Si alguna vez ha recibido un producto con piezas faltantes o bordes deshilachados, probablemente se deba a un fallo en la inyección. La explicación en la fábrica es que el polímero no llenó completamente la cavidad del molde. Sin embargo, para un fabricante de equipos originales (OEM), esta explicación no siempre es suficiente para recuperar los materiales perdidos, el tiempo de producción y el daño a la reputación de la marca.
Cuando se producen fallos de inyección, resulta imposible alcanzar los objetivos estéticos y de integridad estructural. Resolver estos fallos requiere un equilibrio meticuloso entre la mecánica de fluidos y parámetros de procesamiento como la temperatura y la presión. Veamos cómo.
¿Cuáles son las consecuencias reales de los tiros cortos?
Las piezas incompletas debido a fallos en la producción afectan directamente a sus resultados. En proyectos de gran volumen, incluso un índice de desperdicio del 1 % puede suponer pérdidas de miles de dólares.
Las piezas afectadas por defectos de inyección no se ensamblan correctamente debido a la pérdida de tolerancia. Una geometría incompleta provoca que las piezas pierdan sus secciones portantes, lo que reduce su resistencia mecánica.
El rendimiento y el ajuste se ven comprometidos. Una unión interna incompleta provoca zonas débiles localizadas que pueden agrietarse o romperse repentinamente.
Los fabricantes se ven obligados a luchar con los organismos reguladores por el cumplimiento de las normativas. Las retiradas de productos y los fallos en el mercado exponen posteriormente al fabricante a litigios, lo que daña la confianza.
Causas comunes de tiros cortos
Un disparo incompleto se debe a factores relacionados con los parámetros del proceso, los materiales , el diseño y la propia máquina.
Las soluciones radican en cómo los ingenieros pueden optimizar y personalizar cada uno de estos factores en función de las necesidades de cada proyecto, en lugar de basarse en el conocimiento tácito del sector.
Parámetros de proceso
Baja temperatura de fusión
El primer lugar que hay que revisar para solucionar los problemas de inyección incompleta es el cañón. Si la temperatura de fusión cae por debajo del rango objetivo para la fluidez del material, la viscosidad aumenta.
Esta baja temperatura inicial, sumada a la congelación que se produce dentro del corredor, provoca disparos incompletos.
¿Aumentar la presión reduce la resistencia al flujo cuando se parte de bajas temperaturas de fusión? La respuesta es sí. Sin embargo, a medida que aumenta la presión, el desgaste del molde se acelera.
Baja temperatura del molde
En general, es conveniente que la superficie del molde esté más caliente para reducir la congelación que se produce a medida que el material fluye a través del molde.
Si la temperatura del molde es demasiado baja, la solidificación comienza prematuramente, en el momento en que el material fundido entra en contacto con el acero. Se vuelve demasiado espeso para fluir, lo que provoca un llenado incompleto.
La consistencia y el equilibrio también son fundamentales. Si se aumenta excesivamente la temperatura del molde para compensar una temperatura de fusión baja, el tiempo de ciclo aumenta significativamente. Esto se traduce en mayores costos de producción.
Temperatura baja de la boquilla
La boquilla es por donde el plástico entra en el molde. Si la temperatura no es lo suficientemente alta, tienden a formarse acumulaciones de plástico frío en este punto, lo que provoca una obstrucción física en las compuertas.
Debido a que la punta de la boquilla suele entrar en contacto con el molde frío durante el ciclo de inyección, la disipación de calor es inevitable. Las boquillas largas son aún más propensas a la pérdida de calor.
Un buen mantenimiento requiere mantener la boquilla limpia y a la temperatura adecuada. Se recomienda encarecidamente el uso de la retracción de la boquilla y las bandas calefactoras.
Presión de inyección o presión de mantenimiento insuficientes
Es necesario inyectar el material con la presión suficiente para llenar completamente la cavidad. Si esta presión no alcanza el caudal necesario para el material, se obtendrán piezas incompletas.
La presión de mantenimiento también es fundamental para evitar el reflujo y la contracción durante el enfriamiento. Sin una presión de empaquetamiento adecuada, una alta presión de inyección no es suficiente para evitar inyecciones incompletas.
Velocidad de inyección lenta
En el trayecto desde la boquilla hasta la cavidad, el material pierde energía térmica de forma gradual.
Si la velocidad de inyección es alta, la pérdida total de calor es mínima, lo cual es bueno para el llenado de la cavidad. Si la velocidad de inyección es lenta, el material pierde más calor (hacia las paredes del molde) durante su recorrido, lo que provoca inyecciones incompletas.
Sin embargo, al aumentar la velocidad de inyección, debe tenerse en cuenta la eficiencia de la ventilación. Normalmente, a altas velocidades, el aire del molde no puede escapar con la suficiente rapidez. Se inflama y arde, creando manchas negras.
Baja tasa de llenado
Esta métrica se mide en centímetros cúbicos por segundo y representa el volumen de material que se introduce en el molde por unidad de tiempo.
Una mayor tasa de llenado ayuda a que el plástico rellene la cavidad más rápidamente antes de que se produzca la pérdida de energía térmica y la solidificación.
Si el porcentaje de llenado es inconsistente, algunas piezas serán perfectas y otras incompletas. Esto es más común en las líneas de montaje automatizadas.
La solución consiste en un moldeo desacoplado, que mantiene una velocidad de llenado constante incluso cuando cambian otros parámetros.
Selección de materiales y fluidez
Viscosidad del material
La viscosidad mide la resistencia al flujo de un material. Puede consultar la viscosidad del material en la ficha técnica, observando su Índice de Flujo en Fusión (MFI) o su Índice de Flujo en Fusión (MFR).
Si elige una resina con un índice de fluidez bajo (alta viscosidad), el material no fluirá con facilidad, lo que provocará inyecciones incompletas.
Si no puede utilizar un material con un índice de fluidez (MFI) superior, asegúrese de que el diseño tenga paredes más gruesas para aumentar el flujo. Siempre adapte la composición química del polímero a la geometría de la pieza.
Suministro insuficiente de material
Este es el error más básico y fácil de solucionar. Si la tolva se vacía antes de que finalice el ciclo de inyección, se producirán disparos incompletos inevitablemente. El tornillo empieza a aspirar aire. Rellene la tolva con regularidad.
Compruebe que la boca de alimentación esté despejada. Si esta sección está obstruida por bolitas de plástico atascadas, el nuevo material no podrá entrar en el cañón, lo que provocará disparos incompletos.
El enfriamiento de la garganta de alimentación ayuda a reducir el riesgo de fusión y formación de puentes. Mantenga la garganta de alimentación a una temperatura de entre 30 y 45 grados Celsius.
Exceso de lubricante en partículas de plástico
Los lubricantes internos y externos que quedan en el material (para facilitar el flujo y el desmoldeo) pueden afectar negativamente a la fluidez.
Cuando se utilizan en exceso, tanto los lubricantes internos como los externos dificultan la capacidad de la máquina para sujetar y empujar el material hacia el cilindro (debido al deslizamiento del tornillo). El resultado son disparos incompletos.
Las soluciones implican ajustar las temperaturas de la zona de alimentación o las RPM/contrapresión del tornillo.
Contaminación que bloquea la ruta del material
Los gránulos sueltos pueden alojarse en la boquilla y bloquear el flujo del material. Esto provoca una caída de presión dentro de la cavidad, lo que resulta en un flujo incompleto.
También pueden producirse obstrucciones en las compuertas debido a residuos extraños o restos de resina. La prevención incluye procedimientos de purga regulares y rigurosos, así como el uso de filtros de material eficientes.
Defecto de diseño del molde
Diseño de sistema de compuertas irrazonable
Un mal diseño del molde supone un coste constante para la eficiencia de las piezas y los costes de producción. Por ejemplo, si las compuertas son demasiado pequeñas, se produce una pérdida de presión significativa que afecta al flujo del material. Esto da lugar a piezas incompletas.
Del mismo modo, si la compuerta se coloca en el lugar incorrecto, por ejemplo, en secciones de paredes delgadas, el material pierde una cantidad significativa de calor en su recorrido hacia secciones más gruesas.
El diseño del sistema de alimentación debe basarse en las características del material y la geometría de la pieza, no en los tamaños estándar de la industria.
Ventilación deficiente para el moho (mala ventilación para el moho)
El desplazamiento del aire se produce en el momento en que el plástico entra por primera vez en el molde. Si este aire no tiene por dónde escapar, se comprime y actúa físicamente como una obstrucción al flujo del material.
Aunque utilices la presión y la temperatura adecuadas, si no haces nada con respecto a la ventilación, seguirán produciéndose disparos incompletos.
Instale las rejillas de ventilación de manera que permitan la máxima salida de aire sin que el material presente fugas.
Diseño de estructura de piezas irrazonable
Cuando la geometría de la pieza desafía las leyes físicas del flujo de materiales, no esperes otra cosa que tomas cortas.
Por ejemplo, si las paredes son demasiado delgadas, la relación longitud de flujo/espesor aumenta. La resina se congelará en su recorrido antes de llegar al final.
Las esquinas pronunciadas y las curvas cerradas también ralentizan el flujo del material, al igual que los cambios bruscos en el espesor de la pared.
Canales de flujo congelados
En el caso de canales congelados y disparos incompletos, el material se solidifica prematuramente en su sistema de suministro antes de llenar la cavidad.
Los canales de flujo suelen congelarse debido a:
- Canales de alimentación delgados y baja temperatura del molde
- Congelación prematura de la puerta
- Velocidad de inyección lenta
Diseñe siempre los conductos de inyección con una sección transversal generosa para evitar este problema de caída de presión antes de que provoque disparos incompletos.
Factores relacionados con la máquina
Selección inadecuada de la máquina de inyección
Si la máquina es demasiado grande para el tamaño de la dosis, el plástico permanece en el barril caliente durante más tiempo y comienza a degradarse.
Si el peso de la pieza más el del sistema de alimentación supera el 80% de la capacidad total de la máquina, el husillo se queda sin recorrido antes de que se llene el molde.
Elija la máquina adecuada, donde el plástico permanezca estable y la máquina tenga margen para ajustarse a los cambios de velocidad.
Válvula antirretorno desgastada
Si la válvula de retorno está defectuosa, el material se filtra hacia atrás en la tolva durante la inyección. Esta fuga reduce el volumen de material suministrado a la cavidad del molde.
Si se producen inyecciones incompletas, fluctuaciones de presión y ausencia total de amortiguación (el tornillo llega al tope durante la inyección ), lo más probable es que la válvula de retorno esté desgastada.
Corredores bloqueados
Si el conducto se bloquea por una masa de plástico solidificado, impide que más material llene la cavidad.
La mejor medida preventiva es utilizar bolsillos de desbordamiento a lo largo de todo el corredor.
Estos dispositivos atrapan el material frío, de modo que solo el material caliente pasa a través de la cavidad.
Cómo prevenir y solucionar problemas de inyección incompleta en el moldeo por inyección
Materiales
- Utilice resinas con un alto índice de fluidez en estado fundido.
- Mantenga niveles constantes en la tolva y desatasque regularmente la entrada de alimentación.
- Evite el uso excesivo de lubricante.
Diseño de molde
- Utilice puertas más grandes y colóquelas en las zonas de matorrales.
- Añade más orificios de ventilación para que el aire atrapado no bloquee el flujo de material.
- Paredes delgadas y esquinas afiladas sin huecos.
- Aumenta el diámetro del conducto para evitar obstrucciones.
Temperatura
- Aumentar la temperatura de fusión en el barril para mejorar la viscosidad.
- Aumenta la temperatura del molde para evitar que el material se congele.
- Utilice la función de retracción de la boquilla para que esta no pierda calor hacia el molde frío.
Parámetros de proceso
- Aumentar la presión de inyección y compactación para que el material reciba la fuerza mecánica suficiente para llenar cada rincón de la cavidad.
- Aumentar la velocidad de inyección y la tasa de llenado para evitar el riesgo de que el material pierda calor y se congele antes de llenar el molde.
- Mantenga el peso del disparo dentro del 20% - 80% de la capacidad máxima de disparo de la máquina.
Mantenimiento de moldes
- Inspeccione y reemplace periódicamente las válvulas antirretorno desgastadas.
- Asegúrese de que el par motor de la máquina sea suficiente para mantener una presión uniforme.
- Mantenga una amplia capa de material delante del tornillo para lograr una presión uniforme en cada disparo.
Procedimiento adecuado para la toma de fotografías cortas
Se recomienda encarecidamente realizar un estudio de llenado progresivo, que consiste en desactivar la presión de mantenimiento y aumentar gradualmente el tamaño/posición de la inyección para observar la progresión del frente de flujo en una serie de inyecciones.
Instrucciones para la máquina de inyección corta multicavidad
El desequilibrio es el mayor obstáculo en los moldes multicavitarios. Algunas cavidades pueden llenarse por completo y quedar perfectas, mientras que otras permanecen incompletas. Utilice estos métodos de diagnóstico:
Inspeccione visualmente las piezas de diferentes cavidades para cada toma en el mismo instante. Si no son idénticas, los frentes de flujo no llegan a las cavidades al mismo tiempo.
Busque diferencias en la temperatura del canal de alimentación, el rendimiento de la compuerta o la eficiencia del canal de refrigeración en las cavidades. Si existen, habrá identificado la causa probable: un desequilibrio en el flujo.
Intercambia las compuertas entre una cavidad problemática y una cavidad en buen estado para comprobar si el problema persiste. Si el problema se traslada a la nueva cavidad, sabrás que es necesario reemplazar las compuertas.
Instrucciones para la progresión del corredor en tomas cortas
El análisis del progreso del corredor revela cualquier caso de pérdida de presión en el sistema de suministro de material.
Comprueba cómo se llena el conducto. ¿Se llena por completo antes de entrar en las compuertas? Si la respuesta es no, estás perdiendo presión en los componentes de la máquina.
Inspeccione la forma del plástico en el extremo del corredor. ¿Tiene un aspecto congelado? Si es así, eso confirma que el corredor está demasiado frío.
Comprueba que los pozos del conducto estén recogiendo los plásticos solidificados. Si no es así, es probable que haya acumulaciones de plástico frío que estén bloqueando la compuerta.
Instrucciones para patrones de relleno de cavidades en dosis cortas
Inspeccionar el patrón de llenado de la cavidad ayuda a determinar si las fugas incompletas se deben a la presencia de aire atrapado.
Si el plástico llena primero las secciones más gruesas, es buena señal. Pero si se extiende primero a las secciones más delgadas, hay que revisar las rejillas de ventilación.
Compruebe si hay líneas de soldadura o puntos donde se unen dos flujos diferentes. Si no se fusionan completamente antes de detenerse, es posible que las compuertas sean demasiado pequeñas.
Presta atención a las burbujas de aire. ¿El flujo de material forma un círculo alrededor de un espacio vacío? Si es así, el aire atrapado está bloqueando el paso del material.
¿Por qué es importante un enfoque sistemático para resolver tiros cortos?
Si no se planifica cuidadosamente, una solución para los disparos a corta distancia puede generar muchos más problemas.
Un enfoque sistemático te brinda una perspectiva global para que no desencadenes accidentalmente un efecto dominó de nuevos problemas.
Por ejemplo, aumentar la temperatura de fusión hace que el material se vuelva más fluido. Llenará la cavidad del molde de forma rápida y completa, pero entonces:
- Usted pagará más en costos de producción debido al tiempo de enfriamiento prolongado.
- El material puede degradarse, provocando marcas de quemaduras, que son tan malas como los disparos incompletos.
En un enfoque sistemático, se investiga el problema y se documentan todas las variables, una por una.
A continuación, enumere sus causas exactas, efectos y posibles soluciones, y luego cree una base de conocimientos que represente las interdependencias.
A continuación, se analiza este mapa para determinar dónde una intervención pequeña y menos costosa puede generar un impacto positivo significativo y duradero.
Pero una vez que realice esta corrección, deberá supervisar constantemente las consecuencias posteriores de la misma.
Una vez que se asegure de que el sistema está equilibrado, registre la intervención en sus procedimientos operativos estándar (POE) para que sirva de base para futuras acciones si el problema se repite.
EzraMade
Deja de pagar por chatarra. Empieza a pagar por piezas.
Conclusión
Un fallo en el disparo no se debe a un fallo técnico; es un problema cuantificable con soluciones prácticas. Todo comienza con comprender las causas raíz e implementar marcos rigurosos de control y aseguramiento de la calidad . Independientemente de las intervenciones que le prometan, no pierda de vista el resultado final. Exija precisión, datos y soluciones repetibles.
Preguntas Frecuentes
Los moldes viejos producen más defectos que los nuevos. El desgaste de los componentes clave del molde puede reducir la eficiencia del flujo de material debido a cambios en la presión y la estabilidad de la temperatura. Por ejemplo, una válvula de ventilación aplastada detiene el flujo de material debido al aire atrapado.
A veces, no siempre. Si la presión de inyección o la presión de compactación caen por debajo del perfil del material, se garantizan inyecciones incompletas. Pero, en muchas más ocasiones, las inyecciones incompletas no tienen nada que ver con la presión, sino con la temperatura, la ventilación o el diseño de la compuerta.
Sí, los materiales higroscópicos (como el nailon, el ABS, el policarbonato y el PET) son mucho más propensos a producir defectos de inyección si no se secan adecuadamente antes de su procesamiento.
Fuentes
- Análisis de la posibilidad de inyección incompleta en el moldeo por inyección
- Predicción de defectos de inyección incompleta en el moldeo por inyección
- Defectos de inyección insuficiente en el moldeo por inyección: causas, identificación y soluciones.
- Reducción de fallos en la inyección mediante la optimización de los parámetros de moldeo por inyección.
- Cómo prevenir fallos por inyección incompleta en el moldeo
- Consejo sobre moldes: Cómo prevenir y solucionar problemas de inyección incompleta
