la superficie en forma de ráfagas.
Pulido no uniforme.
Si atendemos a la calidad del brillo para evaluar una pieza, podemos encontrarnos
con dos defectos:
1. Toda la pieza sea demasiado brillante, (o demasiado poco brillante).
2. Existan diferencias de brillo en la superficie de la pieza
Las diferencias de brillo aparecen a menudo por las variaciones de espesor de las
paredes en la zona visible de las piezas. El brillo de una pieza moldeada es la
apariencia de su superficie, cuando es expuesta a la luz.
Si un rayo de luz incide en la superficie, su dirección cambiará (refracción de la
luz). Mientras que una parte de la luz será reflejada por la superficie, la otra parte
reflejará dentro de la pieza o la penetrará con distintas intensidades. La impresión
de brillo será tanto mejor cuanto menor sea la rugosidad de la superficie. Para ello,
debe proyectarse un molde de paredes pulidas al máximo posible, y no un molde
de paredes texturizadas o satinadas.
Las diferencias de brillo son el resultado de los distintos comportamientos de
proyección del plástico sobre las paredes del molde, a causa de las diferentes
condiciones de enfriamiento y diferencias de contracción.
La deformación de las zonas ya enfriadas (debida, por ejemplo, a distorsión
durante el enfriamiento en el molde) puede ser otra causa de diferencias del brillo.
Líneas de flujo.
La línea de soldadura en las piezas de plástico representa, en la mayor parte de
los casos, un defecto óptico y un debilitamiento mecánico Puede aparecer una
muesca y/o cambio de color. Las muescas son particularmente visibles en piezas
negras o transparentes, de superficies lisas o muy pulidas Los cambios de color
son visibles principalmente en piezas con pigmentos de efecto metálico.
Las líneas de soldadura se originan cuando se encuentran dos o más frentes de
flujo. Los frentes de flujo redondeados de la masa quedan aplastados y unidos
cuando se tocan. Este proceso requiere el estiramiento del ya muy viscoso flujo. Si
la temperatura y la presión no son lo suficiente altas, las esquinas de los frentes de
flujo no se desarrollarán del todo, apareciendo una muesca. Además, los fluidos ya
no se mezclarán homogéneamente, produciéndose posiblemente una zona más
débil mecánicamente. Si se usan compuestos que contengan aditivos (por
ejemplo, pigmentos de color), es posible que se produzcan fuertes orientaciones
de dichos aditivos cerca de la línea de soldadura. Estas orientaciones también
pueden ser causa de cambios de color cerca de la línea de soldadura.

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Efecto “jetting” (gusanillo)
“Jetting” es la formación de un cordón de plástico fundido que entra en la cavidad
del molde desde el conducto de colada, en un movimiento incontrolado.
El cordón fundido hace un mínimo contacto con la pared de la cavidad,
extendiéndose en pliegues durante la fase de llenado que después son rodeados
por el plástico fundido que entra a continuación. Este fenómeno crea una falta de
homogeneidad, deformaciones, tensiones locales internas, etc.
La causa física del “jetting” se basa en un insuficiente flujo del polímero fundido
desarrollado en la cavidad. El flujo ideal no se consigue necesariamente durante la
fase de llenado del molde sin las medidas correctas. Esto es particularmente cierto
en puntos donde de repente el canal se ensancha. Las dificultades de mantener un
flujo correcto se agravan con los cambios bruscos del canal de fusión y con la
velocidad del plástico inyectado.
Las medidas para prevenir este fenómeno dependen de as causas específicas de
este efecto Cuando un material fundido de alta viscosidad entra en el espacio
vacío de la cavidad, la fuerza de cohesión de materia crea una gran resistencia al
extenderse. Esta fuerza cohesiva interna puede ser reducida con un incremento de
la temperatura.
También una reducción del esfuerzo de cizalladura sería de gran ayuda,
reduciendo por ejemplo, la velocidad Otra medida es diseñar la dirección de
inyección de forma que la resistencia del flujo es generada directamente detrás del
conducto de colada. La velocidad inicial de inyección de la fase de llenado debe
ser lenta hasta que la capa de material fundido ha sido formada Después se
pueden utilizar las ventajas de a alta velocidad de inyección.
Efecto “Diesel”.
Se aprecian unas manchas negras (quemaduras) en la superficie de la pieza
moldeada. A menudo las piezas no están totalmente llenas en esas zonas. El
efecto diesel es puramente un problema de ventilado o salida de aire. Puede darse
cerca de agujeros ciegos, encajes, final de recorrido, y cerca de puntos donde
convergen varios frentes de flujo. Ocurre cuando el aire no puede escapar o no se
desplaza suficientemente rápido hacia las comisuras, canales de ventilación o
expulsores Hacia el final del proceso de inyectado, el aire queda comprimido y
sube de temperatura. El resultado son temperaturas muy altas que pueden llegar a
la auto ignición del plástico y ser la causa de quemaduras en el material.
Delaminación en capas.
Otro defecto que ocurre en los moldes de inyección es cuando el polímero fundido
está sujeto a un esfuerzo de cizalladura excesivo durante la fase de llenado. Este
defecto ocurre principalmente en zonas delgadas y largas de la pieza.
La delaminación puede ser eliminada con la reducción de la diferencia de
temperatura entre molde y material reducción de los esfuerzos de cizalladura
mantener el cilindro de plastificación libre de materia extraña.

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Es importante añadir que el fenómeno de delaminación suele ocurrir después de
un cierto tiempo de utilización de la pieza. Por esta razón, una vez realizada la
pieza debe analizarse microscópicamente su estructura interna.
Efecto stick-slip (irisados circulares o micro-alas).
Este defecto superficial recuerda las ranuras de un disco. La razón física de este
son las vibraciones elásticas del plástico fundido inyectado. Esto se debe en parte
a una velocidad demasiado lenta en conjunción con las paredes de la cavidad,
relativamente frías.
Estas ranuras en la pieza inyectada también pueden ser producidas por una falta
de presión de inyección. Una baja temperatura del plástico fundido y/o la
temperatura del molde en combinación con las dos causas mencionadas
anteriormente son a menudo las responsables del efecto “Stick-Slip”
La eliminación del defecto se consigue mediante la corrección de estos parámetros
del molde y de la máquina de inyección
Grietas o microgrietas.
Si se utilizan sustancias agresivas (por ejemplo grasa, soluciones alcalinas, etc.) el
blanqueo y las roturas por tensión, aparecerán a menudo, sobre todo después de
largo tiempo de servicio de la pieza.
Grietas de tensiones.
La coloración blanca por tensión está causada por tensiones tanto internas como
externas (por ejemplo: elongación). Las áreas expuestas a la tensión se vuelven
de color blanco Las roturas por tensión suelen tener la dirección del desmolde.
Muchas veces, las roturas por tensión aparecen varios días o semanas después
de la inyección.
El color blanco y las roturas que se producen a causa de la tensión tienen lugar
cuando se sobrepasa la deformación máxima tolerada (por ejemplo, por tensión
exterior o por deformación). La deformación máxima depende del tipo de material
que se utilice, de la estructura molecular, del proceso y del clima que rodea a la
pieza.
Falta de llenado completo de la pieza.
Igual que en fundición, éste se produce en una pieza que ha solidificado antes de
llenar completamente la cavidad. El defecto puede corregidores incrementando la
temperatura o la presión. El efecto también pude originarse por el uso de una
máquina con capacidad de dosificación insuficiente, en cuyo caso se necesita una
máquina más grande.
Una pieza mal llenada puede ser consecuencia de diversas causas que deberían
ser investigadas tal y como se explica a continuación.

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• Una cantidad insuficiente de carga de material en el plastificador es la causa
típica de una pieza mal llenada.
• Este defecto también ocurre si la temperatura de fusión es demasiado baja.
• Además, una temperatura insuficiente del molde combinada con una velocidad
de inyección excesivamente lenta, precipita el enfriamiento del flujo, lo cual impide
el llenado de la cavidad.
• Esto también suele ocurrir si la presión de inyección es demasiado baja.
• La máquina de inyectar debe ser en este caso suficientemente potente.
• Unas salidas de aire del molde deficientes facilitan la formación de burbujas de
aire en los puntos más lejanos Son, por tanto, necesarias adecuadas salidas de
aire para solucionar este problema.
• Si el conducto de colada o su recorrido son demasiado estrechos, el material se
enfría antes que la cavidad sea llenada. En este caso, un ensanchamiento de
éstos elimina el problema con la reducción del nivel de presión requerido.
• La temperatura de la boquilla es otro factor. Si es demasiado baja resulta un
enfriamiento prematuro con el consiguiente llenado incompleto.
• Finalmente, si el defecto no puede ser corregido con las medidas descritas
anteriormente, debe ser verificada la válvula antirretorno.
• Aumentar el tiempo de refrigeración.
• Revisar la válvula antirretorno si es necesario.
Se puede añadir una pequeña cantidad de agente espumante para prevenir las
contracciones. El tipo y cantidad de agente dependen del tipo de plástico utilizado,
y debe de ser determinado separadamente para cada caso particular.
Marcas del expulsor o de la expulsión.
Las marcas de expulsión son depresiones o elevaciones en el lugar
correspondiente a la posición de los expulsores visibles en la superficie de las
piezas. Estas diferencias de espesor de pared pueden causar diferencias de brillo
o depresiones en la superficie visible de la pieza. Las posibles causas son:
• Desmolde prematuro.
• Fuerzas muy fuertes de desmolde debidas a un mal ajuste de la máquina.
• Colocación incorrecta o largo inadecuado del expulsor.
• Mal diseño y dimensionado del molde, de la pieza o del sistema de desmolde.
• Grandes diferencias de temperatura entre el expulsor y la pared del molde.
Deformación por la expulsión.
Según el grado en que haya sido perjudicada la pieza, hay una clasificación de las
marcas de expulsión, roturas, zonas de excesiva tensión y expulsores
profundamente hundidos Son criticas las piezas con contrasalidas, que hayan de
ser desmoldadas sin piezas móviles (por ejemplo, correderas).
Deformación o alabeo (warpage).
Las causas físicas de las deformaciones pueden clasificarse de la siguiente forma:
• Las fuerzas necesarias para el desmolde no pueden aplicarse sin dañar la pieza.
• El movimiento de desmolde es obstaculizado en algún punto.

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El total de la fuerza de desmolde aplicada es algo crucial y debe, por tanto,
mantenerse baja. Además de otros factores, la contracción de la pieza ejerce un
impacto directo sobre las fuerzas de desmolde.
Cambiando los parámetros de proceso, puede influirse considerablemente sobre
las fuerzas de desmolde y la contracción. Sin embargo, debe tenerse en
consideración que la geometría de la pieza moldeada es un factor muy importante
a la hora de producirse deformaciones debidas a las fuerzas que se producen en
el desmolde.
En general, es conveniente que se produzca una baja contracción en las piezas de
tipo cilíndrico o en forma de caja, ya que dichas piezas tienden a contraerse contra
su núcleo (aumente la presión de mantenimiento o aumente el tiempo de
enfriamiento).
En la proximidad a los nervios la contracción actúa de modo que aumenta la fuerza
de desmolde por causa de que los nervios han de ser separados de las paredes
del molde (disminuya la presión de mantenimiento o aumente el tiempo de
enfriamiento).
Material frío.
El fluido frío que sale por la boquilla (también en colada caliente) y que va a parar
al interior del molde, puede originar marcas parecidas a las ráfagas del tipo de cola
de cometa. Estas pueden aparecer cerca de la entrada o bien esparcirse por toda
la pieza.
Cuando se fuerza el recorrido, el material frió también puede ser la causa de las
líneas de soldadura visibles debido a que obligan la masa a dividirse
Líneas de flujo frías.
La línea de soldadura en las piezas de plástico representa, en la mayor parte de
los casos, un defecto óptico y un debilitamiento mecánico Puede aparecer una
muesca y/o cambio de color. Las muescas son particularmente visibles en piezas
negras o transparentes, de superficies lisas o muy pulidas. Los cambios de color
son visibles principalmente en piezas con pigmentos de efecto metálico.
Aire atrapado, huecos y burbujas.
Con sólo modificar ciertos parámetros de proceso de inyección no se evita la
formación de huecos. Es más efectivo tener en cuenta ciertas propiedades
específicas referentes al material plástico al empezar el diseño tanto de la pieza
como del molde.
• Aumentar la temperatura de fusión.
• Aumentar la temperatura de la pared de la cavidad.
• Aumentar la velocidad de avance del tomillo.
• Aumentar la presión de mantenimiento.
• Aumentar el tiempo de sostenimiento
• Revisar la válvula antirretorno si es necesario.

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Manchas negras.
Aparecen unas manchas negras en la superficie de la pieza debidas a degradación
térmica del material o a suciedad o desgaste. Hay distintos factores que pueden
ocasionar la formación de manchas oscuras o de piezas moteadas Hay diferentes
causas, algunas por proceso, el material o con la máquina, aquí mencionamos las
más comunes.
Causas relacionadas con el proceso:
• Temperatura de fusión demasiado alta
• Tiempo de residencia en la unidad de plastificado demasiado alto.
• Perfil de temperatura equivocado.
• Fallos en la colada caliente
Causas relacionadas con la máquina:
• La unidad de plastificado está sucia.
• El husillo y el cilindro están gastados.
Causas debidas al polímero o a los tintes:
• Impurezas en el granulo.
• Demasiado material reciclado.
• Tintes / masterbatches no adecuados.
Gránulos de materia prima no fundida
Aparecen en zonas débiles de la estructura de la pieza acabada, y son el origen de
las grietas. La siguiente foto muestra los infundidos en una microtomía, sacada del
fondo de un cubo de agua.
Este defecto se produce por una falta de temperatura en el cilindro durante el
proceso de plastificación Por tanto, el defecto proviene de unos parámetros
incorrectos de la máquina de inyectar. Los más típicos son:
• Insuficiente presión de retorno.
• Insuficiente velocidad del tornillo.
• Insuficiente temperatura del cilindro.
Compactación excesiva.
Después de la fase de llenado del molde, estando todavía la mazarota y la entrada
a la cavidad en estado fundido, se pasa a la presión de mantenimiento, que es
más baja que la de inyección.
La función de esta presión de mantenimiento es la de aportar material por la parte
más interna de la pieza, para suplir con ello la reducción de espesor debida a la
contracción por enfriamiento.
La presión de mantenimiento es efectiva hasta que se colapsa la entrada a la
cavidad por enfriamiento. A partir de este momento no se podrá añadir más
material. El enfriamiento de la entrada de la cavidad es función de:

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• La temperatura del material.
• La temperatura del molde.
• El tiempo de duración de la presión.
Si se retira la presión antes de tiempo, la pieza no quedará compactada, tendrá
menos peso del que cabría esperar. Si se retira la presión de mantenimiento en el
momento adecuado, la pieza tendrá el peso correcto.
Si se logra mantener la entrada del material caliente, y la presión durante más
tiempo, el material, una vez enfriado, ejercerá tanta presión perpendicular a las
paredes del molde que, según sea su geometría, si esta presión se efectúa en
sentido perpendicular al eje principal de la máquina podrá llegar a impedir incluso
la apertura del molde, y además, dependiendo de la salida que tenga el molde y el
texturizado de la pared de la figura podrá producir ralladuras inaceptables.
Aún en el supuesto de que la máquina pueda abrir el molde, la pieza resultará de
mayor peso del que estaba calculado con el consiguiente perjuicio económico.
3.4. Moldeo por compresión
Proceso más antiguo para procesar los plásticos
Aplicado a platicos termo fijos y al caucho
El molde debe estar caliente
La temperatura produce el curado o vulcanizado
Se requiere de un tiempo para el curado o vulcanizado de varios minutos según
espesor del producto
La carga inicial es en polvo o pellets
Se debe controlar la cantidad de material a colocar en el molde
Se puede controlar por peso o por volumen
Conviene precalentar la carga
La prensa de moldeo es más simple que una inyectora
El molde puede ser de un o más cavidades
Materiales que se comprimen :
 Fenoles
 Melanina
 Urea formaldehido
 Epóxidos
 Uretanos
 Elastómeros
 Caucho
PIEZAS TÍPICAS
 Artículos eléctricos
 Portalámparas
 Mangos de sartén
 Enchufes y en general productos plásticos sometidos al calor

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Figura 3.33 molde de compresión de plásticos termófilos
3.5. . Moldeo por transferencia
Figura 3.34 moldeo por transferencia
Los moldes por trasferencia son una evolución de los moldes de compresión y se
aplican a los mismos materiales. Con este tipo de moldes se logra disminuir los
tiempos de curado de las resinas plásticas y con ello los ciclos de producción,
Aumentando significativamente la productividad en este tipo de plásticos.

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3.6. Moldeo por soplado.
Es un proceso usado para hacer formas huecas (botellas, recipientes). Una manga de
plástico de paredes delgadas (parison) es extruido a través del molde abierto y luego
cortado en el largo que se desea cuando se cierra el molde
Luego el molde se traslada a otra estación donde se coloca la espiga de soplado en el
molde que se introduce sobre el polímero ablandado y se insufla aire a presión, lo que
expande el material hasta llenar la cavidad. El molde es refrigerado para lo cual
presenta canales de refrigeración para el enfriamiento rápido del envase obtenido.
Figura 3.35 Proceso de soplado de envase de plástico
El Soplado es empleado para producir envases en polímeros y vidrios y presenta las
siguientes características.
 Rango de pesos [Kg] 0,001~0,3
 Espesor mínimo [mm] 0,4~3
 Complejidad de forma Baja
 Tolerancias [mm] 0,25~1
 Rugosidad [μm] 0,2~1,6

44
MOLDE DE SOPLADO
Figura 3.36 Molde de soplado de envase (botella)
3.7. Conformado de polímeros por termo conformado y vacío (vacum forming).
Se utiliza para dar forma a láminas, normalmente obtenidas mediante extrusión o
calandrado previo.
Permite las productividades más altas y los menores costes unitarios
El termo conformado o termo formado es un proceso consistente en calentar una
plancha o lámina de semielaborado termoplástico, de forma que al reblandecerse
puede adaptarse a la forma de un molde por acción de vacío aplicado desde
pequeños orificios elaborados en un contra molde
Etapas del proceso
Este proceso presenta tres etapas fundamentales (ver figura 3.27) que son:
 Calentamiento del semielaborado, ya sea por radiación, contacto o convección en
máquina de tremo conformado, luego de fijar la lámina entre las mordazas de la
máquina.

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 Descenso de la lámina calentada y en estado semifluido hacia la cavidad del molde
de termo conformado, que para los propósitos del vacío deben generar un sello
hermetico.
 Moldeo del semielaborado, que tras calentarse se estira adaptándose al molde por
medio del vacío generado por una fuente de vacio.
 Enfriamiento del producto, que comienza cuando el termoplástico entra en contacto
con el molde y es enfriado por un ventilador o a temperatura ambiente y termina
cuando la temperatura es la adecuada para des moldear la pieza sin deformarla,
abriendo las mordazas.
Figura 3.27 proceso de termo conformado
Los moldes son muy simple y se pueden fabricar en madera, en resinas o en aleación
de aluminio.
La figura 3.28 muestra una línea de producción continua de envases donde el proceso
termina con el corte de los diferentes envases., el molde tiene cavidades múltiples

46
Figura 3.28 línea de producción continua de envases por termo conformado de láminas.
3.8. MOLDEO POR INYECCION DE ESPUMA – POLIURETANOS
La espuma de poliuretano (espuma PU) es un material plástico poroso formado por
una agregación de burbujas, Se forma básicamente por la reacción química de dos
compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite
múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera dióxido de carbono, gas que va
formando las burbujas. Considerando que los cauchos de poliuretano sólidos son
productos especiales, las espumas de poliuretano son ampliamente utilizadas y
materiales bien conocidos
Características del proceso
 Requiere de menos presión
 La espuma se expande en el molde
 Se utiliza en componentes que requieren de flexibilidad y bajo peso.

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INYECCION CON REACCION
Se inyectan dos líquidos reactivos en la cavidad del molde donde reaccionan
La reacción química solidifica
Se incorporan resinas y catalizadores del tipo uretano, epoxidicos y urea formaldehido
Gran aplicación con los poliuretanos
Se producen artículos de gran tamaño como Parachoques, defensas, etc.
Figura 3.29 esquema proceso de espumacion de alta densidad
3.9. Colado de resinas líquidas
MOLDEO
Existen dos tipos de moldeo: Moldeo Manual y Moldeo por Aspersión
Moldeo Manual:
Es uno de los procesos más antiguos y sencillos utilizados por la industria del plástico
reforzado. La resina líquida, generalmente poliéster insaturado, se combina con la fibra
de vidrio en el molde. Una reacción química iniciada en la resina por agentes especiales
de curado (catalizadores y acelerantes) provoca su endurecimiento y da origen a una

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parte moldeada ligera y resistente, en la cual la resina desempeña la función de sustrato
y la fibra de vidrio sirve como refuerzo.
El proceso es equivalente a la combinación de concreto con varillas de acero como
refuerzo.
Figura 3.30 moldeado manual por laminado de resina con fibra de vidrio
Si se desea un buen acabado para la pieza, la superficie del molde debe ser cubierta
con gel coat pigmentado aplicado con pistola o con brocha.
La fibra de refuerzo, en conjunto con la resina, son aplicados posteriormente sobre el gel
coat. El rolado de la fibra así como la eliminación de burbujas de aire se hace con una
brocha o con rodillos.
Se aplican varias capas de refuerzo y resina hasta lograr el espesor final del laminado.
La resina debe ser adecuadamente acelerada y catalizada para el curado a la
temperatura ambiente. Las estructuras moldeadas por el proceso de moldeo manual son
colocadas, en algunos casos, en estufas para reducir el ciclo de curado.
Algunas veces puede ser necesario o conveniente el uso de materiales de núcleo, para
aumentar la rigidez, reducir el peso o proporcionar volumen a la parte moldeada.
Las etapas del proceso son:

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 Se prepara el molde cuidadosamente y se aplica el gel coat sobre éste.
 Se coloca la fibra de vidrio sobre el molde con gel coat.
 La fibra de vidrio es impregnada con la resina poliéster.
La incorporación de materiales de núcleo debe hacerse cuidadosamente. Los materiales
de núcleo más usados son las espumas plásticas. El uso de esos materiales puede
causar dificultades de aplicación para quienes no tienen mucha experiencia en el moldeo
de estructuras de poliéster reforzado con fibra de vidrio.
Solamente una de las superficies de la pieza, la que es moldeada en contacto con el
molde, presenta un buen acabado; lizo, brillante o mate, según lo deseado.
La superficie que no está en contacto con el molde, se muestra áspera y con un mal
acabado. Si se desea, esta superficie puede tener un mejor acabado con la aplicación
de una película de celofán o una capa de tejido de fibra de vidrio de malla cerrada, antes
del curado de la resina. Luego el celofán debe ser removido del laminado después de la
operación de aplanado de la superficie, cuando la resina esté suficientemente curada, el
tejido de fibra de vidrio se vuelve parte integrante del laminado.
Moldeo por Aspersión:
Por este proceso, la fibra de vidrio, la resina y en algunos casos, cargas minerales son
lanzadas simultáneamente contra la superficie del molde por medio de un equipo
apropiado. Una vez más se trata de un proceso de molde abierto adecuado a escalas de
producción bajas y medianas. El rolado de la fibra de vidrio en los contornos del molde
se hace con rodillos y brochas. Se necesitan varias aplicaciones con la pistola de
aspersión para lograr el espesor deseado en la pieza.
Generalmente este proceso utiliza solamente resinas poliéster curadas a la temperatura
ambiente. Si se desea, pueden usarse estufas para acelerar el curado.
Figura 3.31 laminado de resina con fibra de vidrio por aspersión

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Sólo una de las superficies presenta un buen acabado. En general, esa superficie es
moldeada sobre el gel coat. El gel coat debe ser aplicado en el molde y la fibra de vidrio
y resina se depositan sobre él. La fibra de vidrio tejida puede ser usada para reforzar
áreas específicas del laminado. También pueden ser usados los materiales de núcleo.
El moldeo por aspersión así como el proceso manual, requieren de una baja inversión en
moldes y equipos, además de ser extremadamente sencillos, también son adecuados
para el moldeo de partes complejas, el proceso de moldeo por aspersión proporciona
una mayor productividad que el manual. Las cargas minerales (calcita, alúmina
hidratada, etc.) pueden ser agregadas a la resina con el objeto de reducir costos o
conferir propiedades especiales a las piezas
El proceso de aspersión, en definitiva consiste en:
 La aplicación simultánea de fibra de vidrio y resina sobre el molde.
 Es ventajosa para el moldeado de piezas grandes y complejas en donde la
conformación de los mat y telas puede presentar dificultades.
 Costos de laminación son más bajos que por moldeo manual, porque es más rápido
y eficiente y utiliza materiales más baratos.
 Este proceso utiliza fibra de vidrio continuo (roving), cuyas principales
características son, facilidad de corte, buena distribución en el molde y una rápida
absorción de la resina de laminación.
 Es importante el uso de resinas pre-aceleradas. La dosificación del catalizador es
controlado por el operador, según las necesidades.
 Después de cada aplicación de la pistola, el laminado debe ser cuidadosamente
rolado y acomodado a los detalles del molde. Las partes muy gruesas deberán ser
moldeadas por etapas para que el calor generado por la reacción del curado no
afecte al molde, ni al laminado.
 Regla general: La laminación debe ser suspendida periódicamente después de la
aplicación de cada 6 mm de espesor. Después de que se enfríen esos 6 mm, la
operación debe ser retomada, aplicando otros 6 mm, esperando en enfriamiento y
así sucesivamente, hasta llegar al espesor deseado.
 En realidad: El espesor máximo a laminar cada vez, depende de la reactividad de la
resina, cantidad y tipo de catalizador utilizado, relación fibra de vidrio-resina,
condiciones ambientales, etc.
3.10. Fabricación de piezas por devanado de filamentos (ver Pultrusión)

Procesos de conformado de los plasticos

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