El moldeo por inyección se ha convertido en una opción popular para varias industrias manufactureras. Esta técnica puede manipular una gran variedad de materiales para formar distintos productos. Pero con tantos tipos de materiales, es fácil sentirse perdido, sobre todo si se está empezando. Por eso es fundamental disponer de una guía completa de selección de materiales para el moldeo por inyección.
La razón es que el material que elija decide la resistencia y calidad de sus productos. Elegir el material equivocado provoca grietas, envolturas y fallos bajo presión. ¿Es usted también de los que se confunden al seleccionar el material para el moldeo por inyección? Si es así, ¡no se preocupe! Esta guía fácil de entender le ayudará a tomar la decisión correcta con toda claridad. ¡Empecemos ya!
Visión general del moldeo por inyección
El moldeo por inyección es un proceso de fabricación utilizado para crear diferentes piezas intrincadas. Este proceso consiste en verter material fundido en una cavidad hueca llamada molde. Estos moldes tienen varias formas para adaptarse a las formas deseadas. Al enfriarse, el material fundido adopta la forma exacta de esta cavidad y se obtiene el producto final.
Lo que hace especial a este proceso es su versatilidad. Como he dicho antes, los moldes tienen diferentes formas, y creación de moldes utiliza técnicas avanzadas como el CNC. De este modo, se pueden conseguir diversas formas, desde las más sencillas a las más complejas, con gran precisión. Además, este proceso es muy eficaz para la producción en serie. Una vez que el molde está listo, se pueden crear millones de piezas rápidamente.
¿Por qué es importante la selección de materiales?
No todos los materiales son iguales. Se diferencian en varios aspectos, como su resistencia y rendimiento. Por eso, elegir el adecuado no sólo es importante, sino fundamental. Pero, ¿cómo marca la diferencia? Veamos la importancia de seleccionar el material adecuado para el moldeo por inyección.
- Impacta en la resistencia del producto: El material elegido determina directamente la resistencia del producto. Si nos fijamos en el plástico, algunos materiales son flexibles y otros duros. Así que elegir entre ellos en función de tus necesidades es crucial para obtener mejores resultados.
- Afecta a la apariencia: La elección del material también influye en el aspecto y el tacto del producto final. Algunos materiales tienen un aspecto brillante, mientras que otros ofrecen un aspecto mate o texturizado. Por tanto, el material adecuado también afectará al color y la suavidad de los productos.
- Determina la seguridad: Todos los materiales tienen sus propiedades definidas. Por ejemplo, algunos materiales, como los alimentos y los medicamentos, son seguros para un uso específico. Por eso, elegir el material adecuado es crucial para la higiene y la seguridad.
- Mejora la eficiencia: Algunos materiales fluyen fácilmente en el molde. Esto hace que el proceso de moldeo sea más rápido y eficaz. Sin embargo, algunos pueden llevar tiempo y requerir equipos especiales. Por eso, el material adecuado facilita el moldeo y ahorra tiempo y dinero.
- Coste del impacto: Como usted sabe, todos los materiales varían en coste. Por ejemplo, algunos plásticos son más baratos y adecuados para el uso diario. Sin embargo, algunos pueden ser caros y específicos para aplicaciones pesadas. Elegir el material adecuado a sus necesidades le evita derrochar dinero.
Tipos de materiales utilizados en el moldeo por inyección
Espero que entienda por qué la selección de materiales es vital en el moldeo por inyección. Si es así, veamos las opciones de materiales estándar viables para este proceso.
1- Polipropileno (PP)
El polipropileno es uno de los materiales más utilizados en moldeo por inyección. Es conocido por su ligereza y asequibilidad. Por eso se encuentra a menudo en productos cotidianos como tapones y botellas. Una de las características destacadas de este producto es su gran flexibilidad gracias a su mayor resistencia a la tracción.
Esto significa que se puede doblar y retorcer sin riesgo de que se rompa. Por tanto, es la elección perfecta para fabricar productos que deban cerrarse y abrirse repetidamente. Además, el polipropileno es resistente a los productos químicos. No reacciona fácilmente con ácidos, bases y otros disolventes agresivos. Por lo tanto, se puede utilizar para equipos alimentarios y químicos.
2- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
El ABS es otro material conocido por su durabilidad, resistencia y acabado liso. Estas propiedades se derivan de sus tres principales elementos de composición. Por ejemplo, el butadieno le confiere dureza; el acrilonitrilo, resistencia. Sin embargo, el estireno ofrece una superficie brillante al ABS.
Esta combinación de tres potentes propiedades también lo hace resistente a los impactos. Esto significa que el ABS no se agrieta ni se rompe con facilidad. Por eso es ideal para trabajos pesados. Además, tiene una buena estabilidad dimensional y puede mantener bien su forma antes y después del moldeo. Sin embargo, puede no funcionar bien a altas temperaturas debido a su punto de fusión más bajo.
3- Polietileno (PE)
El polietileno es uno de los plásticos más utilizados en el mundo. Es conocido por su durabilidad y resistencia química y a la humedad. Por eso se ha hecho popular entre las industrias alimentaria y de bebidas. El PE se presenta en varios tipos. Sin embargo, los más comunes son dos. El primero es el polietileno de baja densidad (LDPE), y el segundo es el polietileno de alta densidad (HDPE).
Ambos tipos aumentan su versatilidad y funcionalidad. Por ejemplo, el LDPE es flexible y se utiliza para botellas exprimibles. Sin embargo, el HPDE es más duro y más adecuado para tuberías y tablas de cortar. Además, el polietileno es ligero y resistente a los impactos. No se agrieta con facilidad y soporta condiciones duras y de alta presión.
4- Poliestireno (PS)
El poliestireno es otro material rentable y fácil de procesar para el moldeo por inyección. Debido a su ligereza, puede llenar molde y adoptar formas minuciosas sin dificultad. Esto lo hace ideal para crear productos que necesitan un aspecto delicado, detallado y limpio. Una de las principales ventajas de este material es su excelente claridad.
La versión clara del polietileno, conocida como poliestireno de uso general (GPPS), es muy transparente. Por eso también se utiliza para fabricar artículos en los que la transparencia es fundamental. A pesar de todas estas propiedades, el polietileno también tiene limitaciones. Por ejemplo, no tiene mucha resistencia al impacto. Esto significa que puede agrietarse si se cae o recibe un golpe fuerte.
5- Policarbonato (PC)
El policarbonato es un material ultrarresistente, termorresistente y transparente que se utiliza habitualmente para el moldeo por inyección. Ofrece una transparencia ideal aunque se parezca al vidrio. Sin embargo, a diferencia del vidrio, es más duradero y ligero. Por eso, este material se utiliza principalmente para fabricar gafas, lentes y dispositivos médicos.
Como he dicho antes, el PC también es resistente al calor. Puede soportar altas temperaturas, fundirse y deformarse. Por eso se utiliza a menudo en aplicaciones que experimentan una exposición regular al calor. Además, el policarbonato no es conductor de electricidad. Proporciona un excelente aislamiento eléctrico para los componentes eléctricos.
6- Poliamida (Nylon)
La poliamida, conocida como nailon, es otro polímero plástico muy utilizado en el moldeo por inyección. Inicialmente, este material se desarrolló como sustituto de la seda. Sin embargo, sus amplias propiedades lo hicieron popular para otras muchas aplicaciones. Es conocido por su dureza y flexibilidad.
Esto significa que, a diferencia del plástico quebradizo, la poliamida puede doblarse en diferentes ángulos. Por eso se suele utilizar para fabricar piezas móviles y mecánicas. La poliamida también tiene una mayor resistencia mecánica y es resistente a la abrasión. Por tanto, puede soportar grandes cargas y tensiones y funcionar bien cuando dos piezas rozan entre sí.
7- Elastómeros termoplásticos (TPE)
Es un material especial de moldeo por inyección que combina las propiedades del caucho y del plástico. Esto significa que es blando y elástico como el caucho y resistente como el plástico. Estas propiedades lo hacen perfecto para crear productos que deben doblarse, retorcerse y ser suaves al tacto. Por eso se utiliza habitualmente en cepillos de dientes, empuñaduras y tubos médicos.
Una razón clave para su uso en el moldeo por inyección es que es fácil de procesar. El TPE puede fundirse fácilmente y no requiere complejas etapas de curado del caucho. Además, se adhiere bien a otros plásticos durante el moldeo. Además, el TPE es reciclable. Aunque se comporta como un termoplástico, se puede fundir y reutilizar.
Selección del material de moldeo por inyección: Características clave
Cada producto tiene necesidades diferentes, y no todos los materiales las satisfacen por igual. Por eso es esencial saber qué buscar en un material. Desde la resistencia hasta el coste, cada factor desempeña un papel vital. En esta sección veremos algunos de esos factores.
1- Propiedades mecánicas
A la hora de elegir un material, una de las cosas esenciales que hay que tener en cuenta son las propiedades mecánicas. Le indican la resistencia, flexibilidad, rigidez y rigidez del material. La evaluación de estas propiedades le permitirá saber si puede realizar el trabajo para el que lo necesita. Por ejemplo, estamos fabricando una pieza que soporta mucho peso o una gran presión.
Necesitará un material más duradero y resistente. Para ello, recomiendo utilizar nailon o policarbonato. Estos materiales soportan grandes esfuerzos y no se rompen con facilidad. Sin embargo, los elastómeros termoplásticos serán una buena elección si necesita más flexibilidad del producto. Además, también debe fijarse en la resistencia a la tracción y al impacto al hacer la selección final.
2- Propiedades térmicas
Las propiedades térmicas se refieren a cómo reacciona un material a los cambios de temperatura. Esta propiedad afecta en gran medida al proceso de moldeo por inyección. Por ejemplo, algunos materiales se funden y deforman incluso a altas temperaturas, mientras que otros permanecen estables y resistentes. Debe utilizar material resistente al calor para fabricar productos que permanezcan en calor continuo.
Sin embargo, debe evaluar los puntos de fusión de los distintos materiales para facilitar el moldeo. Se trata de la temperatura a la que el material se ablanda lo suficiente como para moldearlo. Algunos materiales, como el polipropileno, tienen un punto de fusión bajo, lo que facilita su procesamiento. En cambio, el policarbonato tiene un punto de fusión más alto. Esto dificulta su moldeo, pero es adecuado para usos resistentes al calor.
3- Resistencia química
Por resistencia química se entiende la capacidad de un material para soportar productos químicos agresivos. Pueden ser aceites, disolventes o productos de limpieza. Este es el factor más importante a tener en cuenta si sus productos se utilizan en entornos químicos agresivos. Algunos plásticos, como el ABS y el nailon, pueden no funcionar bien en condiciones ácidas y básicas.
Se vuelven quebradizos, muestran decoloración y pierden flexibilidad. Por lo tanto, no recomiendo utilizarlos en un entorno químico. Por otro lado, los materiales como el polietileno y el polipropileno son conocidos por su resistencia química. Soportan ácidos, bases y disolventes, por lo que son ideales para alimentos y medicamentos.
4- Aspecto y color
A la hora de fabricar productos fáciles de usar, el aspecto es tan importante como la durabilidad. Este factor se refiere al aspecto que tiene un material después de moldearlo. Incluye el acabado, la textura y la capacidad de mantener el color durante mucho tiempo. Algunos materiales, como el poliestireno o el ABS, tienen excelentes superficies brillantes y lisas. Por eso son ideales para fabricar productos visualmente atractivos.
Sin embargo, el polietileno tiene una superficie mate y cerosa. Puede considerarlo para productos prácticos y cotidianos. En apariencia, también debe buscar la aceptación de tintes y pigmentos. Por ejemplo, sus productos deben ser coloridos. En este caso, debe utilizar un material que acepte pigmentos y los mantenga sin decolorarse con el tiempo.
5- Normativa y seguridad
La seguridad es muy importante a la hora de elegir el material para el moldeo por inyección. Algunos productos, sobre todo los alimentos y los medicamentos, siguen normas gubernamentales y estándares de seguridad. Estas normas ayudan a garantizar que el material es seguro para las personas y el medio ambiente. Por ejemplo, usted está fabricando un producto alimenticio. Para ello, necesitará un material aprobado por la FDA que cumpla la normativa de la UE.
Garantizan que el material no es tóxico y es seguro en contacto con los alimentos o la piel. Algunos de estos materiales seguros son el polipropileno y el polietileno. Son seguros, están aprobados y son esterilizables para los alimentos. Sin embargo, algunos materiales liberan gases nocivos. No se consideran fiables para alimentos y medicamentos.
6- Disponibilidad
La disponibilidad se refiere a lo fácil que es encontrar y comprar un material para el moldeo por inyección. Imagine un material muy duradero, resistente y con todas las propiedades positivas. Pero, ¿y si siempre se queda sin existencias? Causará retrasos en la producción y otros problemas. Sin embargo, si un material está fácilmente disponible, el coste se mantiene bajo.
Además, también le ayuda a evitar retrasos en la producción. Por lo tanto, puede obtener y utilizar fácilmente grandes cantidades para el moldeo por inyección. El polipropileno y el polietileno suelen considerarse los materiales más fáciles de conseguir. Además, si utiliza técnicas avanzadas como moldeo de dos disparosPara ello, necesitará dos tipos de materiales. Así que antes de eso, elegir sabiamente los dos materiales que están fácilmente disponibles.
7- Coste y asequibilidad
En coste del moldeo por inyección es otro factor crítico que debe tener en cuenta. El coste global de este proceso depende de varios factores. El primero es el precio de las materias primas. Como sabe, todos los tipos de plástico tienen precios diferentes. Algunos plásticos fáciles de conseguir, como el polietileno, son más baratos. Ofrecen el mejor equilibrio entre asequibilidad y rendimiento.
Además, es esencial tener en cuenta el coste total, no sólo el de la materia prima. Por ejemplo, algunos materiales requieren altas temperaturas, ciclos más largos y moldes especiales. Alcanzar una temperatura tan alta y disponer moldes de diseño complejo puede aumentar el coste total. Sin embargo, algunos materiales de bajo punto de fusión y fáciles de moldear pueden reducir el coste total.
Lo más destacado: También debe tener en cuenta el uso final de sus productos. Elegir materiales caros no es una buena idea si fabrica productos desechables. Pero si se centra en fabricar piezas críticas para la seguridad, debe invertir en materiales costosos. Reducirá las tasas de devolución y las reclamaciones.
Preguntas frecuentes
¿Pueden utilizarse plásticos reciclados en el moldeo por inyección?
Sí, puede utilizar plástico reciclado para el moldeo por inyección. Será saludable para el medio ambiente y ahorrará costes. Sin embargo, recuerde que este plástico puede comprometer la durabilidad y la calidad.
¿Cuál es el mejor plástico para productos de exterior?
Para usos exteriores, debe elegir un material resistente al calor y a los rayos UV. Para ello, recomiendo utilizar polietileno, polipropileno y nailon. No se agrietan ni se decoloran fácilmente cuando se exponen a la luz solar.
¿Influyen los materiales en la rapidez de fabricación de los productos?
Sí, la naturaleza de los materiales afecta significativamente a la rapidez con la que se fabrican los productos. Por ejemplo, algunos materiales son fáciles de fundir y se enfrían rápidamente. Esto significa que el molde se abrirá antes y comenzará un nuevo ciclo rápidamente, reduciendo el tiempo total de moldeo por inyección.
Conclusión
El moldeo por inyección se ha convertido en una técnica muy popular para fabricar diferentes productos. Este proceso puede manipular una gran variedad de materiales. Sin embargo, elegir el adecuado entre ellos es clave. Los materiales adecuados deciden la forma y el rendimiento de sus productos. También influye en el coste total, la durabilidad y la resistencia del producto final.
Por eso he comentado algunos factores que hay que tener en cuenta al seleccionar los materiales. Por ejemplo, algunos materiales son fáciles de moldear y están fácilmente disponibles, lo que le ahorrará tiempo y dinero. Además, debe fijarse en el aspecto, la resistencia mecánica y la seguridad de los productos críticos. Así que tómese un respiro, pregunte, compruebe las muestras y decida.