En el caso de las piezas de plástico, el moldeo por inyección es una técnica de fabricación clave. Su capacidad para producir piezas consistentes en grandes volúmenes lo convierte en una opción popular para aplicaciones industriales. ¿Qué es el moldeo por inyección? Es un proceso de creación de piezas mediante la inyección de la forma fundida del material en el molde; después, el enfriamiento del molde lo solidifica en la forma de la cavidad del molde. Mientras tanto, las variaciones del moldeo de plástico por inyección como moldeo por reacción convertirla en una técnica más especializada para diversas necesidades de producción.
El proceso de moldeo por inyección reactiva no requiere inyección a alta presión. En su lugar, un tanque almacena el poliol líquido y otro tanque contiene isocianato. Posteriormente, una mezcla de estas dos materias primas se introduce en un molde con temperatura y presión controladas, obteniendo una pieza ligera y duradera tras la solidificación. Este método de moldeo es popular en los sectores automotriz, médico e industrial.
Al final del artículo, analizaremos qué es el moldeo por inyección reactiva, su proceso, ventajas, aplicaciones y más.
¿Qué es el moldeo por inyección de reacción (RIM)?
Proceso de moldeo por inyección de reacción
El moldeo RIM es un proceso de moldeo de plástico a baja presión. Utiliza dos tanques de almacenamiento, donde se almacenan polímeros de baja viscosidad. Luego, la mezcla de dos polímeros líquidos se transfiere a un molde con formas de cavidad predeterminadas mediante una bomba presurizada. La mezcla de dos polímeros dentro del molde de inyección provoca una reacción química que genera calor y crea un componente más espeso.
Molde de inyección de reacción y pieza
La mezcla de líquidos poliméricos es fundamental para la calidad de las piezas finales. Por ello, la cámara de mezcla funciona a alta presión. Mientras tanto, se añaden algunos aditivos como refuerzos de fibra en función de los requisitos estructurales. Además, la baja presión de inyección ( 0.5–10 MPa) ayuda a la formación de espuma durante la solidificación.
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¿En qué se diferencia el moldeo RIM del moldeo por inyección estándar?
Pieza de moldeo por inyección de reacción
En primer lugar, el proceso de moldeo RIM implica dos o más materiales líquidos reactivos, mientras que el moldeo por inyección estándar implica la inyección de materiales en forma fundida sin ninguna mezcla o mecanismo similar. En segundo lugar, la polimerización puede crear un elemento de estructura de espuma de celda cerrada con propiedades únicas. En tercer lugar, la presión de inyección para el moldeo por inyección puede llegar hasta 100 MPa. Mientras tanto, la presión de moldeo por inyección de reacción no supera los 10 Mpa.
Tabla: RIM frente a IM convencional frente a moldeo por compresión frente a RTM.
| factores | Moldeo por inyección de reacción (RIM) | Moldeo por inyección tradicional (IM) | Moldeo por compresión | Moldeo por transferencia de resina (RTM) |
| Materiales usados | Poliuretano, poliurea, epoxi | Termoplásticos (por ejemplo, ABS, PP, PE) | Termoendurecibles (por ejemplo, epoxi, fenólicos) | Epoxi, poliéster, éster de vinilo |
| Requisito de presión | psi-50 150 | psi-10,000 20,000 | psi-500 2,000 | psi-50 500 |
| Tiempo del ciclo | De 1 a 5 minutos | 30 segundos - 2 minutos | De 2 a 10 minutos | De 5 a 30 minutos |
| Espesor de la pared | 3-25 mm (admite distintos espesores) | 0.5-5 mm (espesor uniforme preferido) | 3-50 mm | 1-10 mm |
| Costo de herramienta | $10,000 - $100,000 | $50,000 - $500,000 | $20,000 - $200,000 | $50,000 - $300,000 |
| Rango de tamaño de piezas | Hasta 8 pies x 8 pies x 2 pies | Hasta 4 pies x 4 pies x 2 pies | Hasta 10 pies x 10 pies x 4 pies | Hasta 8 pies x 8 pies x 3 pies |
| Calidad de acabado superficial | Suave, cosmético) | Pulido, texturizado) | Moderado (puede requerir finalización) | Alto (suave a texturizado) |
Proceso de moldeo RIM
Pasos del proceso RIM
- Preparación de reactivos
En primer lugar, los polímeros líquidos (normalmente poliol e isocianato) se almacenan por separado en dos tanques para evitar una reacción prematura. La principal preocupación en este paso es mantener la temperatura y la presión de los líquidos dentro de los tanques. Las fluctuaciones de temperatura afectan a la viscosidad y, por tanto, al proceso de moldeo.
- Mezcla homogénea
Mezcla de material durante RIM
El siguiente paso es preparar la mezcla homogénea para que las partes de cada ciclo de producción sean consistentes. Esto implica bombear los líquidos de ambos tanques a una cámara de mezcla de alta presión. Además, existe un sistema de medición conectado a la cámara para mantener una proporción determinada de dos líquidos.
- Inyección y polimerización
A continuación, los reactivos mezclados se inyectan en la cavidad del molde. Luego, la mezcla llena todo el molde y captura todos los detalles intrincados del diseño del molde. Mientras tanto, los reactivos experimentan una reacción química dentro de un molde llamada proceso de polimerización. La polimerización hace que el material se expanda y se solidifique.
- Curación
El curado del molde es fundamental para lograr la polimerización completa y las propiedades finales. El tiempo de curado depende de la materiales de moldeo por inyección utilizado y las características deseadas del producto final. Los sistemas RIM avanzados utilizan sensores y bucles de retroalimentación para monitorear el proceso de curado en tiempo real, de modo que el operador pueda realizar los ajustes necesarios para mantener las condiciones óptimas.
- Desmoldeo
Después del curado, el molde se abre y se extrae con cuidado mediante pasadores expulsores o un sistema automatizado. Posteriormente, las piezas expulsadas se someten a un posprocesamiento como recorte, lijado o pulido para lograr las tolerancias y la calidad de acabado deseadas.
Materiales de moldeo por inyección de reacción
Principalmente, RIM utiliza Mezcla de poliol e isocianato, conocida como poliuretano. Su excelente flexibilidad, resistencia al impacto y durabilidad la hacen muy popular. Además, se puede formular para que sea rígida o flexible.. Otros materiales y sus respectivas propiedades incluyen;
- Resina epoxica: Resistencia mecánica, excelente adherencia y resistencia química.
- Materiales de silicona: Biocompatibilidad, resistencia al calor y flexibilidad.
- Poliurea: Tiempos de curado rápidos con alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos.
- Nylon: Alta resistencia a la tracción, excelente resistencia al desgaste y buena estabilidad química.
- Composicion: Materiales de refuerzo como fibras de vidrio o de carbono para mayor resistencia y rigidez.
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Aplicaciones del moldeo por inyección de reacción
Aplicación RIM
La flexibilidad y las propiedades finales del moldeo por reacción lo convierten en una técnica de fabricación destacada en diversas áreas, incluidas la automotriz, las plantas industriales, la industria aeroespacial, la medicina, los artículos de consumo, etc. Además, también tiene la capacidad de moldear piezas más gruesas y piezas con espesores variados.
Moldeo por inyección de reacción de piezas de gran tamaño
En la sección Moldeo por inyección automotriz En el sector automotriz, el proceso de moldeo RIM permite obtener componentes livianos y duraderos como parachoques y guardabarros, piezas de gran tamaño con alta resistencia al impacto. De igual forma, se utiliza en Moldeo por inyección médica Para piezas biocompatibles y duraderas con dimensiones precisas.
A continuación se muestran ejemplos de aplicación del moldeo por inyección de reacción en las principales industrias.
Tabla: Aplicaciones de moldeo RIM
|
Experiencia |
Aplicaciones |
|
Motorium |
Parachoques, guardabarros, paneles de puertas, componentes del salpicadero, base para asiento, etc. |
|
Aeroespacial |
Mobiliario de aeronaves, paneles interiores, mesas bandejas, etc. |
|
Médical Scientific |
Viviendas para equipos de diagnóstico, mobiliario médico, paneles de carros, etc. |
|
Electrónica |
Estuches y carcasas para numerosos artículos electrónicos, cuerpos de cámaras, etc. |
|
Equipamientos Industriales |
Mangos de herramientas, cuerpos de válvulas, escudos protectores, carcasas para panel de control, cubiertas de motores, etc. |
|
Detectar mercancías |
Carcasas de cascos, aletas de tablas de surf, asientos de kayak, acolchados, etc. |
Ventajas del moldeo por inyección de reacción
Piezas de plástico RIM con acabado liso
- El proceso produce piezas livianas con excelente resistencia a la fuerza y al impacto en comparación con otros moldes de plástico o moldes de metal.
- Es posible personalizar las propiedades finales añadiendo rellenos de refuerzo.
- El moldeo por reacción permite realizar geometrías con variación de espesor.
- Las características térmicas bajas del moldeo por inyección de reacción no requieren moldes costosos, normalmente se utilizan moldes de aluminio personalizados, que son más baratos que los de acero u otros tipos de moldes.
- Las piezas moldeadas RIM se pueden pintar fácilmente y pueden lograr un acabado de alto brillo.
- Se puede añadir cualquier metal u otros insertos durante el proceso de moldeo RIM, lo que permite obtener diversos componentes de múltiples materiales.
Desventajas del moldeo por inyección de reacción
- El costo del material (poliol e isocianato) es más alto que el de otros termoplásticos utilizados en el moldeo por inyección estándar. Como resultado, el costo total Costo de moldeo por inyección se puede aumentar.
- Las opciones de compatibilidad de materiales son menores para el moldeo por inyección de reacción: solo se pueden moldear por reacción unos pocos polímeros.
- El tiempo del ciclo de producción Es relativamente más largo que otras técnicas de moldeo de plástico.
Recapitulación
El moldeo por inyección reactiva es preferible al proceso estándar para piezas de plástico grandes y más gruesas. Su capacidad para espumar la pieza durante la polimerización y personalizar las propiedades finales con rellenos de refuerzo añadidos lo hace indispensable en la fabricación de piezas de plástico. Sin embargo, una ligera desviación y error en el proceso de mezcla o en los parámetros de moldeo pueden afectar significativamente la calidad del resultado final.
Por lo tanto, una proporción adecuada de polímeros mezclados y controles de temperatura y presión son clave para lograr piezas y productos de moldeo RIM de calidad. Boda tiene toda la experiencia en ingeniería y una fábrica de moldeo por inyección avanzada para satisfacer sus requisitos y expectativas. Moldeamos más de 50 materiales independientemente de la variación que desee, RIM, inserto, sobremoldeo o cualquier otro. Puede aprovechar Servicio de moldeo por inyección Para el crecimiento de su negocio o proyectos de investigación. Envíenos su diseño y solicite un presupuesto. ¡Nos pondremos en contacto con usted!
Preguntas Frecuentes
¿En qué se diferencia el moldeo por inyección de reacción del moldeo por inyección estándar?
El moldeo por inyección reactiva (RIM) utiliza reactivos líquidos que reaccionan químicamente y se polimerizan dentro del molde para formar una pieza sólida. Por el contrario, el moldeo por inyección estándar funde gránulos termoplásticos e inyecta el material fundido en un molde para formar una pieza sólida sin ninguna reacción química.
¿Son duraderas las piezas moldeadas por reacción?
Sí, las piezas moldeadas por reacción son muy duraderas. Ofrecen una excelente resistencia, flexibilidad, resistencia al impacto y estabilidad dimensional gracias a la polimerización reticulada.
¿Qué materiales se pueden utilizar en el moldeado RIM?
El moldeo RIM utiliza principalmente poliuretano (mezcla de poliol e isocianato). Otros materiales incluyen epoxi, silicona y algunos compuestos.
¿Cuáles son ejemplos de productos de moldeo por inyección de reacción?
Algunos de los productos de moldeado de RIM son parachoques de automóviles, paneles interiores aeroespaciales, carcasas de dispositivos médicos y carcasas de productos electrónicos de consumo.