El control de los parámetros en la inyección de plástico

El proceso de inyección de plástico consiste en calentar los pellets de un material termoplástico para transformarlos en un tipo masa a través de un cilindro de plastificación, dándole la forma final al molde. En el proceso de inyección de plástico es necesario optimizar la relación producción-calidad a través del ajuste adecuado de los parámetros.

Los parámetros más importantes para un proceso de inyección son los siguientes:

Ciclo de moldeo en la inyección de plástico

En el ciclo de moldeo destacan los siguientes pasos principales:

• Molde cerrado y vacío. La unidad de inyección carga material y se llena de polímero fundido.
• Se inyecta el polímero abriéndose la válvula y, con el husillo que actúa como un pistón, se transporta el material a través de la boquilla hacia las cavidades del molde.
• La presión se mantiene constante para lograr que la pieza tenga las dimensiones adecuadas, pues al enfriarse puede contraerse.
• La presión se elimina y la válvula se cierra. El husillo gira para cargar material y al girar también retrocede.
• La pieza en el molde termina de enfriarse. La prensa libera la presión y el molde se abre; las barras expulsan la parte moldeada fuera de la cavidad.

Relaciones de presión, volumen y temperatura en la inyección de plástico

• Para obtener un proceso de inyección eficiente, las relaciones entre presión, volumen y temperatura juegan un papel importante.
• Al ascender la temperatura del polímero su volumen específico también aumenta.
• Los polímeros amorfos y semicristalinos tienen un comportamiento diferente durante el enfriamiento.
• En el diseño de equipos de procesos es importante conocer las relaciones de presión, volumen y temperatura de los polímeros que se utilizarán.

Cristalización y deformación de la pieza al enfriarse en el proceso de inyección de plástico

• Al enfriarse, las partes inyectadas se contraen, siendo su volumen menor que el de la cavidad.
• Los polímeros semicristalinos modifican más su tamaño dependiendo de la temperatura en la cual se les permita cristalizar.
• Las cadenas que forman cristales de menor granulometría ocupan menos espacio (mayor densidad) que las cadenas en estado amorfo.
• El grado de cristalinidad afecta directamente a la densidad final de la pieza.
• La temperatura del molde y el enfriamiento deben ser los adecuados para obtener partes de calidad.

Colada fría y caliente en la inyección de plástico

La colada fría es el remanente de polímero solidificado que queda en los canales y por su parte, la colada caliente mantiene al polímero en estado fundido para continuar con la inyección.

Coloración de la pieza en la inyección de plástico

El acabado de la pieza, la identificación y las funciones ópticas dependen de su coloración. Los colores pueden ser opacos y, si el polímero es transparente, se pueden utilizar colores translúcidos.

Existen tres formas de colorear una pieza en los procesos de inyección:

1. Usar plástico del color que se necesita (precoloreados).
2. Usar plástico de color natural y mezclarlo con pigmento en polvo o colorante líquido.
3. Usar un plástico de color natural y mezclarlo con concentrado de color.

Los concentrados de color deben cumplir con la aplicación final de la parte, para utilizar pigmentos o colorantes que no migren a la superficie.

En polioleofinas no se debe utilizar colorantes porque migran.

Proveedores de moldes de inyección de plástico

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La exactitud y calibración de los instrumentos

Una calibración (estandarización) adecuada de los instrumentos es esencial para obtener análisis exactos. La elección de una técnica de calibración depende del método instrumental, de la respuesta del instrumento, de las interferencias  presentes en la matriz de la muestra y del número de muestras por analizar. Tres de las técnicas de calibración más comúnmente utilizadas son la curva analítica o gráfica de trabajo, el método de adiciones estándares y el método de estándar interno.

Calibración por curva – calibración por gráfica analítica

En la técnica de la curva analítica (o de trabajo), se preparan varias soluciones estándares que contienen concentraciones conocidas del analito. Dichas soluciones deben cubrir el intervalo de concentraciones de interés, así como tener una composición matricial tan parecida como se pueda a la de las soluciones de la muestra. También se analiza, una solución de fondo (blanco de reactivos), que contiene solo la matriz del disolvente y las lecturas netas se graficarán contra las concentraciones de las soluciones estándares, a fin de obtener la gráfica de calibración de trabajo. Si se obtiene una gráfica no lineal, como ocurre con frecuencia, puede usarse equipo electrónico o programas computacionales para compensar la curvatura y producir una salida que sea una función lineal de la concentración. En regiones no lineales, el número de soluciones estándares analizadas debe aumentarse para obtener la exactitud del análisis de las muestras problema.

En algunos análisis también puede alcanzarse la linealidad variando parámetros instrumentales. En el análisis espectrofotométrico, cambiar la longitud de onda utilizada para obtener las lecturas de absorción puede producir una gráfica de trabajo más lineal. Es de mayor importancia registrar todos los parámetros instrumentales empleados para obtener los datos de la curva de calibración, porque incluso pequeñas variaciones en estos parámetros pueden afectar la pendiente de la gráfica. La curva de calibración debe ser revisada periódicamente, haciendo uso de soluciones de concentración conocida, para detectar cualquier cambio en la respuesta instrumental.

Calibración por el método de adiciones estándares

Cuando es imposible suprimir interferencias físicas o químicas en la matriz de la muestra puede usarse el método de adiciones estándares. La respuesta del instrumento debe ser función lineal de la concentración del analito, en el intervalo de concentraciones y también debe tener una ordenada al origen en cero (señal cero para concentración cero). Una pequeña cantidad de solución del analito, de concentración conocida, se añade a una alícuota de una solución de muestra analizada previamente, y el análisis se repite usando reactivos, parámetros del instrumento y procedimientos idénticos.

Las lecturas pueden ser corregidas para cualquier señal de fondo. Siempre es aconsejable revisar el resultado con al menos otra adición estándar. Las adiciones estadísticamente óptimas de analito son iguales al doble o la mitad de la cantidad del analito en la muestra original, todas las soluciones deben ser diluidas al mismo volumen final, para que cualquier interferente en la matriz de la muestra tenga un efecto idéntico en cada solución. Debe dejarse transcurrir suficiente tiempo entre la adición del estándar y el análisis final para que el estándar agregado alcance el equilibrio con los interferentes de la matriz.

El método de adiciones estándares es ampliamente utilizado en la química electroanalítica, para obtener resultados más exactos que los que resultan usando curvas de calibración. Como las soluciones problema y estándar se miden en idénticas condiciones, las técnicas voltamperométricas sensibles a la matriz (como la redisolución anódica) dependen casi exclusivamente de las adiciones estándares para resultados cuantitativos. La absorción atómica y la espectrofotometría de emisión de flama, usan este método con matrices de muestras complejas, en donde la viscosidad, la tensión superficial, los efectos de flama y otras propiedades de la solución muestra no pueden reproducirse con exactitud en las soluciones de calibración. Los resultados de las adiciones estándares también proporcionan un medio sistemático de identificar fuentes de error en los análisis, tales como la depleción o degradación de los reactivos de prueba, un instrumento defectuoso o soluciones estándares inexactas.

Calibración por el método del estándar interno

Se emplea un estándar interno para minimizar las diferencias en las propiedades físicas de un conjunto de soluciones muestra que contiene el mismo analito. En este método, una cantidad fija de una sustancia pura se añade tanto a las soluciones muestra como a las soluciones estándares; se determinan luego las respuestas del analito y del estándar interno, cada una corregida por el fondo, y se calcula el cociente de las dos respuestas. Si se controlan los parámetros que afectan las respuestas medidas, la respuesta de la línea del estándar interno será constante, por supuesto que la concentración del estándar interno no es fija; sin embargo, si varía uno o más de los parámetros que afectan las respuestas medidas, dichas respuestas –del analito y del estándar interno- deben ser afectadas por igual. Por lo tanto, el cociente de respuestas (del analito al estándar interno) depende solamente de la concentración del analito.

Comparación de métodos de calibración

Cada método tiene sus ventajas y limitaciones en el análisis cuantitativo. Si el análisis involucra un gran número de muestras e buba matriz de composición general conocida, entonces el uso de una curva de calibración es favorable. Las adiciones estándares generalmente se aplican cuando solo va a analizarse pocas muestras en una matriz compleja. Si la composición de la matriz de muestra es compleja y el análisis incluye varias muestras, entonces el método de adiciones estándares puede ser el procedimiento a elegir.

Cualquiera que sea el método elegido es necesario que los equipos e instrumentos de medición estén calibrados  para asegurar que los resultados presentados serán significativos y que no habrá variaciones provocadas por el equipo o instrumento que se está utilizando durante el análisis.

Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB) es una empresa dedicada a la calibración de instrumentos de medición tales como: espectrofotómetros, potenciómetros,  viscosímetros, balanzas, básculas, entre otros.

El personal de ICLAB está ampliamente capacitado para dar un servicio y asesoría a la mayoría de los instrumentos existentes en el mercado.

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A pesar de su precio, existen numerosas ventajas del corte con agua frente al corte por láser. El corte por agua permite cortar de todo y hasta un espesor más ancho del que el láser puede hacer, aunque sea más rápido. El sistema de corte se realiza a través de un chorro de agua de pocos milímetros de diámetro a presiones que superan los 4,000 bares, mezclando el chorro de agua con una arena abrasiva.

La máquina esta compuesta por una mesa que va cubierta con agua (una especie de piscina). El agua actúa como barrera del chorro.

Para realizar el corte, primero hay que realizar el dibujo en la computadora y desde ahí se le da la orden a la máquina. Es decir, se realiza primero un dibujo en Autocad y después se pasa al programa específico que tiene la propia máquina.

El operario introduce la clase de pieza que se va a cortar, el espesor y el tipo de material. Ese menú de piezas es el que da la dureza y los parámetros de tiempo necesarios para realizar el corte. Según todos estos parámetros, el tiempo empleado puede variar mucho: de 15 minutos a más de 40 horas. También, dependiendo de esos parámetros, varia el precio del corte.

Es necesario también tener en cuenta el tipo de corte que se desea obtener, ya que puede ir desde el más basto al más perfecto, independientemente del material que sea. Todo ello depende de la utilidad que se le quiera dar después a la pieza.

Otra ventaja de la tecnología, es que pesar de que esté muchas horas en funcionamiento no se calienta.

La máquina puede cortar todo tipo de materiales metálicos y plásticos, así como mármol, vidrio... Con ella se pueden hacer grandes trabajos, pero también pequeños detalles.

El proceso de corte no afecta los materiales porque no los calienta, endurece ni deforma, además el trabajo con esta tecnología es muy limpio y eficiente.

El proceso inicia al acelerar la conducción del agua por una boquilla dirigida a una velocidad de 1000 metros por segundo, esto se logra con la aplicación de un intensificador de presión hasta 4000 Bar de alta tecnología.

Para obtener cortes sobre materiales de alta resistencia se mezcla el agua con abrasivos controlados, alcanzando cortes hasta de 15 cm de espesor en aceros, y mayores en materiales más suaves con alta precisión en diseños sofisticados, obteniendo contornos terminados y piezas de gran calidad, imposibles de lograr con herramientas tradicionales.

Características de corte:

El corte con chorro de agua a alta presión puede cortar sin abrasivo materiales como:

Espuma, Papel, Cartón, Goma, Plástico, Fibra de vidrio, Materiales para empaque, Pañales desechables, Tapíz automotriz, y Cualquier otro material blando no metálico.

El chorro de agua con abrasivo corta:

Todos los metales, Acero, Acero inoxidable, Acero de carbón, Acero templado, Aluminio, Ligas de níquel, Titanio, Latón, Mármol, Granito, Vidrio, Vidrio blindado, Cerámica, Azulejo, y cualquier otro material de alto índice de dureza y de grandes espesores

Ninguna otra máquina-herramienta corta una variedad tan amplia de productos.

Corta materiales muy finos y delicados y también de gran espesor y duros.

El software define los parámetros de trabajos para todos los materiales, por lo tanto no es necesaria la ejecución y el cambio de herramienta al mudar el material a ser cortado.

Economía y Alta Productividad

Requiere apenas algunos minutos para el ajuste y fijación del material a ser cortado.

Permite aumentar la cantidad producida, a través del acomodo de varias placas del material al mismo tiempo y del corte de múltiples piezas en una única etapa.

El uso simultáneo de cabezales múltiples de corte aumenta la productividad.

El chorro con abrasivo corta con el mínimo de desperdicio de material, optimizando el espacio entre las piezas al ser cortadas con el máximo de aprovechamiento.

Calidad y Precisión

El chorro de agua corta en frío y por erosión, produciendo excelente calidad en los bordes de los materiales cortados, sin zonas afectadas por la inducción del calor o por el desgaste mecánico.

No daña el medio ambiente

El corte con la tecnología de chorro de agua no daña el medio ambiente, no crea polvo, no contamina el aire, y no es necesario el uso de petróleo u otras soluciones que pueden ser dañinas.

Ventajas del corte con chorro de agua sobre el corte laser:

No tiene limitaciones de espesor.

No tiene problemas con materiales reflectivos como el aluminio y el bronce.

Por ser un corte al frío no hay zonas afectadas como ocurriría si hubiera calor.

En el cambio de los materiales al ser cortados, la única cosa que cambia es la velocidad del corte, no habiendo necesidad de reemplazar piezas y herramientas.

Es posible trabajar con varias cabezas de corte para aumentar la producción.

Ventajas del corte con chorro de agua sobre Plasma y Oxicorte:

Tanto el plasma como el oxicorte, son procesos que utilizan el calor, provocando zonas afectadas y con mal acabado.

El corte abrasivo corta a grosores mayores.

Para conocer a proveedores de corte por chorro de agua haga clic aquí