Comprender el proceso de desmoldeo en el moldeo por inyección: Pasos clave y mejores prácticas

El moldeo por inyección es un proceso ampliamente adoptado para fabricar piezas de plástico de alta precisión, valorado por su eficacia y exactitud en la producción a gran escala. Consiste en inyectar un material fundido, como el plástico, en la cavidad de un molde. El molde se solidifica para formar el producto esencial de un sistema de producción. El proceso es muy eficiente y eficaz para su uso en la producción a gran escala. Incorpora un bajo coste por trabajo, alta precisión y factores de producción críticos. Sin embargo, el proceso de moldeo por inyección continúa con la solidificación del material. El desmoldeo es uno de los pasos posteriores más importantes del moldeo por inyección. Este proceso protege la calidad del producto final, la calidad del molde de fundición y la producción ininterrumpida de las piezas fundidas consecutivas.

¿Qué es el desmoldeo?

El proceso de desmoldeo es la etapa final del proceso de moldeo. Es un proceso de extracción de piezas de un molde en el que el material ha alcanzado una temperatura de solidificación correcta. Este paso es muy importante en operaciones como el moldeo por inyección, la fundición y el moldeo de materiales compuestos. El tiempo es considerable para garantizar que la pieza adoptará la forma final correcta sin deformar la superficie del metal. Un desmoldeo prematuro puede dar lugar a piezas débiles con un alto riesgo de deformación. El propio molde incluye características únicas como ángulos de desmoldeo que facilitan la extracción de la pieza del molde.

A menudo, los técnicos aplican algunos agentes desmoldeantes o lubricantes en la superficie del molde para evitar que la pieza se adhiera a la superficie del molde. Este proceso facilita el desmoldeo y ahorra tiempo en el proceso de moldeo. Además, algunos moldes incorporan el mecanismo de desmoldeo mecánico para expulsar la pieza del molde. Sin necesidad de ningún esfuerzo humano, la pieza es expulsada, lo que evita aún más cualquier defecto. El desmoldeo es muy importante en el ciclo de producción para evitar daños en la pieza.

Pasos clave del proceso de desmoldeo

Las principales etapas del proceso de desmoldeo son el enfriamiento y la solidificación de la pieza, su extracción del molde y su expulsión.

Enfriamiento y solidificación

El desmoldeo es la etapa inmediata y final del moldeo. Antes de que comience el proceso de desmoldeo, la pieza interior debe enfriarse y solidificarse lo suficiente. Este paso proporciona las formas finales necesarias a la forma de la pieza moldeada para dar estabilidad dimensional y precisión.

Algunos factores específicos de este proceso son el tiempo de enfriamiento, los controles de temperatura del molde y la solidificación. El tiempo que ocupa la pieza en el molde depende del tipo de material y del grosor.

Uno de los principales problemas potenciales cuando el enfriamiento es inadecuado es la distorsión y la deformación. Los canales de refrigeración del molde ayudan a calentar o enfriar la pieza por igual para evitar tensiones internas o contracciones.

El control del tiempo de enfriamiento y de la velocidad de temperatura es fundamental para evitar la formación de errores. Los posibles errores incluyen marcas de hundimiento, distorsión o formación incompleta de componentes.

Expulsión

Tras un enfriamiento suficiente, el molde se abre. Los sistemas de expulsión específicos proporcionan los medios para extraer la pieza de la cavidad del molde sin dañarla. Algunos mecanismos de expulsión comunes incluyen:

1. Expulsores de clavijas: Estos pequeños pasadores empujan la pieza hacia fuera. Distribuyen la fuerza de expulsión en varios puntos, lo que permite extraer la pieza sin dañarla.

1.  Eyectores de manguito: Estos eyectores son aplicables a piezas cilíndricas. Rodean la pieza y la expulsan radialmente.

1. Expulsores de pala son esenciales para las piezas estrechas. Expulsan piezas de paredes finas sin dañar las partes delicadas del producto.

1.  Placas decapantes: Una extensa placa entra en contacto con cada parte de la pieza moldeada y es adecuada para productos grandes y delicados.

Extracción de piezas

Este proceso es tan esencial como el sistema de expulsión mecánica. La extracción adecuada de las piezas es eficaz para reducir defectos y daños. Entre las técnicas habituales se incluyen:

1. Eyección directa: A menudo, los técnicos expulsan la pieza directamente después de la expulsión por el pasador u otros mecanismos. Este método se aplica principalmente a piezas más sencillas con áreas de contacto pequeñas o geometría de pieza complicada.
2.  Eliminación manual: Algunas piezas son complejas, frágiles y pegajosas. En estos casos, los técnicos las retiran manualmente, utilizando pinzas u otras herramientas manuales o equipos de manipulación compatibles con la línea.
3.  Eliminación robotizada: Esta técnica se aplica a las líneas de moldeo totalmente automatizadas. Incluye el uso de brazos robóticos o manipuladores mecánicos para proporcionar la fuerza de flotación necesaria para levantar la pieza del molde. Este método minimiza el impacto de los daños y aumenta la velocidad de desmoldeo, especialmente cuando se fabrican grandes cantidades de productos.

Consideraciones sobre los materiales para un desmoldeo satisfactorio

Una de las cuestiones más importantes que se plantean en el proceso de desmoldeo es si utilizar termoplásticos o materiales termoestables. Algunos termoplásticos versátiles son el polipropileno y el polietileno. Estos plásticos pueden ablandarse a altas temperaturas, pero se vuelven rígidos a bajas temperaturas. Su flexibilidad a la contracción facilita su desmoldeo. No obstante, algunos termoplásticos, como el policarbonato, pueden tender a pegarse al molde. Estos productos requieren un agente desmoldeante para su retirada.

Por el contrario, los materiales termoestables, como la resina epoxi y la fenólica, son complejos de desmoldar tras el curado. El proceso de curado de estos plásticos es irreversible. La rigidez y la naturaleza quebradiza de los termoestables aumentan las posibilidades de destrucción o agrietamiento de la superficie durante la expulsión. Es necesario tener especial cuidado al diseñar las características del molde y las técnicas de expulsión.

Algunos de los métodos para la eficacia del desmoldeo y para contrarrestar la adherencia de las piezas en el molde son los tratamientos posteriores y los recubrimientos de la superficie del molde. Una superficie lisa en el molde facilitará el desmoldeo. Estas superficies tienen menos fricción que las superficies rugosas, lo que facilita el desmoldeo. Algunas de estas sustancias son el PTFE (teflón) y el níquel o el cromo. El PTFE hace que la superficie de la pieza sea antiadherente, mientras que el niquelado o cromado proporciona una superficie dura que mejora el desmoldeo de la pieza y la longevidad del molde.

Además, los agentes desmoldeantes antes de cada ciclo pueden facilitar el desmoldeo en productos pegajosos. Estos tratamientos garantizan piezas de alta calidad y aumentan la vida útil del molde y la eficacia de la fabricación.

Desafíos comunes durante el desmoldeo

1. Alabeo y deformación

La distorsión se produce cuando la pieza enfriada pierde la forma y no se ajusta a la forma del producto final. La distorsión suele producirse debido a velocidades de enfriamiento desiguales o al contenido de tensión dentro del sistema de conformado. Es especialmente aguda cuando el material termoplástico se contrae y se expande durante la fase de cristalización al enfriarse. En consecuencia, este alabeo se ve agravado por los cambios en el grosor de la pared, la temperatura del molde y las diferentes velocidades de enfriamiento del material. El alabeo crea piezas fuera de especificación o inservibles. Sin embargo, para reducir el potencial de alabeo de los componentes de paredes finas es fundamental controlar en cierta medida el proceso de enfriamiento. Las consideraciones clave incluyen la regulación de la temperatura del molde, la optimización del tiempo de ciclo y la uniformidad del grosor de la pared.

2. Parte que se pega al molde

La adherencia se produce cuando la pieza se pega a la superficie de la cavidad del molde. Este problema se debe a varias razones, como la necesidad de más RM, la superficie rugosa del molde o un enfriamiento insuficiente. Estos factores hacen que la pieza se salga del molde. El material de la pieza también influye. Por ejemplo, los termoplásticos tienen coeficientes de fricción más elevados, por lo que la tendencia a pegarse es alta. La caracterización de la superficie del molde mediante revestimientos o la selección adecuada de agentes desmoldeantes puede limitar la adherencia, permitiendo la expulsión suave de la pieza.

3. Marcas de descarga e imperfecciones de la superficie

Las marcas de expulsión son marcas dejadas en la superficie de la pieza por la acción del pasador de expulsión. Estas marcas son marcas de interferencia de los pasadores eyectores al retirar la pieza. Las marcas pueden producirse debido a fallos en el mantenimiento del molde o a condiciones de procesamiento ineficaces, como arañazos, manchas o superficies irregulares. Debe realizarse un diseño práctico del sistema de expulsión para reducir las marcas que deja el expulsor en el producto. Los ingenieros deben elegir la ubicación correcta del pasador, mantener la superficie del molde adecuadamente y pulir la superficie.

Buenas prácticas para un desmoldeo eficaz

Para desmoldear con éxito las piezas moldeadas es necesario prestar especial atención a varios factores, como el diseño del molde, los tiempos de enfriamiento y los lubricantes y agentes desmoldeantes adecuados.

1. Mejorar el diseño del molde para extraer la pieza

El diseño del molde es un plan definitivo esencial para facilitar el desmoldeo. Una de las preocupaciones son los ángulos de desmoldeo, que estipulan la separación de la pieza de la cavidad del molde. El ángulo de desmoldeo debe oscilar entre 1 y 3 grados. Sin embargo, el valor puede ser mayor para algunas piezas y tipos de material.

Además, es esencial minimizar los socavados y los elementos que puedan atrapar la pieza en el diseño del molde. Este enfoque puede reducir significativamente la adherencia.

El molde multipieza también puede ofrecer un buen acceso para retirar diseños complejos sin afectar a la calidad de la pieza. Además, una ventilación adecuada es vital para el molde. Ayuda a liberar el aire atrapado durante la inyección. La liberación de este aire ayuda a evitar la presión que convierte la expulsión en un ejercicio complejo.

2. Requisitos de almacenamiento y duración de la temperatura

La extracción de piezas fundidas de moldes suele plantear retos que requieren un control adecuado de la temperatura durante los periodos de enfriamiento. Un enfriamiento lento y uniforme también permite contribuir a la integridad de la pieza y minimizar su distorsión.

La temperatura del molde depende del material de la pieza. Por ejemplo, los termoplásticos requieren una temperatura entre 50 - 90°C. Por otro lado, los materiales termoestables requieren temperaturas más altas, de 120 - 180°C.

Además, es necesario un tiempo de enfriamiento cómodo para enfriar la pieza en función de su grosor y geometría antes de expulsarla del molde. Los controladores de temperatura y los sistemas de supervisión pueden ofrecer resultados en tiempo real para modificar las condiciones.

3. Lubricantes y desmoldeantes

Algunas formas de aumentar la eficacia del desmoldeo incluyen el uso de lubricantes y agentes desmoldeantes adecuados. Estos agentes crean una capa antiadherente entre la cara del molde y la pieza. Esta capa minimiza las posibilidades de que la pieza se pegue al molde.

Los agentes más comunes son los desmoldeantes a base de silicona. Estos agentes son eficaces en múltiples tipos de material. Los técnicos deben aplicar los agentes desmoldeantes en una cantidad que forme una capa continua sobre la superficie del molde.

Una cantidad excesiva puede distorsionar el acabado superficial. Los tratamientos de la superficie del molde, como el cromado y los revestimientos de teflón, mejoran las propiedades de desmoldeo y aumentan la vida útil del molde.

4. Tendencias futuras en tecnología de desmoldeo

El desarrollo de la tecnología de desmoldeo se deriva de la evolución de los procesos y los materiales. Una de las tendencias más destacadas es el creciente uso de técnicas de automatización y robótica para el desmoldeo. Los sistemas robóticos mejoran el nivel de precisión de la fuerza de expulsión, haciéndola físicamente más segura para las piezas y más eficaz en términos de tiempo. Además, los sensores inteligentes y el IoT pueden ayudar a detectar la temperatura, la presión y el estado del molde en tiempo real. Permiten a la industria manufacturera ajustar los parámetros de desmoldeo en tiempo real. Este enfoque ayuda mucho a mejorar el control individual del proceso y a reducir los defectos.

Además, existe un mercado creciente de materiales avanzados para moldes y agentes desmoldeantes. Por ejemplo, estudios recientes se centran en la formación de superficies de moldes utilizando nanomateriales para eliminar los agentes desmoldeantes. Además, los agentes desmoldeantes de base biológica y ecológicos están ganando reconocimiento entre fabricantes y productores. Además de servir a la conservación del medio ambiente, estos materiales mejoran la seguridad en las áreas de producción.

Los productos contemporáneos tienen un diseño más complejo, lo que provoca una creciente demanda de nuevas tecnologías de desmoldeo. Hay tendencias como la refrigeración conforme. En esta tecnología, los canales de refrigeración reflejan el contorno del molde. Este enfoque favorece un enfriamiento uniforme. Controla el alabeo de las piezas, mejorando la calidad de las piezas moldeadas.

Conclusión

El desmoldeo es una de las etapas posteriores más importantes del moldeo por inyección. Este proceso protege la calidad del producto final, la calidad del molde de fundición y la producción ininterrumpida de las piezas fundidas consecutivas. El desmoldeo es la etapa final del proceso de moldeo. Es un proceso de extracción de piezas de un molde en el que el material ha alcanzado una temperatura de solidificación correcta.

Las principales etapas del proceso de desmoldeo son el enfriamiento y la solidificación de la pieza, el desmoldeo y la expulsión. Una de las cuestiones más importantes que se plantean en el proceso de desmoldeo es si utilizar materiales termoplásticos o termoestables. Algunos termoplásticos, como el policarbonato, pueden tender a pegarse al molde. Estos productos requieren un agente desmoldeante para su retirada.

Por el contrario, los materiales termoestables, como la resina epoxi y la fenólica, son complejos de desmoldar tras el curado. La distorsión se produce cuando la pieza enfriada pierde la forma y no se ajusta a la forma del producto final. La distorsión suele producirse debido a velocidades de enfriamiento desiguales o al contenido de tensión dentro del sistema de conformado.

La adherencia de la pieza se produce cuando la pieza se pega a la superficie de la cavidad del molde. Este problema se debe a varias razones, como la necesidad de más RM, la superficie rugosa del molde o una refrigeración insuficiente. Las marcas de expulsión son marcas dejadas en la superficie de la pieza por la acción del pasador de expulsión. Estas marcas son marcas de interferencia de los pasadores eyectores al retirar la pieza. El desarrollo de la tecnología de desmoldeo se deriva del desarrollo de los procesos y los materiales.