El moldeo por inyección de EPDM transforma el caucho sintético en un material resistente a la intemperie para las industrias automotriz , de climatización y médica.
Los clientes esperan que las juntas de las puertas de sus coches se mantengan funcionales y fiables durante muchas décadas. En casa, esperan que las juntas de sus sistemas de climatización permanezcan herméticas para optimizar la calefacción y la refrigeración y reducir el consumo energético.
En ambos casos, el moldeo por inyección de EPDM es la solución.
¿Qué es el moldeo por inyección de caucho EPDM?
El moldeo por inyección de EPDM es un proceso irreversible para fabricar piezas de caucho mediante el calentamiento de EPDM a alta temperatura y su posterior inyección en un molde para su curado y la formación de la pieza.
A diferencia de los plásticos , que se enfrían para formar las piezas durante el moldeo por inyección, las piezas de caucho se curan dentro del molde.
Este es el llamado proceso de vulcanización, en el que se forman enlaces químicos permanentes entre las moléculas del material. Esta reformulación transforma el caucho blando en piezas resistentes, elásticas y termorresistentes.
Beneficios del uso del moldeo de caucho EPDM
El moldeo de caucho EPDM produce piezas que pueden soportar las condiciones climáticas más adversas, incluidos los rayos UV y las temperaturas extremas (de -50 °C a 150 °C).
En aplicaciones donde el caucho común se agrieta después de unos años de exposición al sol, el EPDM permanece elástico y conserva su robustez.
Además, la resistencia química del EPDM lo convierte en un material excelente para piezas utilizadas en plantas de procesamiento químico, instalaciones de tratamiento de agua y equipos de limpieza industrial.
El EPDM es resistente al agua, al vapor, a los ácidos diluidos y a los álcalis. Sin embargo, su rendimiento es deficiente cuando se expone a aceites, combustibles y la mayoría de los disolventes orgánicos.
Lo más importante es que el moldeo de caucho representa una inversión en la estabilidad dimensional de las piezas. Esta inversión se amortiza durante muchos años, ya que las piezas de EPDM no se deforman ni siquiera bajo presión constante.
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¿Cuáles son los materiales EPDM más comunes para el moldeo por inyección?
EPDM curado con azufre
Si desea ahorrar dinero en piezas y productos que se utilizan en interiores o en ambientes con temperatura controlada, elija EPDM curado con azufre.
El EPDM con azufre es menos costoso y más económico de moldear por inyección . Los tiempos de ciclo son más cortos porque fluye bien y cura más rápido.
La mezcla de materiales se obtiene combinando EPDM crudo con azufre elemental. Al calentar ambos materiales, se forma azufre-carbono (SC). El material resultante es altamente flexible y resistente al desgarro.
Las aplicaciones comunes del EPDM curado con azufre incluyen:
- Mangueras de jardín
- Fundas antipolvo sencillas
- Juntas no críticas
- Aplicaciones donde la resistencia al calor no es la principal preocupación.
EPDM curado con peróxido
Esta versión de EPDM es más resistente al calor. Suele reservarse para aplicaciones críticas donde las opciones curadas con azufre no son fiables.
El EPDM curado con peróxido es más caro que el EPDM curado con azufre. Se fabrica mezclando peróxidos orgánicos con EPDM, lo que desencadena la formación de enlaces carbono-carbono (CC) de gran resistencia.
El proceso de moldeo del EPDM curado con peróxido requiere mayor precisión en el control de la temperatura y la presión. Pero a cambio, se obtiene una durabilidad a largo plazo en las aplicaciones más exigentes.
Los casos de uso comunes para el EPDM curado con peróxido incluyen:
- Juntas del motor y aplicaciones bajo el capó
- Calderas industriales y autoclaves
- Sistemas de agua potable
- Cafeteras y dispensadores de refrescos
EPDM frente a otros elastómeros
| Elastómero | Resistencia al calor | Resistencia química/pH | Resistencia al aceite/combustible | Fuerza mecánica | Resistencia a la temperatura (rango) | Facilidad de moldeo | Aplicaciones principales |
| EPDM | Alto | Excelente | Pobre | Bueno | -50 ° C - + 150 ° C | Excelente | Juntas de estanqueidad, sistemas de climatización, refrigeración, mangueras. |
| Nitrilo (NBR) | Moderado | Pobre (ácidos) | Excelente | Muy Alta | -35 ° C - + 100 ° C | Bueno | Tuberías de combustible, juntas tóricas, sellos hidráulicos. |
| Silicona (VMQ) | Extremo | Moderado | Pobre | Bajo (Se rompe fácilmente) | -60 ° C - + 230 ° C | Excelente | Juntas para uso médico, panadería y altas temperaturas. |
| Neopreno (CR) | Moderado | Moderado | Moderado | Alto | -40 ° C - + 100 ° C | Bueno | Equipo náutico, trajes de neopreno y colchonetas para puentes de mando. |
| Vitón (FKM) | Extremo | Excelente | Extremo | Alto | -20 ° C - + 200 ° C | Difícil | Sistemas de combustible para la industria aeroespacial y de competición. |
| Caucho natural | Bajo | Pobre | Pobre | Extremadamente alto | -50 ° C - + 70 ° C | Bueno | Neumáticos, soportes de amortiguadores, fuertes vibraciones. |
El proceso de moldeo de EPDM
En primer lugar, el material se seca y se mezcla con azufre o peróxido. Luego se calienta hasta que alcanza la temperatura de fusión suficiente para fluir, y posteriormente se inyecta a alta presión en un molde caliente.
Una vez que se llenan todas las cavidades del molde, comienza el curado. El material crea los enlaces químicos que le confieren a la pieza las propiedades deseadas. Tras el curado, la pieza se enfría y se extrae.
En el moldeo por inyección de EPDM, el mayor riesgo de fallo proviene del aire atrapado.
En comparación con los termoplásticos, el caucho tiene mayor viscosidad y es más propenso a la retención de aire durante el flujo. Esto puede comprometer la tolerancia y la integridad dimensional de las piezas de EPDM.
Los ingenieros disponen de varias soluciones alternativas para esto, incluida la técnica del ciclo de respiración, en la que el molde se abre ligeramente para que escape el aire antes de que comience el curado.
Temperatura de moldeo por inyección de EPDM
Mientras que el moldeo por inyección de plástico utiliza moldes fríos para dar forma a la pieza, el moldeo de caucho EPDM utiliza moldes calentados. La temperatura del molde se mantiene entre 160 °C y 190 °C para una vulcanización exitosa.
Si el molde está demasiado frío, el curado es incompleto. El resultado es una masa pegajosa de piezas que se rompen durante la expulsión o que presentan poca resistencia mecánica. Pero si el molde está demasiado caliente, puede producirse un curado prematuro (quemado) antes de que la cavidad se llene por completo.
Tipos de EPDM para moldeo por inyección y sus aplicaciones
Existen muchos tipos diferentes de materiales para moldeo por inyección EDM. Elija el material que mejor se adapte a sus necesidades en cuanto a facilidad de procesamiento y fiabilidad en el uso final.
Grados estándar
Se trata principalmente de grados de EPDM curados con azufre, convenientes para necesidades de moldeo por inyección económicas.
Entre las aplicaciones comunes del EPDM industrial estándar se incluyen las juntas de las ventanas, las cubiertas de los pedales y otros burletes en los vehículos.
Las piezas de EPDM estándar son lo suficientemente resistentes para paneles de ajuste preciso, pero generalmente no se utilizan en entornos con alta exposición a productos químicos.
Grados de alta temperatura
Las variedades de EPDM resistentes al calor suelen curarse con peróxido. Se pueden utilizar en entornos con temperaturas de hasta 120 °C o más.
Estos grados suelen ser más difíciles de moldear por inyección en comparación con los grados estándar e industriales. Sin embargo, ofrecen una fiabilidad duradera en componentes de motor, mangueras de radiador y juntas de intercambiadores de calor.
Su mayor ventaja es su alta resistencia a la compresión.
Grados de seguridad alimentaria (FDA)
Las calidades de EPDM para contacto con alimentos son versiones mejoradas del mismo material. Las calidades de EPDM aptas para uso alimentario se endurecen con peróxidos orgánicos.
Se eliminan del material todos los aceites y aceleradores que podrían filtrarse en los alimentos, y al mismo tiempo se le confiere resistencia al calor, la presión, el cloro y las bacterias.
Las principales aplicaciones del EPDM apto para uso alimentario incluyen:
- Juntas para lavavajillas
- Juntas para cafeteras
- válvulas de agua municipales
Grados de baja viscosidad
Se trata de grados de fácil flujo, reservados para piezas con paredes delgadas o geometrías muy complejas. La viscosidad se mide mediante la escala Mooney, donde un número menor indica mayor fluidez. El EPDM de baja viscosidad ayuda a reducir el riesgo de que el caucho no llene completamente la cavidad.
Las aplicaciones de EPDM de baja viscosidad incluyen:
- Sellos electrónicos
- Émbolos de jeringa
- manijas de puertas de automóviles
Grados de alta amortiguación
Este tipo de caucho está diseñado para absorber golpes y vibraciones. Si bien los materiales EPDM estándar se utilizan para el sellado, el EPDM de alta amortiguación resulta útil para la reducción de vibraciones en aplicaciones de maquinaria automotriz e industrial.
La fricción molecular dentro de este caucho se ha incrementado intencionalmente mediante el uso de rellenos como mica o hidrocarburos. Al presionarlo o vibrarlo, las cadenas moleculares se frotan entre sí, convirtiendo la vibración en calor.
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Conclusión
El moldeo por inyección de EPDM implica equilibrar la visión del diseñador, las propiedades del material y las capacidades del moldeador. Elegir el grado de material adecuado para su producto es la mitad del trabajo hecho. El otro aspecto importante es seleccionar un proveedor que domine el diseño para la fabricación y la optimización de procesos para mejorar los resultados y reducir los costos.
Preguntas frecuentes
En el moldeo por inyección de EPDM, el tiempo de curado depende del diseño de la pieza, específicamente del espesor de la pared. En piezas con paredes más gruesas, el calor tarda más en penetrar hasta el centro. Una junta de 2 mm puede tardar hasta 3 minutos en curarse por completo. Sin embargo, un soporte de motor de 20 mm de espesor puede tardar hasta 10 minutos en vulcanizarse. Esto también afecta directamente a los costos de producción, ya que las piezas que permanecen más tiempo en el molde tienen costos unitarios más elevados.
No. El EPDM, al ser un polímero no polar, no resiste fluidos no polares como el aceite de motor. El aceite penetrará en la estructura del caucho, provocando que se hinche y gotee. El nitrilo y el Viton son los cauchos más recomendados para garantizar la seguridad y la integridad del sellado en aplicaciones con contacto directo con aceites y grasas. Estos son cauchos polares.
No. El proceso de vulcanización durante la formación de piezas de EPDM en el molde es irreversible. Por eso, el EPDM es un material termoestable, lo que significa que los enlaces cruzados que se forman en su interior son permanentes. Sin embargo, el EPDM sobrante se puede triturar y reutilizar en la construcción.
Esquinas afiladas y ángulos de desmoldeo reducidos. Las esquinas afiladas dificultan que el EPDM fundido llene la cavidad, lo que agrava la ya problemática baja viscosidad del caucho. Por otro lado, cuando los ángulos de desmoldeo en las paredes son insuficientes, la pieza se desgarra y se deforma durante la eyección. Añada radios y aumente los ángulos de desmoldeo a 1.5-3 grados.
