PROBLEMAS MAS COMUNES EN LA INYECCION DE TERMOPLASTICOS

ANÁLISIS DE APARICIÓN DE FALLAS MÁS COMUNES Y
LAS CAUSAS ASIGNABLES
REPORTE MENSUAL
27 DE JUNIO DEL 2022
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TLAXCALA
Ing. Darío Sanchez Moredia
1.0 RÁFAGAS POR HUMEDAD
Aparecen en la superficie de la pieza moldeada en forma de colas de cometa. La superficie que
rodea las ráfagas plateadas es, a menudo, porosa y rugosa. Las ráfagas por humedad debidas a la
humedad en la superficie del molde, aparecen como zonas largas, deslustradas y laminadas. Las
ráfagas de humedad normalmente son alargadas, en forma de parábola que aparecen en la
superficie de las partes moldeadas. Siempre apuntan en la dirección del flujo. Al purgar la masa
fundida puede tener una apariencia espumosa y tener burbujas. Medir el contenido de humedad
del material usando una termobalanza; según aplique, secar el material por debajo del límite
recomendado para el producto. Verificar que el deshumidificador esté funcionando correctamente,
incrementar la temperatura de la zona trasera (garganta) en la unidad de inyección.
APARICION DEL PROBLEMA: La ráfaga o chorro aparece durante el proceso de llenado del
molde y ocurre cuando el plástico entra al molde a mucha velocidad (como un chorro) sin pegar
contra ningún obstáculo Eventualmente el plástico forma un frente de flujo y llena la cavidad. Pero
mientras tanto, la superficie del chorro de plástico inicial se ha enfriado un poco y es empujado
parcialmente hacia la superficie. El defecto parece como un chorro de plástico (rastro de lombriz)
que se enfrió en la superficie de la pieza moldeada.
Causa de las ráfagas o chorros
A. Flujo libre (sin interrupción) a través de la entrada al inicio del proceso de llenado de la
cavidad.
Solución general para las ráfagas o chorros
A. Restringir el flujo inicial del plástico en cada cavidad.
Soluciones de diseño del molde y de la pieza
A. Colocación de la corona o entrada:
1. Las entradas deben colocarse de modo tal que el plástico que entra a la cavidad le pegue a
un obstáculo. De esta forma se evita la formación de la ráfaga o chorro.
a. El obstáculo puede ser una pared, una varilla a cualquier interferencia que evite la
formación de un chorro de plástico que entre a alta velocidad sin interrupción
2.0 RÁFAGAS POR DEGRADACIÓN
Las ráfagas por quemaduras son la degradación térmica del plástico o del concentrado de color.
Aparecen, como su propio nombre indica, en forma de ráfagas blanquecinas o de color marrón
sobre la superficie de la pieza inyectada.
¿Cuáles pueden ser sus causas principales?
Causa nº 1: Temperatura demasiado alta de la máquina de inyección.
Causa nº 2: Excesivo tiempo de permanencia dentro del cilindro de inyección.
Causa nº 3: Pigmentos o colorantes de baja resistencia térmica.
Causa nº 4: Velocidad del husillo demasiado elevada.
Soluciones:
Solución Causa nº 1: Bajar la temperatura del cilindro de la máquina de forma que disminuya la
temperatura de la masa plástica. Disminuir la presión de inyección. Es importante tener en cuenta
si el material natural antes de ser procesado ha sido sometido a un proceso de secado, ya que
exposiciones prolongadas pueden degradar el material con antelación.
Solución Causa nº 2: Acortar los tiempos de ciclo, siempre que sea posible, puede evitar que el
material exceda el tiempo recomendable de permanencia dentro de la máquina.
Solución Causa nº3: Reducir la velocidad de giro del husillo.
3.0 RECHUPES (MARCAS DE HUNDIMIENTOS)
Las marcas de hundimiento son depresiones en la superficie de la pieza de inyección de plástico
causados en la última fase o etapa del proceso de inyección de plástico, durante el proceso de
enfriamiento. Las secciones más gruesas del plástico se enfrían a un ritmo más lento que las demás
lo que produce un mayor porcentaje de la contracción en esa área local. Después que el material
en el exterior se ha enfriado y solidificado, el material del interior empieza a enfriar y su
contracción tira de la superficie hacia adentro, causando una depresión superficial.
En ocasiones, el uso de presiones de compactación elevadas produce marcas de hundimiento
aceptables al reducirse la contracción volumétrica si bien éstas no pueden eliminarse por completo.
Esto se debe a que el cambio volumétrico de plástico de la masa fundida a la sólida es de
aproximadamente 25% y la compresibilidad de los plásticos a una presión típica de moldeo por
inyección es de sólo 15%, lo que se traduce en que es imposible compactar lo suficiente el plástico
fundido para compensar la contracción por enfriamiento.
Causas: La temperatura de la masa está cerca del límite superior del proceso, una elevada velocidad
de avance del husillo, largo tiempo de permanencia en la unidad de plastificación o en la parte
delantera del husillo, alto contenido de material reciclado.
Solución: Disminuyendo la temperatura de la masa disminuye el defecto, disminuyendo la
velocidad de avance del husillo se obtiene una reducción del defecto, la reducción de la
temperatura de masa actúa positivamente contra el defecto.
4.0 HUECOS INTERNOS
Las burbujas son una de las principales causas de los rechazos de piezas moldeadas por razones
cosméticas. Este molesto defecto de la pieza no sólo ocasiona problemas en el aspecto, sino que
también afecta las propiedades físicas. Las burbujas son un hecho común y muchas veces son
difíciles de solucionar.
En la solución del problema de las burbujas, muchos moldeadores cometen el error de simplemente
adivinar dónde están las burbujas e inmediatamente comenzar a ajustar los parámetros del proceso
para eliminarlas. Los invito a que resistan la tentación de empezar a afinar el proceso y se decanten
por saber lo que realmente son las burbujas.
Existen solo dos posibilidades:
1. Gas atrapado, que contiene aire, vapor de humedad, partículas volátiles de la resina, o gases de
descomposición del polímero o los aditivos.
2. Espacios vacíos.
Es importante determinar qué tipo de burbuja tiene su pieza, y cuál podría ser su origen. Determinar
el tipo de burbuja le permitirá identificar la fuente y entender así su acción para eliminar el
problema. ¿Cómo se determina si es gas o un espacio vacío? Muchos afirman (como lo hice una
vez) que se puede saber por la forma, por la ubicación o por alguna otra característica de la burbuja
o burbujas. Pero este enfoque puede ser fácilmente engañoso. Existe una prueba sencilla que se
debe utilizar en su lugar. Toma menos de 15 minutos, pero requiere un poco de paciencia para
llevarse a cabo.
5.0 BURBUJAS
Las burbujas o vacíos son causados por el encogimiento del plástico. Se producen durante el
proceso de enfriamiento. De repente se forma un hueco en una sección gruesa de la pieza de
plástico.
Aparición del problema: El volumen del plástico cambia cuando el plástico se caliente o se enfría.
El plástico se expande con el calor y se encoge con el frio. La expansión del plástico ocurre en el
cilindro de calentamiento. Luego el molde se llena y se empaca.
Cuando la pieza de plástico se enfría, primero se enfrían e inmovilizan las superficies exteriores.
Esto hace que se forme una capa de plástico rígido, aunque el plástico en el interior esté aún
caliente y sin encoger. A medida que la pieza de plástico se enfría, se va encogiendo. El proceso
de encogimiento hala el plástico caliente que está más adentro. La tensión interna de la pieza
aumenta a medida que el plástico liquido del centro es halado hacia la parte de afuera de la pieza
de plástico que se está encogiendo, produciendo un vacío en el centro de la región más gruesa de
la parte. Cuando esto ocurre se forma un hueco o burbuja.
Soluciones generales para evitar las burbujas o vacíos
A. Reducir la tensión interna.
B. Reducir la rigidez superficial de la pieza moldeada.
Causas de las burbujas o vacíos
A. El encogimiento hace que la tensión interna dentro de la pieza de plástico saca muy alta.
B. La pieza de plástico tiene una rigidez superficial muy alta.
6.0 QUEMADURAS
Algunas veces conocidas como trampas de gas o efecto diesel, las quemaduras aparecen como
depósitos negros o marrones, con hollín como el carbón, tanto en la parte como en la superficie
del molde.
Causas
Hay una buena razón por la cual las quemaduras también se llaman trampas de gas en moldeo por
inyección: son causados por gases atrapados. Cuando los gases quedan atrapados durante el
llenado del molde, las altas presiones pueden causar ignición, lo que conduce a la quema de
plástico. Las quemaduras en el moldeo por inyección son, literalmente, quemaduras.
Para determinar la causa de su problema, primero determine de dónde proviene el gas y luego
pregunte por qué el gas no escapa del molde.
Podría estar observando la velocidad de llenado, las temperaturas de fusión, las presiones de
retroceso o la descompresión entre el proceso de moldeo. La máquina en sí podría tener
acumulación, piezas dañadas o incluso un diseño de tornillo incorrecto. El material puede tener
dificultades con su contenido de humedad o aditivos.
Soluciones
Vale la pena repetirlo: si tiene un problema de ventilación, no procese a su alrededor. Cuando su
moho no se está ventilando lo suficiente, puede empeorar cualquiera de las otras causas de
quemaduras. Cuando mejora la ventilación de su molde, elimina la mayoría de los problemas de
quema.
Además, alcance el Cera Lube. Debido a que el exceso de grasa y la descomposición de la grasa
pueden causar quemaduras, Nanoplas Cera Lube, que no se descompone ni sangra, es la mejor
solución.
No dudes en contáctenos si tiene preguntas sobre nuestros productos y cómo podrían resolver sus
problemas de moldeo por inyección.
Estén atentos para futuras entregas de nuestra serie de defectos de moldeo por inyección de
plástico.
7.0 MARCAS CIRCULARES DE FLUJO
Una marca de flujo, o aureola, es un defecto superficial consistente en ondulaciones circulares o
pequeñas ondas que aparecen cerca de la entrada. Las ondulaciones (un defecto similar) son
pequeñas ondas semejantes a huellas que aparecen cerca del borde o al final del flujo. Este
fenómeno aparece sobre la superficie del producto moldeado. Este fenómeno se presenta cuando
el material solidifica haciendo contacto intermitente con la superficie fría del molde. Como los
plásticos requieren de un flujo laminar es necesario bajar la velocidad de inyección o aumentar la
temperatura del plástico y el molde. Sin embargo, estas condiciones de moldeo alargan el ciclo de
moldeo. Por lo tanto, para evitar esto, la reducción de la velocidad de inyección se deberá hacer
solamente hasta el punto en que el plástico pase la región donde ocurre la marca de flujo, y la
velocidad de inyección se incremente eficientemente.
Causas
Solidificación del material cerca de la entrada. Una temperatura de masa fundida o de molde baja,
y una velocidad de pistón baja, pueden hacer que entre material frío en la cavidad. Esto puede
hacer que el material parcialmente solidificado adopte la forma del patrón de flujo.
Solución
•
Optimice el pozo frío. Diseñe el pozo frío en el sistema de canales para atrapar el material
frío durante la fase de llenado. La longitud adecuada del pozo frío suele ser igual a la del diámetro
de un canal
•
Optimice el diseño del sistema de canales. Un diseño restrictivo del sistema de canales
puede provocar una solidificación prematura de la entrada. Sin embargo, puede aumentar el
calentamiento por efecto de cizalla para mejorar el flujo de masa fundida
•
Aumente la temperatura de molde y de masa fundida
•
Optimice la presión de compactación
•
La solución de un problema introduce con frecuencia otros problemas en el proceso de
moldeado por inyección. Cada opción, por lo tanto, exige considerar todos los aspectos relevantes
de la especificación del diseño del molde.
8.0 GOTA FRÍA
s la pequeña protuberancia de plástico que se enfría y solidifica dentro de la punta de la boquilla
durante la fase de enfriamiento del ciclo de inyección. Se piensa que la colda sirva simplemente
para sacar la fuente del casquillo cuando se abre el molde. De verdad no es la única función. Su
función principal, es actuar como una trampa, para separar la pieza de la colada. Cuando el plástico
se solidifica en la boquilla de la máquina o en el canal de colada caliente antes de llenar el molde
se dice que el Material frío. Esto fenómeno ocurre porque, cuando la boquilla caliente se presiona
contra el acero de molde frío refrigerado por agua. La bala fría que se forma en la punta de la
boquilla es realmente útil, ya que puede actuar como un pequeño tapón para evitar la baba durante
la expulsión. El problema es que durante el disparo sucesivo esta pequeña protuberancia de plástico
frío tiene que ir a alguna parte, y preferiría que no entre en su parte. El defecto aparece como una
marca en forma de “cola de cometa” cercanas al punto de inyección o por la presencia de rayas
concentradas localmente. Si en este punto el material no se funde bien siendo muy viscoso puede
obstruir el canal de flujo, de tal forma que la masa fundida se divide creando una línea de unión.
En algunos casos los puntos fríos pueden bloquear el punto de inyección, impidiendo que la
cavidad del molde se llene completamente. Otro caso es cuando una pequeña área no uniforme en
la parte causada por una pieza de plástico calentada incorrectamente que se adhiere a la parte. De
consecuencia las propiedades mecánicas se reducen si el punto frío no se funde homogéneamente
con el resto de la masa fundida.
Causas
•
La temperatura de la boquilla es demasiado baja
•
La boquilla no tiene resistencia o la potencia de las bandas calefactoras es muy baja
•
El material escurre por la boquilla o por los tips de la colada caliente, se enfría y es
inyectado dentro de la cavidad en el siguiente disparo
•
El orificio de la boquilla no tiene ángulo de salida
•
Se quiebra una pequeña sección del punto de inyección de túnel al expulsar la pieza y es
inyectada en el siguiente disparo
Solución
•
Aumentar la temperatura de la boquilla
•
Ajustar la descompresión al final de la carrera de plastificación
•
Reducir la contrapresión
•
Bajar la temperatura de la boquilla
•
Soluciones relacionadas con la máquina
•
Calentar la boquilla con bandas calefactoras adicionales
•
Aumentar la capacidad de la resistencia o instalar varias bandas
•
calefactoras en la boquilla de la máquina
•
Utilizar una boquilla con cierre o un sistema de colada caliente con compuertas de cierre
•
Cambiar a una boquilla con ángulo invertido
•
Soluciones relacionadas con el molde
•
Maquinar un pozo frío en la corredera y/o antes del punto de inyección
•
Modificar el ángulo del punto de inyección para el material usado
•
No utilizar un punto de inyección de túnel para plásticos quebradizos
9.0 PIEZAS INCOMPLETAS
Este es un fenómeno en el cual alguna porción de la pieza moldeada esta faltante o incompleta y
es uno de los más frecuentes defectos. Por supuesto, la causa de este defecto viene del hecho de
que el material plastificado no alcanza el final de la pieza. La selección de los materiales con buena
fluidez y el aumento de la temperatura del plástico y molde son caminos eficientes para corregir
este defecto y deben ser hechas como una buena costumbre. El efecto también pude originarse por
el uso de una máquina con capacidad de dosificación insuficiente, en cuyo caso se necesita una
máquina más grande. Cuando los shorts shots ocurren, usualmente la resina tiene poca fluidez, la
temperatura del canon es insuficiente, la velocidad de inyección es demasiado baja y tal vez el
molde cuando la superficie del producto no es plana si no ondulada o presentan múltiples
cavidades. Con múltiples cavidades hay diferencia de presión en las cavidades así que hay piezas
completas y piezas incompletas. En moldes de múltiples cavidades, es fundamental la distancia
desde el sprue a las entradas de las cavidades sean iguales. Para corregir esto, las entradas de las
cavidades que producen short shot deben ser balanza da. Otra razón para estos defectos es el aire
en el molde. Los shorts shots causados por esta razón pueden ser detectados si solo una porción de
los productos es faltante y las otras partes están completas. Este defecto también ocurre
frecuentemente, antes de la inyección existe aire en el molde, si el aire no escapa del molde, el aire
es empujado y comprimido por el flujo de plástico o resina por presión y permanece al fin del
proceso creando disparos cortos o burbujas o quemaduras. Es necesario, entonces, que el aire
escape por la línea de partición o crear escape de aire en el molde. Para sacar el aire del molde es
efectivo implementar un perno botador, perno ventilador de aire o ventilaciones poco profundas
en donde el aire permanece. Si esta parte es la final de la cavidad, implementar pequeñas ranuras
que tengan profundidades de 0.01-0.02 mm en la orilla de la cavidad. Estas ranuras son de estas
dimensiones ya que es el espacio en donde el termoplástico no puede fluir. En dado caso que no
se pueden ser implementar perno botador o ventilador el único modo para corregir este defecto es
evacuando el molde antes de la inyección.
Causas
Las causas comunes de los disparos cortos pueden ser una cantidad insuficiente de carga de
material en el plastificador, temperatura de fusión es demasiado baja, una temperatura insuficiente
del molde combinada con una velocidad de inyección excesivamente lenta, presión de inyección
demasiado baja, unas salidas de aire del molde deficientes, conducto de colada o recorrido
demasiado estrechos, temperatura de la boquilla demasiado baja.
•
Cantidad insuficiente de material inyectado
•
Velocidad de llenado de inyección insuficiente
•
Presión de paquete insuficiente
•
Tiempo de inyección insuficiente
•
Molde desequilibrado de cavidades múltiples
•
Boquilla de obstrucción de material extraño
Solución
Inyectar más material, seleccionar una maquina suficientemente potente, controlar la temperatura
de la boquilla, incrementar la velocidad de inyección y modificar el tamaño y la geometría de los
canales del molde si fuera necesario.
•
Incremento de contrapresión
•
Incrementar la presión de inyección
•
Aumenta la velocidad de inyección
•
Aumenta la temperatura de fusión
•
Aumenta la temperatura del molde
•
Incrementar la temperatura de la boquilla
10. SOBRE INYECTADA
Cuando la fusión de polímero se mete en la superficie de separación entre las partes del molde,
tendremos rebaba excesiva.
Generalmente es causado por una presión de inyección muy alta comparada con la fuerza de
sujeción, tamaño excesivo de la carga, desgaste o mal sello en las cavidades.
Solución
•
Reduce el tamaño de la inyección
•
Baja las presiones de inyección
•
Aumenta la temperatura de la masa subiendo la contrapresión y/o la temperatura del tambor
•
Aumenta la temperatura del molde o, si es posible, aumenta el tonelaje de cierre