La inestabilidad dimensional en piezas moldeadas por inyección, definida como variaciones de tamaño entre lotes o entre cavidades bajo las mismas condiciones de máquina y proceso, socava directamente la precisión del producto y la consistencia de la producción. Las causas fundamentales abarcan mal funcionamiento del equipo, configuraciones de proceso irrazonables, mala selección de materiales, problemas con el molde y pruebas inconsistentes. A continuación se muestra un desglose detallado para ayudar a identificar y resolver el problema.
Los parámetros de moldeo (temperatura, presión, tiempo) deben controlarse estrictamente para evitar fluctuaciones de dimensiones. Incluso las pequeñas desviaciones pueden alterar el tamaño de la pieza; así es como se hace:
• Presión/tiempo inadecuados : la baja presión de inyección, el corto tiempo de mantenimiento o el enfriamiento insuficiente provocan piezas insuficientemente llenas o una contracción desigual. Solución: Aumente la presión/velocidad de inyección, extienda el tiempo de llenado/mantenimiento y garantice un enfriamiento uniforme del molde.
• Desajustes de temperatura : una temperatura del molde demasiado baja (provoca un enfriamiento rápido y una contracción desigual) o barriles/boquillas sobrecalentados (degrada el material) desestabilizan las dimensiones. Solución: Eleve moderadamente la temperatura del molde/material; para piezas de gran tamaño, menor presión de inyección/temperatura de fusión y tamaño de la puerta de contracción; para piezas de tamaño insuficiente, invierta estos ajustes.
• Interferencia ambiental : los cambios de temperatura ambiente afectan las velocidades de enfriamiento. Solución: Supervise la temperatura ambiente y ajuste las temperaturas del molde/máquina en consecuencia.
La contracción del material es una de las principales causas de los errores de dimensión; ni siquiera las máquinas/moldes de alta precisión pueden compensar las malas elecciones de materiales.
• El tipo de resina importa : las resinas cristalinas/semicristalinas (p. ej., PP, POM) tienen una contracción mayor y más variable que las resinas amorfas (p. ej., PC, PMMA), lo que genera mayores fluctuaciones dimensionales. Solución: seleccione resinas con rangos de contracción que coincidan con los requisitos de precisión de las piezas.
• Efectos de la cristalinidad : una mayor cristalinidad reduce el volumen molecular, aumentando la contracción; Las esferulitas más pequeñas minimizan la contracción y aumentan la resistencia al impacto. Solución: Optimice el enfriamiento para controlar la cristalinidad.
• Materias primas inconsistentes : el tamaño de partícula desigual, el secado deficiente, las mezclas desequilibradas de materiales nuevos triturados o los cambios en las propiedades de un lote a otro causan variaciones en la contracción. Solución: estandarizar el secado del material (p. ej., 80 °C durante 2 a 3 horas para ABS), filtrar las impurezas y limitar el triturado a 20 a 30 %.
El diseño del molde, la precisión de fabricación y el desgaste determinan directamente las dimensiones de las piezas; incluso los problemas menores del molde amplifican la inestabilidad de las dimensiones.
• Rigidez insuficiente : La alta presión de moldeo deforma los moldes débiles, alterando el tamaño de la cavidad. Solución: Utilice acero para moldes de alta resistencia (p. ej., S136, Cr12MoV) y refuerce los marcos del molde.
• Mal ajuste/desgaste : los pasadores/casquillos guía desgastados (espacio libre excesivo) o las cavidades desgastadas (de resinas rellenas de vidrio) reducen la precisión. Solución: Endurecer las superficies de la cavidad (p. ej., nitruración), utilizar acero resistente al desgaste y reemplazar los componentes desgastados.
• Desequilibrio de múltiples cavidades : el diseño desigual de la compuerta/corredor o los errores en las cavidades causan un llenado inconsistente entre las cavidades. Solución: Para piezas de alta precisión, evite los moldes de múltiples cavidades; si se utilizan, agregue canales de equilibrio de flujo y pasadores de posicionamiento de precisión.
• Desviación del espesor de una sola cavidad : la cavidad del núcleo desalineada (debido a una mala instalación del molde) provoca paredes irregulares. Solución: agregue dispositivos de posicionamiento auxiliares (p. ej., pasadores cónicos) además de los pasadores guía estándar.
• Deriva del espesor de múltiples cavidades : el funcionamiento continuo aumenta la desalineación entre el núcleo y la cavidad (peor con canales calientes). Solución: Instale circuitos de enfriamiento duales (temperatura uniforme) o núcleos flotantes (para piezas circulares de paredes delgadas) para mantener la concentricidad.
• Margen de molienda : haga las cavidades un poco más pequeñas y los núcleos un poco más grandes para dejar espacio para ajustes de posproducción.
• Tamaño de los orificios : para piezas con orificios internos pequeños (mucho más pequeños que el diámetro exterior), agrande los pasadores centrales (los orificios se reducen hacia los centros); para agujeros interiores grandes, reduzca los pasadores centrales.
Las fallas de los componentes de las máquinas de inyección alteran la estabilidad del proceso, lo que genera errores de dimensión que a menudo se pasan por alto.
• Problemas de plastificación : la capacidad de plastificación insuficiente, la velocidad inestable del tornillo o los sistemas de alimentación defectuosos causan una calidad de fusión desigual. Solución: Haga coincidir la capacidad de plastificación de la máquina con el peso de la pieza (1,2–1,5 veces el peso de la pieza).
• Fallas hidráulicas/térmicas : válvulas de retención que funcionan mal (fugas de presión) o termopares/calentadores rotos (fluctuaciones de temperatura) desestabilizan el moldeado. Solución: Inspeccione periódicamente los sistemas hidráulicos y calibre los controles de temperatura.
Incluso las piezas dimensionalmente correctas pueden mostrar "errores" debido a pruebas inadecuadas; la temperatura es la variable más importante.
• Temperatura : El coeficiente de expansión térmica del plástico es 10 veces mayor que el del metal. Las pruebas a diferentes temperaturas (p. ej., 23 °C frente a 30 °C) generan diferencias de tamaño. Solución: Pruebe las piezas a temperatura ambiente estándar (23 ± 2 °C) después de un acondicionamiento de 24 horas.
• Momento/método : Medir las piezas inmediatamente después de la expulsión (antes del enfriamiento completo) o utilizar herramientas no calibradas provoca imprecisiones. Solución: Enfríe las piezas a temperatura ambiente antes de realizar la prueba y utilice medidores calibrados.
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