Moldeado por inyección con ACRYLITE® Pautas de procesado Contents 1 Productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1 Compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado 1.2 ACRYLITE® Hi-Gloss, para superficies con brillo intenso 1.3 ACRYLITE® Resist, modificado para que presente una resistencia elevada a los impactos (zk) 1.4 ACRYLITE® Satinice, con efecto de difusión luminosa (df) 1.5 ACRYLITE® Heatresist y ACRYMID®, con elevada temperatura de deformación por calor bajo carga 1.6 ACRYLITE® LED, para aplicaciones LED de retroiluminación e iluminación de contornos 1.7 Colores 1.8 Presentación y empaquetado 2 Propiedades físicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 Propiedades térmicas 2.2 Propiedades mecánicas 2.3 Propiedades eléctricas 2.4 Otras propiedades 3 Requisitos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.1 Piezas moldeadas por inyección 3.2 Proceso de moldeado por inyección 3.3 Máquinas de moldeado por inyección 3.4 Molde de inyección 4 Manipulación de los productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.1 Almacenamiento 4.2 Extracción del material 4.3 Transporte del material 4.4 Instalaciones con silos 4.5 Presecado 4.6 Miscibilidad y utilización de remolturado 5 Procesado en máquinas de moldeado por inyección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.1 Plastificación 5.2 Temperaturas del cilindro 5.3 Dosificación 5.4 Presión de retroceso 5.5 Velocidad de inyección 5.6 Presión de mantenimiento 5.7 Tiempo de enfriamiento 5.8 Temperatura del molde 5.9 Moldeado por inyección y compresión 6 Defectos de moldeado por inyección, causas y soluciones . . . . . . . . . . . . . . . 32 Portada: © Eschenbach Optik GmbH 2 Introducción Sostenibilidad Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado son termoplásticos a base de polimetacrilato de metilo (PMMA). La combinación de las propiedades específicas de cada producto y de sus propiedades físicas y químicas hace que sean idóneos para la fabricación de piezas de gran calidad en máquinas de moldeado por inyección. ACRYLITE® es totalmente reciclable, bien por reconversión química en sus materiales básicos o bien directamente por reutilización (remolturado). Estos aspectos, junto con una producción respetuosa con el medioambiente, contribuyen a la sostenibilidad del material. A fin de demostrar esta sostenibilidad, ACRYLITE® ha sido sometido a una evaluación integral durante todo su ciclo de vida, de principio a fin. De la producción al reciclaje, esta evaluación del ciclo de vida de acuerdo con las normas DIN ISO 14040 y ss. ha determinado y confirmado los diversos impactos medioambientales de ACRYLITE®, entre ellos, la reducción de gases con efecto invernadero debido a la longevidad del material. ACRYLITE® también contribuye de forma esencial a la reducción del impacto medioambiental durante el proceso de fabricación. Según cálculos recientes, el dióxido de carbono equivalente es de 3,8 kg de CO2 por kg de compuesto para moldeado. Los compuestos claros de ACRYLITE® para moldeado no presentan ninguna opacidad y son totalmente incoloros, lo que permite elaborar piezas moldeadas por inyección claras que transmiten la luz sin absorción alguna. Gracias a esta transparencia única del material se pueden producir colores especialmente puros. En lo que a resistencia a la intemperie y al paso del tiempo respecta, no hay ningún producto que supere a ACRYLITE®. Incluso tras décadas de uso, no amarillea ni presenta defectos en la superficie, la cual, además, tiene la mayor dureza de todos los termoplásticos y, por lo tanto, la mejor resistencia al rayado. 3 1. Productos Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado a continuación descritos se utilizan para moldeado por inyección. En el folleto de la gama de productos de compuestos para moldeado o en nuestro sitio web www.acrylite-polymers.com encontrará más productos con otras propiedades y campos de aplicación. 1.1 1.2 Los compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado están disponibles en diversas series. Sus propiedades físicas, tales como la fluidez y la temperatura de deformación por calor, varían en función de la serie. Se pueden procesar con todos los métodos convencionales de procesado de termoplásticos. Los compuestos para moldeado de la familia ACRYLITE® Hi-Gloss son especialmente aptos para piezas técnicas moldeadas por inyección. Este material permite fabricar superficies con brillo intenso de clase A. Por lo general, se suministran en colores opacos. El color único «Piano Black» se creó especialmente para aplicaciones en negro azabache fuerte de brillo intenso, principalmente, en elementos exteriores para automóviles (tales como paneles para pilares, alerones o elementos para techos), en elementos decorativos para interiores y exteriores de vehículos, en revestimientos para retrovisores, etc. Compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado ACRYLITE® Hi-Gloss, para ­superficies con brillo intenso En función de la serie, los productos de la familia ACRYLITE® Hi-Gloss ofrecen una gama de mayor temperatura de deformación por calor bajo carga, fluidez y resistencia a los impactos. Propiedades y comportamiento de los compuestos básicos para moldeado 4 Propiedad clave Comportamiento de las series del compuesto para moldeado Resistencia mecánica Los valores van aumentando de la serie L40 a la 8N. Comportamiento mecánico a largo plazo Los valores de las series H y N son mayores que los de las series L y M. Dureza Los valores van aumentando de la serie L a la H. Alargamiento de ruptura Los valores van aumentando de la serie L a la H. Temperatura de deformación por calor Los valores van aumentando de la serie L a la H. Fluidez Los valores van disminuyendo de la serie L a la H. 1.3 ACRYLITE® Resist, modificado para que presente una resistencia elevada a los impactos (zk) El compuesto para moldeado ACRYLITE® Resist, modificado para que presente una resistencia elevada a los impactos, es un termoplástico a base de polimetacrilato de metilo (PMMA) que ha sido modificado con un elastómero para que tenga una mayor resistencia a los impactos. Al igual que las series de los compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado, ACRYLITE® Resist combina una muy buena resistencia a la intemperie con una transmisión de la luz y una claridad excelentes. A niveles más altos de resistencia a los impactos, se reducen la rigidez y la solidez, mientras que aumentan el alargamiento elástico y el de ruptura. 1.4 ACRYLITE® Satinice, con efecto de difusión luminosa (df) En comparación con el PMMA estándar, el compuesto para moldeado ACRYLITE® Resist, modificado para que presente una resistencia elevada a los impactos, tiene una mayor resistencia al agrietamiento por tensión. Dado que hay diferentes grupos de compuestos para moldeado ACRYLITE® Resist, modificados para que presenten una resistencia elevada a los impactos, a continuación, solamente se detallan como ejemplo algunas de las series. El comportamiento de los otros grupos es similar. Las piezas moldeadas por inyección con ACRYLITE® Satinice poseen un efecto de difusión luminosa debido a las partículas poliméricas perladas que lleva incrustadas el producto. A la vez que permiten una elevada difusión de la luz, retienen prácticamente toda su transmisión. Esto hace que las piezas sean especialmente aptas para fuentes de luz convencionales. En el folleto de la gama de productos de compuestos para moldeado encontrará información detallada acerca de los productos de ACRYLITE® Satinice disponibles y las series correspondientes de los compuestos básicos para moldeado. Propiedades y comportamiento de los compuestos de ACRYLITE® Resist para moldeado Propiedad clave Comportamiento de las series del compuesto para moldeado de la zkP a la zk6 Resistencia mecánica Va aumentando Resistencia a los impactos Va aumentando Dureza Va disminuyendo Alargamiento de ruptura Va aumentando Temperatura de deformación por calor Va disminuyendo Fluidez Va disminuyendo 5 1.5 ACRYLITE® Heatresist y ­ACRYMID®, con elevada temperatura de deformación por calor bajo carga Los productos de los grupos ACRYLITE® Heatresist y ACRYMID® son compuestos para moldeado claros con diferentes temperaturas de deformación por calor bajo carga. ACRYLITE® Heatresist FT15 es un compuesto para moldeado a base de PMMA con una temperatura de deformación por calor bajo carga más alta y una fluidez mejorada. En particular, es adecuado para aplicaciones de moldeado por inyección altamente exigentes en lo que a la temperatura de deformación por calor y a la fluidez respecta. Su perfil, con estas propiedades especiales, resulta especialmente ventajoso a la hora de diseñar piezas con relaciones complicadas entre el grosor de las paredes y la vía de flujo (como es el caso del moldeado por inyección multicomponente). ACRYLITE® Heatresist hw55 es particularmente apto para el moldeado por inyección de piezas técnicas para aplicaciones sometidas a grandes esfuerzos térmicos y químicos. Se trata de un copolímero a base de metacrilato de metilo (MMA) con componentes comonómeros. Estos permiten una temperatura de deformación por calor bajo carga elevada para los compuestos para moldeado a base de PMMA, además de una resistencia a los productos químicos especialmente alta y de la facilidad de procesado. 6 1.6 ACRYLITE® LED, para aplicaciones LED de retroiluminación e iluminación de contornos ACRYMID® es una polimetacrilimida de metilo (PMMI) con una elevada temperatura de deformación por calor bajo carga que resulta especialmente apta para aplicaciones con temperaturas elevadas, tales como lentes para faros en vehículos, lentes de Fresnel y focos empotrados en muebles. Además de su alta claridad de transmisión lumínica y de su excelente solidez y rigidez, estos compuestos para moldeado especiales presentan una alta resistencia a los productos químicos y valores ópticos estables tras un largo período de exposición al calor. Este es un grupo de compuestos para moldeado especiales para aplicaciones eficientes en el campo de la luminotecnia en combinación con LED. Se pueden elegir productos tanto para la iluminación de contornos, con una transmisión máxima, como para retroiluminación, sin ningún molesto punto con exceso de luz. Para iluminación de contornos Con la luz apagada, el aspecto de los componentes elaborados con compuestos para moldeado de la gama LD es claro y transparente. Estos compuestos para moldeado han sido optimizados para la iluminación de contornos y para luces de guía a lo largo de áreas de diferentes dimensiones. No se requieren plásticos difusores ni microestructuras adicionales en la superficie del componente en cuestión para lograr una emisión uniforme de la luz a lo largo de toda ella. Para retroiluminación Los compuestos de colores para moldeado distribuyen uniformemente la luz cuando se retroiluminan con LED potentes; además, presentan una alta transmisión de esta sin molestos puntos con exceso de luz. Estas propiedades permiten reducir el espacio que se requiere entre la cubierta y la fuente de luz LED, de modo que el grosor de las paredes del componente en cuestión puede optimizarse fácilmente. 1.7 1.8 La transparencia absoluta de los compuestos claros de ACRYLITE® para moldeado permiten obtener colores extremadamente puros y vivos. Sus tonos transparentes no presentan ninguna opacidad y transmiten la luz de manera óptima, mostrando colores intensos. Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado se suministran en granza de tamaño uniforme. Nuestro empaquetado estándar es la caja de cartón de 1500 libras forrada de polietileno. Previa solicitud, tenemos disponibles otros tipos de empaquetado y productos para silos. Mientras que los colores translúcidos transmiten mucha luz con buenos efectos difusores, el atractivo de los colores opacos consiste en su saturación y su lujoso aspecto. Si se almacenan como es debido, todos los tipos de empaquetado garantizan que la absorción de humedad se mantenga a un nivel mínimo. Colores Presentación y empaquetado La transmisión de la luz de cada uno de los colores varía en función del grosor de las paredes. A fin de garantizar que no se produzca una pérdida ni un sangrado de los colores y de que estén protegidos contra los efectos adversos de las temperaturas de procesado, solamente se utilizan colorantes de la más alta calidad. Si desea obtener más información acerca de los colores disponibles, solicítela enviando para ello un correo electrónico a la dirección: [email protected] 7 2. Propiedades físicas Las diversas series de compuestos de ACRYLITE® para moldeado se distinguen por sus propiedades físicas. Además de las características específicas del PMMA aquí descritas, en el folleto de la gama de productos de compuestos para moldeado o en nuestro sitio web www.acrylite-polymers.com encontrará información detallada acerca de todas las series de materiales. Nuestros compuestos para moldeado están además incluidos en la base de datos de materiales CAMPUS, en la que también encontrará valores y gráficos exhaustivos (www.campusplastics.com). 2.1 Thermal properties Al igual que todos los termoplásticos, los compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado y las piezas con ellos elaboradas cambian de estado físico cuando se producen variaciones de temperatura pronunciadas. 2.2 Propiedades mecánicas Desde una temperatura muy baja y hasta los 176 °F (80 °C), el comportamiento mecánico de los compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado no varía sustancialmente. La superficie de las piezas elaboradas con ACRYLITE® presenta la mayor dureza de todos los termoplásticos. En consecuencia, su El estado sólido va hasta el comienzo del resistencia al rayado es buena, lo que implica margen de ablandamiento, en el caso de los que su aspecto sigue resultando atractivo compuestos básicos para moldeado, situado entre los 158 °F y los 212 °F (70 °C a 100 °C) incluso tras manipularse durante un período prolongado. en función de la serie. A continuación, viene el estado termoelástico, que abarca aproximadamente hasta los 338 °F (170 °C). A partir de más o menos 338 °F (170 °C), los compuestos de ACRYLITE® para moldeado se vuelven termoplásticos, pero para el moldeado por inyección suele ser necesario que la masa fundida tenga una temperatura superior a los 392 °F (200 °C). El índice de fluidez volumétrico o MVR (230 °C/3,8 kg) es un valor reológico que describe el comportamiento de la masa fundida a 446 °F (230 °C) en lo que a fluidez respecta. (Consultar las propiedades en el folleto de la gama de productos de compuestos para moldeado, compuestos para moldeado.) Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado no se degradan perceptiblemente por efectos térmicos hasta temperaturas de casi 572 °F (300 °C). Es decir, que pueden procesarse en un amplio margen de temperatura sin que amarilleen ni se descompongan. 8 2.3 Propiedades eléctricas En la electrotecnia se abre un amplio abanico de posibles campos de aplicación para los compuestos de ACRYLITE® para moldeado. La resistencia a la corriente de fuga es tal que los compuestos de ACRYLITE® para moldeado han sido clasificados en la clase más alta según la norma DIN VDE 0303, con un valor CTI (índice de resistencia al encaminamiento eléctrico) >600. La elevada resistividad superficial se mantiene incluso tras la exposición a un arco eléctrico. Dada su buena resistencia dieléctrica, las piezas elaboradas con compuestos de A ­ CRYLITE® para moldeado también se utilizan en sistemas de alta tensión. Es posible que la fricción genere carga electrostática en las piezas hechas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado, lo que puede hacerlas más propensas a atraer el polvo. Para evitar esto a largo plazo, han de limpiarse periódicamente, por ejemplo, con un limpiador antiestático para plásticos. 2.4 Otras propiedades Las piezas elaboradas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado absorben muy poca agua. Incluso tras almacenarse en esta durante un período prolongado, por lo general, la absorción de agua solo es de aproximadamente un 2 % y, en condiciones normales, aún menor. Esto no afecta perceptiblemente a los valores eléctricos, la estabilidad dimensional, la solidez ni a otras propiedades físicas. La permeabilidad al vapor de agua se encuentra dentro del margen normal para los termoplásticos. El coeficiente de permeabilidad es de 4,5 × 10 –10 g cm/cm2 h Pa. De acuerdo con la norma ASTM D1929, las temperaturas de ignición oscilan entre los 720 °F y los 750 °F (382 °C a 399 °C) y todas las temperaturas de ignición espontánea son de 850 °F (454 °C). Y de acuerdo con la norma DIN 51794, la temperatura de ignición de los compuestos de ACRYLITE® para moldeado es de 806 °F (430 °C). Arden sin generar hollín ni gases tóxicos. Según la norma DIN 4102, su comportamiento en fuego está clasificado como B2, de inflamabillidad normal. Por su parte, Underwriter Laboratories clasifica los compuestos de ACRYLITE® para moldeado dentro de la clase UL 94-HB y los considera aptos para exteriores (f1). 9 3. Requisitos técnicos Desde piezas que solo pesan unas onzas (gramos) hasta objetos de varias libras (kilogramos), en las máquinas de m ­ oldeado por inyección se producen miles de artículos para las más diversas aplicaciones. Los compuestos de ACRYLITE® para ­moldeado son de manipulación sencilla y fáciles de procesar en máquinas convencionales. Los requisitos para lograr el mejor producto y, a la vez, el más económico son los siguientes: 1) diseño de la pieza de plástico para optimizar el material y el proceso de fabricación y selección de la serie más adecuada de los compuestos de ACRYLITE® para moldeado; 2) manipulación y secado expertos de los compuestos para moldeado; 3) u na máquina de moldeado por inyección con potencia suficiente, bien diseñada y con un molde de inyección fabricado con precisión; 4) técnicas de procesado adecuadas, acabado experto y salas de producción y equipos limpios. 3.1 Piezas moldeadas por inyección La guía de 2006 de la VDI Gestalten von Spritzgießteilen aus thermoplastischen Kunststoffen («Diseño de piezas moldeadas elaboradas con termoplásticos») proporciona una buena idea en general acerca de todos los puntos relevantes para su diseño. En principio, lo que se expone en ella también se aplica a las piezas elaboradas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado. 3.1.1 Dimensionamiento y diseño En primer lugar, es necesario aclarar si la pieza que se prevé elaborar se va a exponer a esfuerzos mecánicos breves o permanentes. Por lo general, los valores indicados en la tabla de propiedades, divididos por un factor 2 para ir sobre seguro, corresponden a los esfuerzos mecánicos breves. Para la exposición a esfuerzos mecánicos permanentes, siempre que sea posible, es recomendable que el esfuerzo admitido no sea mayor de 1450 psi (10 N/mm2). Estos valores son para condiciones normales. Si una pieza se va a exponer a temperaturas más altas, el factor de seguridad también debería aumentarse, dado que a temperaturas elevadas los valores mecánicos empeoran. En caso de que los componentes vayan a estar sujetos a la influencia de disolventes o plastificantes, se recomienda examinar previamente su resistencia a los productos químicos y aumentar consecuentemente los factores de seguridad. 10 Paredes con grosores diferentes Si las condiciones de procesado son desfavorables, la acumulación de material puede dar lugar a rechupes, a un llenado inadecuado Piezas de paredes finas Las paredes de menos de 0,04 in (1 mm) de del molde y a tensión de contracción. Las grosor son muy complicadas en lo que a pro- diferencias en los grosores de las paredes de una pieza moldeada nunca son conveniencesado y diseño de la pieza moldeada respecta. Con frecuencia, las piezas de paredes tes y, por lo general, pueden compensarse mediante ranuras o curvas. finas se deforman a temperaturas inferiores a los valores indicados, pues presentan una Efecto de muesca mayor orientación molecular debido a su Dado que, debido a sus propiedades esperápido enfriamiento. Esto puede dar lugar a cíficas, el PMMA es sensible a los efectos deformaciones a temperaturas de funcionade muesca, a la hora de diseñar la forma se miento un tanto inferiores a la temperatura recomienda evitar las transiciones con cantos de deformación por calor indicada. vivos. En las zonas de transición, hasta los radios pequeños aumentan considerablemente No obstante, en la actualidad ya es posila resistencia a la rotura. Como las marcas de ble lograr buenos resultados con paredes las entradas a la cavidad, en particular, las de de menos de 0,04 in (1 mm) de grosor, las entradas de aguja, también podrían consiutilizando para ello técnicas de procesado derarse muescas, en la medida de lo posible, optimizadas (tales como el moldeado por se recomienda situarlas en aquellas zonas en inyección y compresión, moldes especiales con control de la temperatura o la inyección que estén expuestas a menores tensiones. rápida). Líneas de soldadura Las líneas de soldadura se producen al Piezas de paredes gruesas encontrarse dos frentes de flujo de la masa Las piezas con paredes de 1 in (30 mm) o fundida cuando la inyección se está llevando más de grosor pueden someterse a moldeado por inyección con resultados impecables, a cabo alrededor de núcleos (aberturas de todo tipo) o al haber diferencias locales en siempre y cuando se disponga del tiempo y la resistencia al flujo. No solamente causan de los medios técnicos suficientes. La inyección y compresión junto con la posibilidad de defectos ópticos, sino que también pueden variar la temperatura durante todo el ciclo de afectar a la estabilidad mecánica de la pieza moldeada. moldeado por inyección son ventajosas a la hora de producir paredes muy gruesas. (Previa solicitud, podemos facilitar información detallada acerca de la resistencia a los productos químicos.) Vía de flujo y temperatura 35 30 Vía de flujo, pulgadas 25 20 15 10 5 0 385 435 485 535 Temperatura del compuesto, °F Si se elige bien la posición del punto de inyección, las líneas de soldadura pueden trasladarse a zonas menos visibles de la pieza moldeada. Asimismo, las condiciones de procesado también son relevantes. Normalmente, con una temperatura elevada del molde y de la masa fundida, una presión de inyección alta y una velocidad de inyección lo suficientemente rápida se logra reducir las líneas de soldadura. Además, la utilización de métodos especiales de procesado permite evitar o minimizar la formación de líneas de soldadura detrás de aberturas y cortes. Una forma de hacerlo es ajustar localmente la temperatura del molde de inyección. Así, este solamente se calienta unos instantes antes de la inyección a una temperatura elevada en la zona de la línea de soldadura. En casos excepcionales, es necesario mecanizar las aberturas tras el moldeado por inyección. Inserciones metálicas En función de la aplicación, puede que sea posible encapsular inserciones metálicas en piezas moldeadas elaboradas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado. Sin embargo, por causa de la contracción del molde y de las diferencias en los coeficientes de dilatación térmica lineal, en tal caso, ha de prestarse atención al aumento de tensión ACRYLITE® L40 ACRYLITE® H12 ACRYLITE® M30 ACRYLITE® H15 ACRYLITE® 8N alrededor de la inserción. El precalentamiento de las inserciones influye favorablemente en el nivel global de tensión de la pieza moldeada. 3.1.2 Llenado del molde Las curvas de flujo mostradas en esta página, en las que se utiliza el grosor de las paredes y la vía de flujo para determinar cuál es el Las inserciones no deberían tener cantos vimaterial más adecuado para una aplicación, vos, ya que estos pueden aumentar la tensión ayudan a calcular el llenado del molde con el de muescas en el plástico. Si se produce un material. En la tabla de esta página se muesagrietamiento por tensión, se recomientran ejemplos de curvas de flujo de compuesda utilizar el compuesto para moldeado tos básicos de ACRYLITE® para moldeado. ­ACRYLITE® Resist. Normalmente, es mejor insertar las piezas metálicas posteriormente, por ejemplo, mediante adhesión o tecnología de ultrasonidos. Ángulos de desmoldeo Para desmoldar una pieza, se recomienda ayudarse de ángulos de desmoldeo. Ha de disponerse un ángulo de desmoldeo de al menos 1°. Asimismo, el desmoldado resultará más sencillo si la superficie del molde está bien pulida y la textura de esta, bien definida. Destalonamientos Dado que podrían dar lugar a la rotura de la pieza al desmoldarla, se recomienda no realizar destalonamientos en las piezas elaboradas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado. Para obtener destalonamientos es mejor utilizar moldes de corredera. Previa solicitud, estaremos encantados de facilitarle las curvas de flujo de otras series de materiales. Para llenar el molde de forma fiable, se recomienda elegir un grosor para las paredes que sea ligeramente mayor que el indicado en las curvas de flujo. Asimismo, han de tenerse en cuenta la longitud y el diámetro de los canales de alimentación. Las fichas informativas de nuestros productos incluyen información sobre las temperaturas de la masa fundida y del cilindro correspondientes a cada una de las series de compuestos para moldeado. Si se utilizan moldes de inyección complejos, desde el punto de vista de los costes, es eficiente simular el proceso de llenado con un programa de simulación adecuado (por ejemplo, Moldflow®). EVONIK puede facilitarle los paquetes de datos necesarios sobre los materiales y prestarle asistencia técnica para ello. 11 DE DME D 18% 22% 60% Fig. 1: esquema de la sección transversal del canal de alimentación Diámetro del tornillo Diámetro* D (in) Diámetro de la zona de dosificación DME (in) Diámetro de la zona de alimentación DE (mm) Paso t (in) Ancho del filete E (in) Relación de compresión KC (in) Relación longitud/ diámetro del tornillo L/D (in) 0,983 0,839 0,669 0,983 30,118 2,0 : 1 20 : 1 1,378 1,205 1,378 1,378 40,157 2,1 : 1 20 : 1 1,772 1,567 1,299 1,772 4/6 0,157/0,236 2,1 : 1 20 : 1 * Para tornillos de más diámetro, tómese nota de las recomendaciones de los fabricantes de máquinas de moldeado por inyección. 3.2 3.3 Para procesar los diferentes compuestos de ACRYLITE® para moldeado puede recurrirse a varios sistemas de moldeado por inyección, variantes de estos y técnicas especiales. En la industria se utilizan convencionalmente los siguientes procesos: Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado pueden procesarse en todas las máquinas de moldeado por inyección convencionales. Para elaborar piezas para aplicaciones altamente exigentes, se recomienda utilizar una máquina con tecnología punta en los controles y el registro de datos de los procesos. El sistema de accionamiento elegido dependerá de las piezas que se quieran fabricar y de los requisitos de calidad. Proceso de moldeado por ­inyección • moldeado por inyección estándar; • moldeado por inyección y compresión; • moldeado por inyección multicomponente; • moldeado con inserción de películas/revestimiento en el molde; • moldeado por inyección y soplado. El proceso adecuado dependerá de los requisitos que haya de cumplir el componente (geometría, función e implementación funcional en este, calidad, etc.). 12 Máquinas de moldeado por inyección Por lo general, un sistema de accionamiento eléctrico puede suponer ventajas tales como el control preciso de la presión y de la carrera y el consumo de energía. No obstante, los accionamientos eléctricos no soportan bien los largos tiempos de presión de mantenimiento y de compresión asociados a las piezas de paredes gruesas. Con las máquinas eléctricas, suele resultar difícil retirar los núcleos por vía hidráulica. Los accionamientos hidráulicos ofrecen un sistema probado con una flexibilidad muy alta en lo que a la retirada de núcleos respecta, además de largos tiempos de presión de mantenimiento y de compresión. Sin embargo, dada su lentitud en la transmisión de energía, los tiempos de control son más largos y la precisión, menor. Si se les realiza el mantenimiento correctamente, las máquinas hidráulicas también tienen un alto estándar de limpieza. Las máquinas híbridas (unidad de cierre hidráulica y unidad de plastificación eléctrica) combinan las ventajas de ambos sistemas de accionamiento. 3.3.1 Fuerza de cierre En un proceso de moldeado por inyección estándar con compuestos de ACRYLITE® para moldeado, para obtener una relación entre la longitud de flujo y el grosor de las paredes <100/1, basta con una fuerza de cierre de aproximadamente 350 kg/cm2 o 2,5 t/in2 con respecto a la superficie proyectada de la pieza moldeada. Asimismo, para obtener una relación entre la longitud de flujo y el grosor de las paredes >100/1, basta con una fuerza de cierre de aproximadamente 700 kg/cm2 o 5 t/in2 con respecto a la superficie proyectada de la pieza moldeada. Si se utiliza un proceso completo de moldeado por inyección y compresión, la fuerza de cierre requerida puede reducirse aproximadamente un tercio. Una fuerza de cierre demasiado baja puede dar lugar a un exceso de rebaba en las piezas moldeadas. Si se realiza el moldeado por inyección durante mucho tiempo con una fuerza de cierre inadecuada podría dañarse el molde. Por lo general, que la fuerza de cierre sea excesiva no produce ningún daño. Se requerirá una fuerza de cierre mayor, sobre todo, en procesos especiales (moldeado por inyección de piezas de paredes finas a velocidades de llenado altas). Pautas para diseñar tornillos de moldeado por inyección Elemento Recomendación Geometría del tornillo sin ­desgasificación Screw lenght = 20D Zona de alimentación L = 12 × D (60 %) Profundidad de filete en la zona de alimentación h = 0,15 × D Zona de compresión L = 4 × D (20 %) (mejor 3D) (núcleo progresivo) Zona de dosificación L = 4 × D (20 %) Profundidad de filete en la zona de dosificación h = 0,07 x D Compresión 2,1 Paso 1D 3.3.2 Unidad de plastificación Normalmente, los compuestos de ­ACRYLITE® para moldeado pueden procesarse con unidades estándares de plastificación para termoplásticos. Válvula antirretorno Para procesar ACRYLITE®, se recomienda equipar los tornillos con una válvula antirretorno de tipo anillo. Resultan adecuadas las válvulas de tres alas. El diseño de las válvulas antirretorno y de la punta del tornillo ha de garantizar que el material pase bien a fin de evitar acumulaciones de este y la formación de partículas negras como consecuencia. Dado su alto cizallamiento de los materiales, las válvulas de retención de bola no se consideran aptas para procesar compuestos de ACRYLITE® para moldeado. Geometría del tornillo y cilindro plastificador Las divisiones en zonas que nosotros proponemos coinciden con las recomendaciones estándares para tornillos. En el procesado de PMMA, si se restringe la zona de compresión a 3 × D, esto puede reducir, además, el riesgo de entrada de aire. En general, recomendamos consultar al fabricante de la máquina acerca de los tornillos especialmente ideados para el PMMA. Los polímeros ACRYLITE® y ACRYLITE® Resist pueden procesarse en máquinas de moldeado por inyección comerciales con tornillos de uso Recomendaciones para el acero del tornillo Tipos de acero comunes para N.º de material Denominación cilindros 1.8519 31CrMoV9 1.8550 34CrAINi7 1.4122 X35CrMo17 1.4057 X22CrNi17 tornillos general, siempre y cuando la relación de compresión sea inferior a 2,5:1. A fin de mantener un tiempo de permanencia razonable y de minimizar la degradación por cizallamiento, la cantidad de material inyectada debería oscilar entre el 40 y el 60 % de la de la capacidad del barril. También se pueden utilizar tornillos y cilindros estándares que sean adecuados para otros termoplásticos (tales como PC o ABS). Unidad especial de plastificación con desgasificación Por lo general, para elaborar piezas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado, se pueden utilizar tornillos de 5 zonas con salida de aire con un cilindro con desgasificación abierto. Si se utiliza una unidad de plastificación con desgasificación, no es necesario secar el compuesto para moldeado antes del proceso de moldeado por inyección. Esto también puede compensar un mayor nivel de humedad en el compuesto que pudiera darse, por ejemplo, por no almacenarlo como se debe. En especial, es aconsejable utilizar un tornillo con desgasificación a la hora de procesar productos con un alto contenido de agua o una elevada proporción de materiales de relleno inorgánicos en forma de plaquitas (como pueden ser algunos pigmentos). De lo contrario, puede que la cadena del polímero o los materiales de relleno tengan que ser sometidos a un secado prolongado en un deshumidificador. No obstante, han de tenerse en cuenta los siguientes puntos: • la carrera de dosificación máxima que se puede usar es limitada; • existe riesgo de contaminación de la masa fundida por partículas o por degradación en la zona de desgasificación; • es necesario ajustar el perfil de temperatura y en la zona de desgasificación se recomienda ajustarla a ~50 °F (10 °C) más. 13 4 2 20 8 2 1 2 10 60 108 120 150 4 1 1 1 2 1 1 3 4 3 3 4 4 3 4 5 4 5 2 Fig. 2: canal de alimentación 1 y 2 = secciones transversales convenientes 3 y 4 = secciones transversales poco convenientes sections 12° Fig. 3: entrada ancha en los extremos A = mazarota B = sección transversal del canal de alimentación 3.4 Molde de inyección El diseño del molde y la precisión en la producción de este son cruciales para la calidad de las piezas moldeadas. 3.4.1 Canales de alimentación Para los canales de alimentación, las secciones transversales más adecuadas son las circulares o las trapezoidales. Sin embargo, las elípticas o rectangulares resultan menos convenientes (fig. 2) Esto se ve claramente en el ejemplo de una pieza moldeada con entrada en el extremo y canal de alimentación trapezoidal (fig. 3). 3.4.2 Entrada a canales fríos Al procesar ACRYLITE® ha de tenerse en cuenta que estos compuestos para moldeado presentan una viscosidad mayor que la de otros plásticos técnicos amorfos o parcialmente cristalinos. Por eso se recomienda que la entrada a la cavidad del molde sea lo más gruesa y lo más corta posible, además de elegir las dimensiones adecuadas para la configuración de los canales de alimentación y la entrada. En función de la geometría de la pieza y del sistema de moldeado que se vaya a utilizar, han de considerarse los sistemas de entrada a continuación presentados. Normalmente, para obtener buenos resultados al llenar la cavidad y desmoldar la pieza, la sección 14 transversal de la entrada a esta debería equivaler a aproximadamente un tercio del grosor de las paredes de la pieza y, en el caso de las piezas gruesas, a la mitad de dicho grosor. Entrada de espiga (fig. 4) Establece una conexión directa entre la boquilla de inyección y la pieza moldeada por medio de una sección transversal que va aumentando. La entrada al bebedero ha de tener un ángulo de desmoldeo de al menos 2 °– 3 °, si bien un ángulo más amplio facilita el desmoldado de la espiga o mazarota. Las entradas de espiga se utilizan tanto en el moldeado de piezas simples como en el de piezas de paredes gruesas y de precisión. Durante la fase de presión de mantenimiento, que puede durar varios minutos en función del grosor de las paredes de las piezas moldeadas, ha de seguir introduciéndose suficiente masa fundida para reducir la pérdida de volumen y evitar los consiguientes rechupes y oquedades. El grosor de la sección transversal más fina debería equivaler a entre un tercio y la mitad del de las paredes de mayor grosor. El grosor de la entrada a la cavidad es más importante que su ancho, de modo que no se puede sustituir una entrada gruesa y estrecha por otra fina y ancha. Se recomienda evitar los cantos vivos en el canal de alimentación y en la pieza moldeada, así como que los radios sean lo suficienteSi la entrada de espiga no está situada justo mente amplios como para evitar la formación al lado de la pieza moldeada, se recomienda de chorros y que la masa fundida se pliegue. instalar un pozo para el tapón frío enfrente de la entrada a la cavidad a fin de recoger A fin de minimizar las pérdidas de material, la masa fundida más fría que sale primees aconsejable situar las cavidades del molde ro de la boquilla. Aquí también se puede tan cerca como sea posible del canal de instalar un expulsor por destalonamiento alimentación (primario) (fig. 6) que extraiga la mazarota del manguito del bebedero (fig. 5). Formas especiales para piezas de paredes muy gruesas (lentes, prismas …) Para obtener lentes de gran calidad, es importante que todo el sistema de entrada tenga las dimensiones adecuadas. Fig. 4: entrada de espiga 1 = cavidad de moldeo 2 = entrada a la cavidad 3 = bebedero 4 = mazarota Fig. 6: sistema de canales de alimentación para una lente de 0,551 pulgadas de grosor 58 58 1 2 A 3 r=1 24 4 A Ø7 Sección A-A 20 10 14 45 Fig. 5: mazarota con orificio colector para tapón frío 1 = pieza moldeada por inyección 2 = expulsor con gancho extractor B Ø10 R 5 1 4 2 10 Detalle B 1 2 15 1 2 3 4 1 1,5 Ø4,5 0,7 Ø7 11,5 15 Ø7 30 11,5 50 4 Fig. 7: ejemplo de un molde de inyección de doce cavidades para lentes de paredes finas con una entrada restringida que ha de dejarse tan corta como sea posible. La sección transversal de esta entrada en concreto es de aproximadamente 0,0023 in2. En dirección al artículo, los bordes de la entrada están un tanto redondeados para evitar que al inyectar el compuesto este chorree libremente. Entrada de aguja Este tipo de entrada suele elegirse para moldes de inyección con varias cavidades, pues la mazarota se retira automáticamente durante el proceso de desmoldado, sin necesidad de tratamiento posterior. Por lo general, la marca de la entrada a la cavidad que queda en la superficie de la pieza moldeada puede ocultarse a la vista colocándola en el lugar adecuado. En la fig. 7 se muestra un molde de inyección de 12 cavidades para lentes de paredes finas con una entrada de aguja. Además, ha de tenerse en cuenta que cerca del punto en el que se retira la mazarota la pieza moldeada presenta una resistencia mecánica menor. En la fig. 8 se muestra un extractor de mazarota para manguitos inyectados en el extremo a través de cuatro entradas de aguja cada uno. 16 Fig. 8: extractor de mazarota (molde de tres placas) para artículos de tipo manguito 1 = núcleo 2 = empalme de la entrada a la cavidad 3 = empalme del canal de alimentación 4 = cuatro entradas; los cuatro espacios intermedios sirven de apoyo al núcleo Estas entradas no deberían ser demasiado pequeñas, dado que eso haría necesarias presiones de inyección excesivas, dando lugar a que el material se enfrentara a índices de cizallamiento excesivos y la pieza moldeada no quedara lo suficientemente llena. Para piezas pequeñas, basta con un diámetro de entre 0,024 in y 0,028 in (0,6 mm a 0,7 mm). Las fuerzas de cohesión del PMMA son relativamente altas, lo que podría propiciar la formación de chorros en la cavidad del molde con efectos no deseados. En la fig. 9 la entrada de aguja está s­ ituada en un lateral, directamente en la pieza ­moldeada. Fig. 9: entrada de aguja 1 = empalme para el canal de alimentación y la pieza moldeada 1 Sección A-A 1,5 40 50 560 Ø6 70 A 7 1,5 25 A Ø10 Fig. 10: entrada de película Entrada de película Ese tipo de entrada se prefiere para piezas moldeadas tales como reglas, lentes para focos traseros o ventanas para caravanas, que no pueden tener ninguna marca en la superficie visible. A fin de evitar cargar un lado del molde de inyección y de la unidad de cierre, por razones de simetría, se recomienda utilizar dos cavidades (fig. 10). Esto también tiene la ventaja de que el canal de alimentación puede dimensionarse de manera que cumpla los requisitos. En este caso, el grosor de la entrada a la cavidad es más importante que su ancho (fig. 11). Para garantizar un llenado uniforme de la cavidad del molde, se recomienda proveer todos los cantos vivos de un radio razonable, de modo que se eviten la formación de chorros, las bolsas de aire por pliegues en la masa fundida o las líneas de soldadura. En el caso de las piezas más largas, como pueden ser reglas, chapas o paneles para pilares de automóviles, lo ideal es colocar la entrada en el extremo de estas. Eso da lugar a una orientación longitudinal de las moléculas, que aumenta la solidez de la pieza y potencia su resistencia al esfuerzo de flexión (fig. 12). Fig. 11: entrada de película Fig. 12: entrada de película A 2 3 Ø8 Sección A-A Ø6 1 Ø6 5 12 8 10 280 50 25 Ø10 4 A 500 5 2 50 110 17 3 55 Cono 2–3° 2–3 ° Kegel 0° °–2 10 4 2 1– 1. 5 75 2 Fig. 13: entrada de película para piezas grandes Entrada de lengüeta para piezas grandes Esta modalidad especial se utiliza en el caso de piezas de superficies grandes, tales como paneles o cubiertas, para garantizar una distribución uniforme de la masa fundida (fig. 13). Entrada de túnel Con las entradas de túnel, la pieza moldeada se separa automáticamente del canal de alimentación durante el proceso de desmoldado. Los canales de alimentación se sitúan en las juntas cerca de las piezas moldeadas y se conectan a estas mediante un túnel que lleva a la cavidad del molde con cierto ángulo (fig. 14). Cuando el molde se abre, al principio, la pieza moldeada continúa unida al canal de alimentación de la mitad del molde que se está moviendo para, posteriormente, ser cizallada al avanzar el expulsor. La mazarota se queda unida al canal de alimentación y hay que retirarla del túnel junto con el canal. En otros tipos de construcción, la mazarota es cizallada cuando comienza a abrirse el molde. Con este tipo de entrada, las piezas moldeadas solamente pueden inyectarse por el lateral. Dada la fragilidad natural del PMMA, esto suele hacer que pequeños fragmentos se asienten en la superficie del molde durante la 18 0° –4 0° 0. 6– 2 Ø 60 Ø6 2 Ø12 14 Fig. 14: entrada de túnel siguiente inyección, lo que puede dar lugar a defectos. Los elevados índices de cizallamiento alrededor de la entrada a la cavidad durante la inyección también pueden causar problemas de procesado. De ahí que las entradas de túnel solamente sean aptas para piezas moldeadas por inyección con compuestos de ACRYLITE® para moldeado de paredes finas. 3.4.3 Sistemas de canales calientes Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado pueden procesarse con sistemas de canales calientes, bien con boquillas de cierre o bien con boquillas abiertas. Normalmente, estos sistemas garantizan pérdidas de presión escasas con secciones transversales de los canales de alimentación claramente definidas y que favorecen la circulación (fig. 15). Para procesar ACRYLITE® con sistemas de canales calientes se recomienda utilizar boquillas calefactadas por el exterior. Los canales de alimentación calefactados por el interior (torpedo) causan problemas debido a su estructura (sección transversal anular) y a las pérdidas de presión y los cambios de color de esta derivados. Las pérdidas de presión hacen que se requiera una mayor temperatura, pudiendo dar lugar a cizallamiento, degradación y marcas de entrada a la cavidad. A la hora de diseñar sistemas de canales calientes, siempre hay que sopesar el esfuerzo de cizalla sobre la masa fundida durante la inyección frente al efecto de purga del sistema de canales calientes. A fin de evitar un tiempo de permanencia de la masa fundida innecesariamente largo, el volumen de esta en el canal caliente no debería sobrepasar el peso del material inyectado. Para impedir que se produzcan picos locales de temperatura y los consiguientes daños al material, se aconseja instalar conductores térmicos dispuestos simétricamente que garanticen una distribución uniforme y precisa de la temperatura en el sistema de canales calientes. En general, ha de garantizarse que la masa fundida sea transportada por los canales de alimentación de forma cuidadosa. Estos han de tener secciones transversales grandes sin esquinas ni cantos, además de transportar la masa fundida por medio de elementos deflectores diseñados para una fluidez perfecta, en la medida de lo posible, sin zonas de remanso. En los moldes con varias cavidades, se aconseja asegurarse de que haya un equilibrio natural de la masa fundida. Si las vías de flujo a la cavidad son cortas, el volumen de la masa fundida en el canal caliente se puede mantener al mínimo. Fig. 15: sistema de canales calientes con boquilla de cierre y boquilla abierta Se recomienda calcular y optimizar todo el sistema (canales calientes, boquillas de estos y entrada a la cavidad) junto con el fabricante de los canales calientes y llevar a cabo una simulación del llenado del molde (por ejemplo, con Moldflow®) a partir de los datos de los materiales. Sistema con válvula de aguja A la hora de dimensionar el orificio de una boquilla de cierre, ha de prestarse atención para que el elegido no sea demasiado pequeño, pues, de lo contrario, a altas velocidades de cizallamiento, podría dañarse el material. Se recomienda el uso de sistemas de cierre cilíndricos. Sin embargo, también se pueden obtener buenos resultados con sistemas de cierre cónicos (intersticio anular). Al procesar compuestos de ACRYLITE® para moldeado puede situarse la mazarota en la pieza moldeada en una zona visible utilizando para ello mecanismos de canales calientes con cierre de aguja. No han de olvidarse los requisitos en cuanto a la visibilidad de la mazarota, la cual debe ser lo más discreta posible. Sin embargo, la zona frontal de la aguja ha de estar pulida y un tanto curvada y, de ella, unas cuantas décimas de milímetro (aproximadamente 0,004 in [aproximadamente 0,1 mm]), dentro de la pieza. . Ha de garantizarse la separación térmica exacta del molde de inyección, el canal caliente (en especial, de la boquilla de este) y la cavidad. Si se transfiere a la cavidad una energía térmica excesiva, esto podría perjudicar la zona de la pieza moldeada (rechupes y defectos ópticos). En la práctica ha quedado probado que el control anular independiente de la temperatura alrededor del canal caliente, conductos de refrigeración incluidos, permite una mayor amplitud de la ventana de procesado. 19 Tolerancias de contracción (%) 3.4.4 Contracción de los compuestos de ­ACRYLITE® y ACRYMID® para moldeado Para los plásticos, se establece una distinción fundamental estandarizada entre contracción durante el proceso de moldeado, contracción posterior y contracción total. Estos valores de contracción se determinan de acuerdo con la norma ASTM D 955. Dado que los compuestos de ACRYLITE® y ACRYMID® para moldeado son materiales amorfos, la contracción durante el proceso de moldeado es relativamente baja y la posterior puede obviarse. De ahí que ambos tipos de contracción se consideren uno solo. Por lo general, la contracción durante el proceso de moldeado no es la misma en la dirección del flujo y en perpendicular a esta, por lo que los valores de contracción medidos en dirección longitudinal para los compuestos de ACRYLITE® para moldeado suelan ser un tanto mayores. Los parámetros de procesado también influyen en gran medida en la contracción, resultando crucial la presión de mantenimiento. Cuanto mayor sea la presión de mantenimiento eficaz, menor será la contracción resultante. En la anterior tabla se muestran las tolerancias de contracción de varios productos ordenados según las condiciones de procesado. 20 Material Contracción Material Contracción ACRYLITE® L40 0,2 – 0,6 ACRYLITE® Hi-Gloss FT8 0,2 – 0,5 ACRYLITE® M30 0,2 – 0,6 ACRYLITE® Hi-Gloss FT15 0,3 – 0,6 ACRYLITE® H12 0,2 – 0,6 ACRYLITE® Hi-Gloss NTA-1 0,3 – 0,6 ACRYLITE® H15 0,2 – 0,6 ACRYLITE® 8N 0,2 – 0,5 ACRYLITE® Resist zkP 0,3 – 0,6 ACRYLITE® Resist zkF 0,3 – 0,6 ACRYLITE® Resist zk5BR 0,4 – 0,7 ACRYMID® TT30 0,2 – 0,5 ACRYLITE® Resist zkX 0,4 – 0,7 ACRYMID® TT50 0,2 – 0,5 ACRYLITE® Resist zkM 0,3 – 0,6 ACRYMID® TT70 0,1 – 0,4 ACRYLITE® Resist zk6SR 0,4 – 0,7 ACRYLITE® Heatresist FT15 0,3 – 0,6 ACRYLITE® Resist zkD 0,3 – 0,6 ACRYLITE® Heatresist HW55 0,4 – 0,6 ACRYLITE® Resist zk6 0,4 – 0,7 3.4.5 Desgasificación del molde Durante el proceso de inyección, el aire que se encuentra en la cavidad tiene que poder salir. Normalmente, puede hacerlo por la junta o el expulsor. Si esto no es posible, el aire se comprimirá al final de la vía de flujo dejando marcas negras en la pieza moldeada («efecto diésel») y en la superficie del molde. En caso de moldear piezas por inyección permanentemente en estas condiciones, podría dañarse la superficie de la cavidad. A fin de garantizar una buena desgasificación del molde, resultan útiles los canales de salida de aire en la superficie de junta. Así, se puede fresar en dicha superficie un canal de entre 0,0079 in y 0,0394 in (0,2 mm a 1 mm) de profundidad. En la transición a la cavidad, se recomienda insertar una abertura de aproximadamente 0,0006 in a 0,002 in (0,015 mm a 0,051 mm) de profundidad y 0,2 in a 0,4 in (5 mm a 10 mm) de ancho. Al principio, se recomienda utilizar un canal de salida de aire de menor profundidad para evitar que se produzcan rebabas. Temperatura máxima de desmoldado para compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado en función del grosor de las paredes tomando como ejemplo una pieza en forma de plancha Temperatura (°F) 266 230 194 158 0,059 0,079 0,098 0,118 0,138 0,157 Grosor de las paredes (in) 3.4.6 Desmoldado de la pieza moldeada El PMMA es un polímero amorfo de muy baja contracción. Dadas sus propiedades mecánicas, ha de ponerse atención en no deformar la pieza al retirarla del molde. De lo contrario, esta podría romperse. Se recomienda no sobrepasar notablemente las temperaturas máximas de desmoldado para las piezas de ACRYLITE®. (Véase el diagrama de esta página.) Además de los ángulos de desmoldeo en la pieza moldeada y en el sistema de entrada ya mencionados (como mínimo, de 1°), es recomendable asegurarse de que el expulsor aplique las cargas de forma homogénea. Los expulsores contorneados resultan especialmente aptos para esto. Asimismo, han de pulirse adecuadamente los ángulos de desmoldeo en la dirección de desmoldado. En particular con las piezas moldeadas que, dada su forma, podrían hacer el vacío al desmoldarlas es conveniente recurrir a un poco de aire para separarlas más fácilmente. Este puede introducirse, por ejemplo, a través de inserciones metálicas sinterizadas porosas. Se desaconseja desmoldar destalonamientos de piezas elaboradas con compuestos de ACRYLITE® para moldeado, dado que estas podrían romperse. Para obtener destalonamientos es mejor utilizar moldes de corredera. 21 Aceros para herramientas recomendados N.º de material Código 1.2083 ESU X42Cr14 Acero inoxidable, muy adecuado para pulidos con brillo intenso 1.2343 ESU X38CrMoV5–1 Acero altamente resistente al desgaste, muy adecuado para pulidos con brillo intenso; también puede utilizarse en moldes grandes 1.2767 ESU X45NiCrMo4 Acero de gran tenacidad, muy adecuado para pulidos con brillo intenso 1.2764 Acero antialabeamiento con una alta dureza de superficie; de pulido fácil 1.2316 X36CrMo17 Acero inoxidable, puede pulirse hasta cierto punto 1.2738 40CrMnNiMo8–6–4 Acero para moldes muy grandes, puede pulirse hasta cierto punto 3.4.7 Acero para herramientas y tratamiento de superficies Durante el moldeado por inyección, los compuestos básicos de ACRYLITE® para moldeado no desprenden sustancias corrosivas que puedan dañar la superficie del molde. Por lo tanto, para las inserciones en la cavidad pueden utilizarse los tipos convencionales de acero para herramientas. Lo importante es que sean adecuados desde el punto de vista del pulido. Por este motivo, se utilizan grados muy puros de acero de cromo con una morfología homogénea fabricados mediante refundido en vacío o refundido eléctrico con escoria. (Véase la tabla anterior) Para la matriz del molde pueden utilizarse aceros convencionales (tales como el 1.1730). En algunos casos particulares, como puede ser al utilizarse ciertos compuestos especiales de ACRYLITE® para moldeado, puede que la pieza moldeada tienda a adherirse a la superficie del molde con más fuerza. De ser así, resulta eficaz revestir dicha superficie de TiN o CrN. Tratamiento de superficies Para obtener piezas con una alta calidad superficial (de clase A), es fundamental utilizar cavidades con superficies de acero totalmente lisas. Las superficies con brillo especular, sin arañazos ni surcos, deberían tener una rugosidad media de Ra = 0,01 μm. Estos grados pueden obtenerse mediante pulido 22 a mano o con diamantes. En función del campo de aplicación y de los requisitos, los compuestos de ACRYLITE® para moldeado son ideales para reproducir microestructuras y nanoestructuras. Si le interesa aplicar este tipo de estructuras a la superficie de un molde, consulte a los proveedores y fabricantes de herramientas habituales. 3.4.8 Control de la temperatura del molde Con frecuencia, al procesar compuestos de ACRYLITE® para moldeado se subestima la influencia de la temperatura del molde en las propiedades de la pieza acabada. Si se inyecta la masa fundida en un molde demasiado frío, esto dificultará su llenado y puede dar lugar a una elevada tensión de enfriamiento, alabeamiento, una fuerte orientación y rechupes. Las dimensiones y la situación de los canales calefactores/refrigeradores han de ser tales que todas las zonas de la pieza moldeada se mantengan a una temperatura constante. Además, no puede olvidarse que en las zonas gruesas de las piezas moldeadas es necesario disipar más calor que en las finas. Cuanto más cerca estén los canales de la superficie de la pieza moldeada, más eficaz será el control de la temperatura. La contracción de las piezas con importantes diferencias de grosor en sus paredes puede compensarse ajustando las diversas zonas del molde a distintas temperaturas. Normalmente, la cara de la pieza moldeada que tiende a deformarse cóncavamente se calienta a una temperatura inferior, mientras que, en la otra cara, se mantiene la misma temperatura o se sube. Ajustando una temperatura más alta por separado o puntualmente en las zonas de confluencia de masas fundidas (líneas de soldadura) puede lograrse que las piezas tengan mejores propiedades ópticas y mecánicas. Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado requieren que los moldes presenten temperaturas por encima de los 140 °F (60 °C). En casos especiales, puede que sean necesarias temperaturas de hasta 284 °F (140 °C). Los moldes pueden ponerse a esta temperatura utilizando agua presurizada, aceite o una calefacción por resistencia. En tal caso, tanto el molde como todo el sistema periférico para el control de la temperatura (equipo calefactor/refrigerador, canales para los medios, empalmes) han de estar diseñados para esas temperaturas. El calor que irradia el exterior del molde podría impedir un control uniforme de la temperatura a pesar de haber instalado la potencia calorífica correcta. De ser así, resulta útil aislar el exterior del molde. En ciertos casos (como piezas moldeadas con importantes diferencias de grosor en sus paredes o la reproducción de alta precisión de microestructuras y nanoestructuras) puede que sea necesario recurrir a un control © Hyundai dinámico de la temperatura del molde. En el mercado hay disponibles varios sistemas para ello. Estos se clasifican en función de dónde estén situados (dentro o fuera del molde) y del método de transferencia de la energía: • proceso externo por calefacción y refrigeración de fluidos; • proceso externo por calefacción eléctrica (por resistencia, inducción o infrarrojos) y refrigeración de fluidos; • proceso interno por calefacción eléctrica (por resistencia o inducción) y refrigeración de fluidos. Todos estos sistemas tienen en común la necesidad de contar con un sensor de temperatura próximo a la cavidad. Este se requiere para controlar el ciclo de calefacción/refrigeración. En lo tocante al diseño y la elección del sistema adecuado, rogamos consulte a los fabricantes de moldes y a los proveedores de sistemas de control de la temperatura, que disponen de la experiencia necesaria. 23 4. Manipulación de los productos A fin de fabricar piezas y superficies cuyo aspecto satisfaga requisitos muy exigentes es necesario tomar medidas especiales en lo tocante a la manipulación del material y al procesado. 4.1 4.2 4.3 Al igual que muchos otros termoplásticos, los compuestos de ACRYLITE® para moldeado son higroscópicos. Esto quiere decir que, en función de las condiciones de almacenamiento, la granza absorbe la humedad ambiental. Y, dependiendo del grado de humedad y de las condiciones de procesado, esto puede dar lugar a defectos en las piezas moldeadas (ampollas, estrías, superficie mate, etc.). En los componentes transparentes hechos de ACRYLITE® que tienen superficies con brillo intenso, hasta las contaminaciones más pequeñas durante la manipulación y el transporte del material dan ya lugar a defectos visibles en la pieza moldeada por inyección. A la hora de manipular la granza, la limpieza es fundamental. Almacenamiento Los empaquetados de Evonik (entre otros tipos, cajas de cartón forradas de PE) han sido diseñados para evitar que la granza absorba humedad. No obstante, para garantizar un procesado óptimo, se recomienda secarla previamente. Las condiciones de almacenamiento a continuación indicadas permiten un período de almacenamiento máximo con una absorción de humedad que puede obviarse: • almacén con condiciones climáticas ­constantes; • no abrir los recipientes hasta poco antes de que vayan a usarse; • volver a sellar (herméticamente) los ­recipientes una vez abiertos. 24 Extracción del material Por lo tanto, para producir piezas moldeadas altamente transparentes de calidad intachable con compuestos de ACRYLITE® para moldeado, la limpieza absoluta a la hora de preparar y procesar la granza es clave. Algunos comentarios con respecto a la manipulación de recipientes: • Debido a la carga electrostática del PE del forro de la caja, antes de abrir los recipientes, se recomienda retirar la contaminación visible de estos fuera del área de procesado. • A fin de evitar una contaminación de la granza con trozos rasgados de la película, para abrirlo, el forro de PE ha de cortarse con un cuchillo. • Para extraer pequeñas cantidades de granza se recomienda utilizar una pala de acero inoxidable. Las palas de aluminio no son aptas para la granza de ACRYLITE® debido a la posibilidad de que se desprendan virutas del metal. • Una vez extraída la granza, los recipientes abiertos han de volver a sellarse inmediatamente. Transporte del material Indicaciones para el transporte a mano de la granza: • Extraer la granza solamente en entornos limpios y sin polvo. • Utilizar únicamente recipientes de acero inoxidable. • Usar los recipientes de transporte solo para ACRYLITE®. No cambiar nunca de otros termoplásticos a ACRYLITE® sin limpiar a fondo los recipientes (a ser posible, lavándolos). • Procurar no cambiar el producto de recipiente si no es necesario. • Dado el riesgo de contaminación cruzada, marcar con etiquetas la granza que se haya devuelto al recipiente después de estar en las tolvas de las máquinas. • No volver a utilizar la granza que se haya derramado. Recomendaciones para el transporte ­neumático de la granza: Para extraer el material de los recipientes, se recomienda utilizar un tubo de succión como el que se muestra en la fig. 16. Indicaciones para el diseño de unidades transportadoras neumáticas: • El aire de transporte (el que entra al tubo de succión) ha de pasar por un filtro. • La bolsa de PE ha de fijarse al tubo herméticamente. • ¡No succionar nunca material para extraerlo de recipientes abiertos! • Utilizar filtros con poros de ≤ 5 µm de amplitud. • Todas las partes del tubo y los empalmes que vayan a entrar en contacto con la granza tienen que ser de acero inoxidable. • Los tubos y tolvas de aluminio, los empalmes de cobre, etc. no son adecuados. • Hasta la más mínima contaminación (como pueden ser las virutas de tuberías de alimentación) reduce el brillo y las propiedades ópticas. • Si la velocidad de transporte es alta o el radio de curvatura de las tuberías es pequeño, aumentará la abrasión del PMMA (virutas) y puede que estas se vean después en la pieza moldeada. • Si se van a procesar varios termoplásticos diferentes, es aconsejable utilizar una unidad transportadora independiente para ACRYLITE®. Esto permite ahorrar gastos de limpieza y tiempo, a la vez que evita la contaminación con otro material. • Si va a utilizarse la unidad transportadora para ACRYLITE® después de haberse usado para otro plástico, es necesario limpiarla a fondo (desmontarla, lavarla y secarla). Fig. 16: extracción del material de las bolsas individuales mediante succión Para evitar dañar la boca de entrada de PE, se recomienda colocar una punta protectora en el extremo afilado del tubo de succión. Aire filtrado Filtro de 5 µm Fijar herméticamente la bolsa de PE al tubo. Tubo de succión sí Granza no 25 4.4 Instalaciones con silos Al instalar silos, es muy importante elegir el mejor material para almacenar la granza de ACRYLITE®. Como el PMMA es muy duro y, por lo tanto, abrasivo, se desaconseja utilizar materiales plásticos para los silos. Las recomendaciones que se han dado para las unidades transportadoras neumáticas también son válidas para esto. Instrucciones adicionales para instalaciones con silos: • El conducto de llenado del silo y todas las tuberías de alimentación que van de este a los aparatos consumidores (tales como el secador o la máquina) deberían ser de acero inoxidable. • El radio de curvatura recomendado para todas las tuberías de los conductos de transporte es de 10 D. • Asegurarse de que no haya ninguna junta que quede, en parte, dentro de las tuberías o que pueda entrar en contacto con la granza. • El aire de transporte no puede contener aceite y ha de estar seco y de limpiarse pasándolo por un filtro de 5 µm. • Se recomienda introducir aire seco en la salida del silo para evitar la condensación en caso de condiciones meteorológicas adversas. • Para que el producto que sale sea uniforme, el cono situado a la salida del silo no puede ser demasiado plano. Ha quedado probada la eficacia de un ángulo de 60 °. Si los ángulos son más pequeños, hay 26 riesgo de flujo en embudo. En tal caso, puede que en los laterales se vayan acumulando virutas del producto que entren a intervalos en la corriente de este, causando problemas de transporte y de procesado. Estos problemas pueden ocurrir especialmente al vaciar el silo. 4.5 Presecado Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado pueden procesarse y obtener resultados perfectos si están completamente secos. Sin embargo, si el nivel de humedad es alto, esto puede dar lugar a defectos en la pieza moldeada (estrías y ampollas) debido al vapor de agua que se forma a esas temperaturas de procesado. Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado se embalan con un nivel de humedad residual bajo, por lo que pueden procesarse sin presecado nada más ser suministrados o tras un breve período de almacenamiento. No obstante, si durante el transporte o el almacenamiento se ven expuestos a condiciones meteorológicas adversas, puede que la humedad del aire entre en los embalajes y que sea necesario presecar el producto. Limpieza durante el secado La experiencia acumulada en el trabajo con muchos clientes nos muestra que el proceso de secado conlleva un alto riesgo de contaminación. Hasta las partículas microscópicas de suciedad dan lugar a imperfecciones en las piezas moldeadas. Las virutas metálicas de tu- berías de aluminio, por ejemplo, dejan motas brillantes, y las trazas de otros termoplásticos en el PMMA causan turbiedad. Indicaciones para una limpieza óptima durante el secado: • El secador ha de estar en una sala limpia. • El recipiente no debe abrirse hasta poco antes de proceder al secado. • No dejar los recipientes abiertos tras extraer parte de su contenido. • Todos los componentes del equipo de secado (secador de tolva, horno, deshumidificador, etc.) que vayan a entrar en contacto con ACRYLITE® deberían ser de acero inoxidable. • El aire de secado ha de pasar por un filtro (con poros de ≤ 5 µm de amplitud). • Para procesar ACRYLITE® se recomienda disponer de una unidad de secado independiente. • Antes de utilizarse la unidad para ­ACRYLITE® después de haberse usado para otro plástico, ha de limpiarse a fondo (junto con todos los filtros). ¡No basta con purgarla con aire comprimido! ACRYLITE® es incompatible con muchos otros termoplásticos. Hasta las trazas más pequeñas de otros plásticos pueden causar turbiedad y vetas lechosas en la pieza moldeada. Además, los diferentes productos de ACRYLITE® tampoco son siempre compatibles entre sí. Nivel de humedad residual recomendado Técnica de procesado Humedad residual máx. Moldeado por inyección con cilindro con desgasificación 0,09 a 0,30 % Moldeado por inyección con cilindro cerrado para aplicaciones menos exigentes 0,05 a 0,08 % Moldeado por inyección con cilindro cerrado para aplicaciones exigentes, tales como el moldeado por inyección de piezas moldeadas de paredes gruesas o aplicaciones ópticas ≤ 0,04 % Condiciones de secado La norma fundamental es que el compuesto ha de secarse a la mayor temperatura posible, de modo que se pueda extraer la mayor cantidad de humedad posible en el menor tiempo posible. Debido a las diversas temperaturas de deformación por calor de los productos de ACRYLITE®, cada una de las series de los compuestos para moldeado necesita una temperatura diferente para su secado. Valores típicos de la temperatura ­máxima de secado: temperatura de ­reblandecimiento Vicat menos 68 °F (20 °C.) Si las temperaturas indicadas en la ficha técnica del producto están por debajo de las condiciones recomendadas, los tiempos de secado requeridos serán mayores. Si las condiciones son poco favorables (condiciones ambientales, humedad relativa), el nivel de humedad residual del compuesto seguirá siendo excesivo incluso después de varias horas de secado. Normalmente, el tiempo de secado de los (entre –20 °C y –30 °C). Su ventaja especial compuestos básicos para moldeado es de consiste en que las condiciones climáticas entre 2 y 4 horas. El nivel de humedad exteriores carecen de relevancia. residual recomendado varía en función de la calidad requerida y de la técnica de procesado utilizada para obtener las piezas moldeadas. Para el presecado de compuestos de ACRYLITE® para moldeado son ideales los deshumidificadores (Véase la tabla anterior) de aire seco. 4.5.1 Equipos para secado • Armario de secado Estos armarios simples con o sin circulación de aire solamente han de usarse en casos excepcionales. • Secador de tolva Los secadores de tolva instalados directamente en la máquina resultan prácticos para piezas moldeadas de peso por inyección escaso o intermedio. Puede ocurrir que, con cargas elevadas, el tiempo de secado (tiempo de procesado) no sea suficiente. • Deshumidificador de aire seco Con este tipo de equipo para secado se obtienen los mejores resultados. El secado se realiza con aire seco y caliente. Prácticamente todos los equipos que hay disponibles en el mercado son aptos para los compuestos de ACRYLITE® para moldeado. Han de tenerse en cuenta las recomendaciones con respecto al tipo de construcción y al material seleccionado (acero inoxidable) indicadas en la sección de extracción y transporte de material. El tiempo de secado depende de varios factores: • humedad inicial de la granza; • temperatura de secado; • sistema de secado empleado; El punto de condensación del aire en un des• nivel de humedad residual requerido; • tipo de compuesto de ACRYLITE® utilizado. humidificador es de entre –4,0 °F y –22,0 °F Manipulación tras el secado Los compuestos han de procesarse inmediatamente después de secarse. Los recipientes que no estén cerrados y las tolvas abiertas suponen un problema en cuanto la limpieza y a la absorción de humedad. El grado de humedad admisible podría sobrepasarse en tan solo una o dos horas. Cilindros con desgasificación Normalmente, si se utilizan máquinas de moldeado por inyección con cilindros con desgasificación, no es necesario presecar el compuesto. 4.6 Miscibilidad y utilización de remolturado Si bien, en principio, pueden mezclarse varias series de compuestos de ACRYLITE® para moldeado, hay que asegurarse de ello en cada caso particular. Solamente se recomienda añadir remolturado de otra serie (hasta el 20 %) en el caso de piezas cuyas exigencias en cuanto a calidad no sean muy altas. 27 5. Procesado en máquinas de moldeado por inyección En la información a continuación presentada se facilitan algunas pautas básicas para el procesado de compuestos de ACRYLITE® para moldeado en máquinas de moldeado por inyección. Los parámetros de moldeado por inyección han de ajustarse al diseño de la pieza moldeada en cuestión y al molde. 5.1 5.2 Plastificación Temperaturas del cilindro Los ajustes de plastificación varían en función del producto de ACRYLITE® que se utilice. Las temperaturas requeridas para la masa fundida de ACRYLITE® oscilan entre los 410 °F y los 545 °F (210 °C a 285 °C) (en función de la serie del compuesto para moldeado e incluidas las series de altas temperaturas). La información al respecto se encuentra en las fichas informativas de nuestros productos. En las máquinas de moldeado por inyección, con frecuencia, la temperatura ajustada para el cilindro no es exactamente igual a la temperatura real de la masa fundida. Cuando la velocidad del tornillo es alta, la temperatura real de la masa fundida suele ser mayor que la ajustada para el cilindro, mientras que cuando dicha velocidad es baja, esta última suele ser menor. Por eso resulta más útil indicar rangos de temperatura que temperaturas de procesado exactas. Gracias a la buena estabilidad térmica de los compuestos de ACRYLITE® para moldeado, por lo general, las interrupciones breves en la producción y el aumento de carga térmica de ellas derivado no suelen producir daños. La masa solamente podría perder color y, en casos extremos, descomponerse desprendiendo ese olor típico, si la carga térmica es excepcionalmente alta. Se recomienda ir aumentando gradualmente las temperaturas del cilindro desde la tolva hasta la boquilla; la temperatura de la boquilla y, al menos, la de la última zona próxima a esta han de ajustarse a la temperatura de la masa. Debido a las pérdidas de temperatura 28 en la boquilla y a la transferencia de calor al molde, puede que en esta área sea necesaria una temperatura mayor. En la zona de alimentación de material (temperatura de entrada), se recomienda ajustar la temperatura a entre 122 °F y 185 °F (50 °C a 85 °C) y, en la primera unidad calefactora del cilindro, a entre 365 °F y 446 °F (185 °C a 230 °C). En casos especiales (por ejemplo, con el compuesto para moldeado ACRYMID®), puede que se requiera una temperatura más alta. Si la temperatura de entrada es demasiado baja y la primera zona del cilindro está demasiado fría, podrían producirse ruidos durante la dosificación. Si, por el contrario, la temperatura es demasiado alta, esto puede dar lugar a la formación de puentes por la granza fundida, así como a una reducción del flujo en la zona de alimentación. A la hora de producir piezas moldeadas con requisitos muy exigentes, resulta útil conectar un dispositivo externo de control de la temperatura a la entrada del cilindro para que quede garantizado un control preciso de esta. 5.3 5.4 Presión de retroceso Velocidad de inyección Se recomienda proceder siempre a la dosificación cuando esté terminando el ciclo de moldeado por inyección y finalizarla al transcurrir el tiempo de enfriamiento. La velocidad del tornillo ha de elegirse en función del diámetro de este. Los tornillos más pequeños (de hasta 1,57" de diámetro) pueden funcionar a velocidades mayores (60 rpm a 100 rpm), mientras que, para los más grandes, se recomiendan velocidades menores (20 rpm a 50 rpm). Una velocidad superior del tornillo puede aumentar la temperatura de fundido debido a la transferencia de energía de cizallamiento. La presión de retroceso impide la entrada de aire durante el proceso de dosificación y garantiza una preparación homogénea de la masa fundida. Como máximo, la presión eficaz de retroceso en el compuesto para moldeado ha de estar entre 1,160 psi y 2,900 psi reales (80 bar a 200 bar). Con presiones de retroceso más elevadas, aumentan la temperatura de la masa fundida y el efecto de mezclado, mientras que se reduce el rendimiento de plastificación. Para las piezas de paredes finas, se recomienda seleccionar una velocidad de inyección alta, de modo que el molde se llene antes de que se solidifique la masa fundida. Dosificación 5.5 En el caso de las piezas de paredes gruesas, se requiere una inyección lenta para llenar el molde homogéneamente y evitar líneas de flujo y pliegues en la pieza moldeada. 29 5.6 5.7 5.8 Presión de mantenimiento Tiempo de enfriamiento Temperatura del molde El nivel y la duración de la presión de mantenimiento influyen en las propiedades de la pieza moldeada (rechupes, esfuerzos inherentes, etc.). A fin de obtener piezas moldeadas de óptima calidad, la presión de mantenimiento ha de ser tan baja como sea posible y mantenerse durante un período prolongado. Con vistas a evitar los esfuerzos inherentes en la medida de lo posible, basta con esta presión sea lo suficientemente alta y con que se prolongue durante el tiempo justo para obtener unos resultados de moldeado satisfactorios. Para que la presión de mantenimiento sea eficaz, las dimensiones del sistema de entrada han de ser las adecuadas, de manera que este no se congele antes de solidificarse la pieza moldeada. Generalmente, los termoplásticos amorfos se procesan a una presión de mantenimiento constante; no obstante, para piezas moldeadas complejas puede que resulte ventajoso ir reduciéndola gradualmente. Básicamente, el tiempo de enfriamiento depende del grosor de la pieza moldeada. Para calcularlo, ha de tomarse como referencia la pared más gruesa de la pieza. Con frecuencia se subestima la influencia que la temperatura del molde tiene en el procesado y en las propiedades de la pieza acabada. Para procesar compuestos de ­ACRYLITE® para moldeado, esta temperatura puede estar, como máximo, 68 °F (20 °C) por debajo de la temperatura de reblandecimiento Vicat. No obstante, en la mayoría de los casos, es suficiente con que el molde tenga una temperatura más baja. Si este está a más temperatura, la masa fundida se enfriará más lentamente en la cavidad del molde, permitiendo reducir el nivel de esfuerzo inherente. Entonces, hay que contar con más tiempo para el enfriamiento. Una temperatura del molde elevada mejora la reproducción de la superficie del molde en las piezas moldeadas con A ­ CRYLITE®, lo cual resulta especialmente conveniente para superficies de moldes provistas de microestructuras o nanoestructuras. El tiempo de enfriamiento necesario para un componente en forma de chapa puede calcularse con la fórmula a continuación indicada. A fin de simplificar dicho cálculo, aquí se ha prescindido de la transferencia de calor a través de los laterales del componente. t k = s2 aeff ⋅ π 2 ⋅ In 8 π 2 m– E – w w grosor (mm) difusividad térmica eficaz (m²/s) temperatura de la masa fundida durante la inyección (°C) temperatura de la superficie de la cavidad (°C) temperatura de desmoldado en función de la sección transversal de la pieza moldeada (°C) tk : tiempo de enfriamiento (s) La difusividad térmica eficaz del PMMA es de 0,103 × 10 –6 m2/s. Se recomienda tratar de establecer el tiempo mínimo de enfriamiento en función de la calidad requerida para las piezas moldeadas. 30 Especialmente para piezas de paredes muy gruesas, se recomienda seleccionar la temperatura más alta posible para la superficie del molde. En la mayor parte de los casos, ambas mitades del molde funcionan a la misma temperatura, si bien, en caso de deformación de la pieza moldeada, podría resultar provechoso ajustar ambas mitades a diferentes temperaturas. Generalmente, se refrigera la cara que muestra tendencia a deformarse cóncavamente, mientras que la otra mitad del molde se calienta o bien se refrigera menos. 5.9 Moldeado por inyección y ­compresión Recurrir a una temperatura variable del molde que se pueda controlar mediante el ciclo de moldeado por inyección ha resultado eficaz para diversos aspectos. Asimismo, el calentamiento cíclico parcial del molde también puede hacer que las líneas de soldadura y de flujo se vean menos. Si la cavidad dispone de un control cíclico por toda la superficie, esta tecnología permite reducir la duración de los ciclos a la hora de moldear por inyección piezas de paredes gruesas. También puede mejorar la reproducción de la superficie del molde de macroestructuras, microestructuras y nanoestructuras y reducir la contracción durante el proceso de moldeado. En la mayor parte de los casos, la mejor forma de controlar la temperatura del molde, que depende del ciclo, es ajustarla durante el proceso de llenado de la cavidad a un valor más alto que el de la temperatura de transición vítrea del polímero. A continuación, será necesario reducir la temperatura, como mínimo, hasta alcanzar la de desmoldado. Los compuestos de ACRYLITE® para moldeado también son idóneos para los procesos comunes de moldeado por inyección y compresión. Hay un gran número de modalidades de compresión (tales como compresión y expansión o compresión de segmentos específicos). Generalmente, el moldeado por inyección y compresión en toda la superficie permite reducir un tercio la fuerza de cierre necesaria. Además, el moldeado por inyección y compresión presenta la ventaja de que, durante la fase de compresión, la pieza moldeada es sometida a una presión uniforme por toda su superficie, bien además de la presión de mantenimiento o bien en lugar de esta. Esto reduce notablemente el nivel de esfuerzo inherente de la pieza moldeada. Los efectos de ello resultantes, tales como la contracción de la pieza moldeada y las deformaciones, pueden reducirse eficazmente a un mínimo. Además, el óptimo efecto de la presión de compresión permite mejorar la reproducción de la superficie del molde (por ejemplo, de las estructuras). Asimismo, el proceso de moldeado por inyección y compresión permite controlar mejor las diferencias grandes en los grosores de las paredes de las piezas moldeadas. En tales casos, ha de prestarse atención para evitar que la presión de compresión pierda su eficacia debido a la solidificación de zonas de la pieza moldeada en las que las paredes son finas. 31 6. Defectos de moldeado por inyección, causas y soluciones Problemas/explicación/ posible causa Soluciones El molde no está completamente lleno Problemas/explicación/ posible causa Soluciones Pliegues y líneas en la superficie Comprobar la dosificación Reducir la velocidad de inyección Aumentar la presión de inyecci Aumentar la temperatura del molde Aumentar el tiempo de inyección Modificar las temperaturas de la masa fundida y de los canales calientes Aumentar la velocidad de inyección Aumentar la temperatura de la masa fundida No hay material suficiente Aumentar la presión de mantenimiento Aumentar la presión de retroceso Líneas de flujo y de soldadura Aumentar la temperatura del molde Aumentar la temperatura de la masa fundida Aumentar la velocidad de inyección Ranuras Aumentar la temperatura de la masa fundida Cilindro o máquina más grandes Reducir la velocidad de inyección Comprobar la dosificación Modificar la entrada a la cavidad para mejorar las relaciones de fluidez Reducir la temperatura de la masa fundida Redondear las transiciones Reducir la velocidad de inyección Diferencias de grosor en las paredes, transiciones con cantos vivos Aumentar la temperatura del molde Zonas mates (frecuentemente alrededor de la mazarota) Aumentar la presión de mantenimiento Aumentar el tiempo de mantenimiento Garantizar un presecado mejor Aumentar la temperatura de la boquilla Comprobar la dosificación Aumentar la temperatura del molde Aumentar la temperatura del molde Reducir la temperatura de la masa fundida Evitar los cantos vivos, sobre todo, en la transición de la entrada a la cavidad del molde Aumentar la presión de mantenimiento Redondear y pulir los canales de alimentación Aumentar el tiempo de inyección Pulir la boquilla; para poder retirar el tapón frío de ella, ha de ser cónica Presión o presión de man- Reducir la velocidad de inyección tenimiento insuficiente Reducir la velocidad del tornillo para compensar Ampliar la entrada a la cavidad y, quizás, el canal de alimentación la contracción Disponer una cavidad con gancho expulsor Tapones fríos Aumentar la temperatura de la masa fundida Desbarbado en el área de entrada a la cavidad Finos surcos (efecto «vinilo») en la superficie Reducir la presión de mantenimiento Aumentar la temperatura de la masa fundida Reducir la presión de inyección Aumentar la temperatura del molde Aumentar el tiempo de mantenimiento Aumentar la velocidad de inyección Modificar la temperatura de la masa fundida Cambiar de serie del material Vetas y rayas en la superficie de la pieza moldeada Presecar el material Ampliar la entrada a la cavidad y, quizás, el canal de alimentación Sobrecarga Aumentar la temperatura de la boquilla del canal caliente La mazarota se rompe Reducir la temperatura de la masa fundida Pulir el manguito para la mazarota Aumentar la presión de retroceso Asegurarse de que el manguito para la mazarota sea cónico y más grande que la boquilla Comprobar la temperatura de la masa fundida (boquilla del cilindro y canal caliente) Ampliar el gancho expulsor o el destalonamiento de este Reducir la presión de retroceso Redondear ligeramente el expulsor en forma de Z para evitar que la mazarota se rompa ahí Reducir la velocidad del tornillo Reducir la presión de inyección 32 Desgasificar el molde con mayor eficacia Si el cierre de la boquilla es mecánico, comprobar que este ­funcione correctamente Ampliar la entrada a la cavidad y, quizás, el canal de alimentación Aumentar la presión de inyección Descomposición debido al sobrecalentamiento de la masa fundida Homogeneizar el grosor de las paredes para que la masa fundida fluya uniformemente Comprobar que la unidad de la boquilla esté bien apretada Aumentar la presión de retroceso Rechupes Grado de humedad demasiado alto Desgasificar el molde con mayor eficacia Aumentar la temperatura del molde Ampollas, oquedades Efecto stick-slip (desplazamiento a sacudidas) de la masa fundida sobre la superficie Colocar una placa deflectora Aumentar el grosor de las paredes Pérdidas de presión demasiado grandes en la entrada Ampliar la sección transversal del canal de alimentación Quizás ampliar el canal de alimentación a la cavidad/mazarota El molde no está bien lleno; la contracción no se está compensado adecuadamente Ampliar la entrada a la cavidad y, quizás, el canal de alimentación Cambiar de serie del material Ampliar la entrada a la cavidad Peso por inyección de la máquina inadecuado Redondear y pulir las entradas a la cavidad Formación de chorros en la masa fundida Aumentar la temperatura del molde Evitar que haya cantos vivos cerca de la entrada a la cavidad Ampliar la entrada a la cavidad y, quizás, el canal de alimentación Reducir el tiempo de permanencia en el cilindro La mazarota está sobrecargada o no ha sido diseñada correctamente Prolongar el tiempo de enfriamiento Reducir la presión de inyección Reducir la presión de mantenimiento Problemas/explicación/ posible causa Soluciones La pieza se rompe durante el desmoldado Problemas/explicación/ posible causa Reducir la presión de inyección Purgar (lavar) el cilindro y el tornillo con nuestro limpiador para cilindros/barriles ACRIFIX® sp Reducir la presión de mantenimiento El molde está sobrecargado o la temperatura de desmol- Aumentar la temperatura del molde dado es demasiado baja Reducir la velocidad de apertura y de expulsión del molde Si la suciedad está muy incrustada, retirar el tornillo Quitar el destalonamiento Evitar la contaminación en el secador y en el sistema de transporte Dejar el molde sin cantos vivos No utilizar remolturado Mejorar los ángulos de desmoldeo El diseño del molde no es perfecto Limpiar la zona de desgasificación del cilindro Pulir el molde mejor Contaminación Añadir más expulsores Vetas negras, ampollas lechosas Ampliar el grosor de las paredes Retirar el material quemado de las puntas de las boquillas Desactivar la carrera de retorno de la máquina Goteo en la boquilla Aumentar la presión de retroceso Reducir la presión de retroceso Modificar la temperatura de alimentación Presecar el compuesto para moldeado Comprobar la temperatura en la zona de alimentación Reducir la temperatura de la masa fundida Reducir la temperatura de la boquilla La masa fundida no es lo suficientemente espesa o hace espuma Soluciones Partículas marrones y negras Usar una boquilla de cierre Tras la dosificación, utilizar la carrera de retorno del tornillo Dejar que la boquilla quede sobre el molde La pieza permanece adherida a la cara de la boquilla Reducir la dosificación Entrada de aire, fluctuaciones en la dosificación Limpiar el cilindro, evitar la contaminación (otros termoplásticos) Fluctuaciones en la dosificación debido a interrupcioEvitar las interrupciones largas nes del ciclo breves o largas Retirar (hacia atrás) el tornillo siempre que la máquina esté (el tornillo se calienta en desconectada exceso) Cambio de color (tono amarillo) Reducir la temperatura de la masa fundida Reducir la velocidad de inyección El molde está sobrecargado Reducir la presión y el tiempo de mantenimiento Reducir la velocidad del tornillo Superficie áspera Pulir la superficie en el sentido de desmoldado Reducir la presión de retroceso Aumentar el tiempo de enfriamiento Reducir el tiempo de permanencia Reducir la temperatura de la masa fundida Contracción incorrecta de la Refrigerar mejor el molde pieza inyectada Anillos alrededor de la mazarota Sobrecalentamiento del material y entrada de aire/ descomposición oxidativa Reducir la velocidad de inyección (calentamiento por fricción durante la inyección) Ampliar la entrada a la cavidad Reducir el tiempo de mantenimiento Reducir la presión de mantenimiento Aumentar la temperatura de la boquilla La masa fundida es empujada sobre material que ya se Aumentar la temperatura de la masa fundida Aumentar la temperatura del molde ha enfriado Hilos en la mazarota Contaminación durante el presecado (suciedad en el secador, aire ambiente impuro) Limpiar el secador Filtrar el aire ambiente Bolsas de aire en los bordes de una pieza moldeada, quemado al final de la vía de flujo El material se está extrayenReducir la temperatura de la boquilla do de la boquilla Reducir la presión de inyección Aire estancado tras ranuras insertadas o puntos elevados Instalar canales de salida de aire Reducir la velocidad de inyección Diferencias de grosor en las paredes Reducir la temperatura del cilindro Desgasificación del molde poco conveniente Aumentar la temperatura de la masa fundida Las piezas se alabean tras ser desmoldadas Optimizar el presecado Colocar la entrada a la cavidad en otro lugar Prolongar el tiempo de enfriamiento Redondear las transiciones con cantos vivos Reducir la temperatura del molde Reducir la profundidad de las letras o redondear los cantos Reducir la temperatura de la masa fundida El tornillo chirría (cruje) y, de vez en cuando, se queda parado Aumentar la temperatura de alimentación Temperatura demasiado baja Aumentar la temperatura de la masa fundida Modificar la velocidad del tornillo en la zona de alimentación El motor del tornillo es demasiado flojo Modificar el grosor de las paredes del molde Aumentar la temperatura del molde Contracción irregular, secciones transversales muy diferentes Controlar la temperatura de las dos mitades del molde por separado: refrigerar la cara «hueca» más que la otra Usar un dispositivo de sujeción al refrigerar las piezas moldeadas Las dimensiones de las piezas moldeadas son insuficientes Reducir la temperatura de la masa fundida Escoger un motor más potente para el tornillo Reducir la temperatura del molde Aumentar la presión de mantenimiento Aumentar el tiempo de mantenimiento Contracción excesiva Inyectar el producto más lentamente 33 Soluciones Las dimensiones de las piezas moldeadas son excesivas Aumentar la temperatura de la masa fundida Aumentar la temperatura del molde Reducir la presión de mantenimiento Reducir el tiempo de mantenimiento Contracción insuficiente Aumentar la velocidad de inyección Rebabas Aumentar la fuerza de cierre del molde Presión en el interior del molde demasiado alta o fuerza de cierre ajustada a un nivel insuficiente Cambiar antes a la presión de mantenimiento (reducir la dosificación) Reducir la presión de mantenimiento Comprobar que no haya daños en la junta del molde El compuesto para moldeado está demasiado viscoso Utilizar otra serie de material con mayor fluidez La fuerza de cierre de la máquina es demasiado baja Usar una máquina más grande Estrías, turbiedad u otras inhomogeneidades dentro de la pieza moldeada Quitar otros termoplásticos completamente mediante lavado Purgar (lavar) el cilindro y el tornillo con nuestro limpiador para cilindros/barriles ACRIFIX® sp Evitar la contaminación con otros termoplásticos en el secador y el sistema de transporte No utilizar remolturado Contaminación o trazas de otros termoplásticos No mezclar series diferentes de los compuestos ACRIFIX® para moldeado Reducir la velocidad de inyección Aumentar la temperatura del molde Modificar la temperatura de la masa fundida y de la boquilla Redondear y pulir la entrada a la cavidad Diferencias de grosor en las paredes, transiciones con cantos vivos, mala plastificación Reducir la velocidad del tornillo; aumentar la presión de retroceso Usar un cilindro con mejores propiedades de plastificación Vetas lechosas Quitar otros termoplásticos completamente mediante lavado Purgar (lavar) el cilindro y el tornillo con nuestro limpiador para cilindros/barriles ACRIFIX® sp Contaminación con otros termoplásticos 34 Evitar la contaminación con otros termoplásticos en el secador y el sistema de transporte No utilizar remolturado Siteco Beleuchtungstechnik GmbH Problemas/explicación/ posible causa 35 Evonik Industries es un fabricante a nivel mundial de productos PMMA que se venden en el continente americano bajo las marcas registradas ACRYLITE® y ­ACRYMID® y en Europa, Asia, África y Australia las marcas PLEXIGLAS® y PLEXIMID®. Esta información y cualquier asesoramiento técnico posterior se basan en nuestros conocimientos y experiencia actuales. Sin embargo, no conlleva obligación alguna ni responsabilidad legal por nuestra parte, incluso en lo que respecta a los derechos de propiedad intelectual existentes de terceros. Nos reservamos el derecho de realizar cambios en cualquier momento en función de la evolución tecnológica u otros avances sin previo ni posterior aviso. DECLINAMOS CUALESQUIERA CONDICIONES O GARANTÍAS, YA SEAN EXPLÍCITAS O IMPLÍCITAS, Y NO ASUMIMOS RESPONSABILIDAD ALGUNA CON RESPECTO A LA COMERCIABILIDAD DEL PRODUCTO O A SU IDONEIDAD PARA UN FIN DETERMINADO (INCLUSO SI FUÉRAMOS CONSCIENTES DE TAL FIN) O A OTRA COSA. EVONIK NO SERÁ RESPONSABLE DE DAÑOS Y PERJUICIOS EMERGENTES, INDIRECTOS O IMPREVISTOS DE NINGUNA CLASE (INCLUIDO EL LUCRO CESANTE). 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