12 métodos de fabricación de plástico y cuándo se usan

La fabricación de plástico es esencial para la mayoría de las industrias. Desde envases de poliestireno para alimentos hasta componentes industriales hechos de PEEK de ingeniería, la fabricación de plástico contribuye enormemente a la vida tal como la conocemos. Sin la capacidad de fabricar piezas de plástico, necesitaríamos desarrollar sistemas de producción radicalmente nuevos.

Pero la fabricación de plástico comprende muchos métodos diferentes. El moldeo por inyección, la extrusión de plástico y la impresión 3D FDM son métodos de fabricación de plástico, y hay muchos más. Estos diferentes métodos de fabricación de plástico se adaptan a diferentes piezas de plástico, y elegir entre ellos no siempre es sencillo. El presupuesto, el diseño de la pieza y el material son solo algunos de los factores que intervienen en la elección de un método de fabricación de plástico.

Este artículo analiza 12 métodos diferentes de fabricación de plástico, explicando sus procesos básicos y por qué son útiles. Para cada método de fabricación de plástico, daremos algunos ejemplos de cómo se puede utilizar para fabricar piezas de uso final.

1. Moldeo por inyección

El moldeo por inyección es el proceso de fabricación de plástico más común. Puede procesar polímeros termoplásticos y termoestables.

Este método rápido de fabricación de plástico funciona calentando gránulos de plástico hasta que se derriten y luego forzando el plástico fundido en un molde de metal usando un tornillo alternativo. El material fundido se enfría, solidifica y adopta la forma de la cavidad del molde. A continuación, la parte sólida se expulsa del molde.

El moldeo por inyección es adecuado para una gran variedad de materiales y piezas. Las piezas deben tener paredes delgadas y consistentes pero, de lo contrario, pueden asumir varias formas y tamaños.

Ejemplos de piezas moldeadas por inyección:bandejas de comida desechables, tableros de automóviles, ladrillos LEGO

2. Moldeo por soplado

El moldeo por soplado es un proceso de moldeo de plástico menos utilizado que el moldeo por inyección. Tiene tres variantes distintas:moldeo por extrusión-soplado, moldeo por inyección-soplado y moldeo por inyección-estirado-soplado.

Este proceso de fabricación de plástico funciona con un molde y un tubo termoplástico fundido llamado parisón (en lugar de gránulos completamente derretidos). El aire presurizado ingresa al parisón, lo que hace que el plástico se expanda y toque las paredes internas del molde, y finalmente adopte la forma de la cavidad del molde.

El moldeo por soplado es adecuado para piezas de plástico huecas como botellas de agua de plástico, siendo el HDPE el material más común.

Ejemplos de piezas moldeadas por soplado:botellas, bidones, depósitos de combustible

3. Rotomoldeo

El moldeo rotacional es otro proceso de moldeo de plástico, que utiliza altas temperaturas y baja presión para formar piezas de plástico. Funciona girando un molde para mover el material plástico en su interior.

Durante el proceso de rotomoldeo, el plástico en polvo se coloca en un molde, que se calienta y gira alrededor de dos (o más) ejes. Esta rotación asegura que el plástico fundido cubra la totalidad del interior del molde y asuma la forma de la cavidad.

Las ventajas del moldeo rotacional incluyen herramientas más simples, espesor de pared consistente y esquinas externas fuertes. Pero el proceso puede ser lento, ya que es necesario enfriar todo el molde antes de expulsar la pieza.

Ejemplos de piezas moldeadas rotacionalmente:contenedores, tanques de almacenamiento, juguetes

4. Fundición al vacío

La fundición al vacío es un proceso de fabricación de plástico que generalmente se emplea para pequeños lotes de prototipos coloridos. Utiliza moldes de silicona para fabricar piezas de plástico de uretano.

Durante este proceso de fabricación de plástico, el operador vierte resina de uretano en un molde de silicona; Luego, una aspiradora elimina las bolsas de aire y las burbujas, lo que da como resultado una pieza con un acabado excepcionalmente suave. A continuación, las piezas de uretano se curan en un horno.

La fundición al vacío es un proceso popular de fabricación de plástico para piezas parcialmente transparentes, como prototipos de vitrinas.

Ejemplos de piezas fundidas al vacío:carcasas y cubiertas electrónicas, varios prototipos de pantalla

5. Mecanizado de plástico

El mecanizado de plástico es un proceso de fabricación de plástico muy popular. Abarca fresado CNC, torneado CNC y otros procesos relacionados.

Aunque las diferentes máquinas funcionan de diferentes maneras, el mecanizado de plástico generalmente implica cortar secciones de una pieza de trabajo de plástico utilizando herramientas de corte manuales o controladas por computadora. El mecanizado es muy preciso, funciona con una variedad de plásticos y es mejor que el moldeado para fabricar piezas de paredes gruesas.

El mecanizado de plástico también es útil para añadir detalles a piezas fabricadas con otras técnicas como la extrusión.

Ejemplos de piezas mecanizadas:varias piezas industriales, plantillas y accesorios, iluminación de automóviles

6. Modelado de deposición fundida

El modelado por deposición fundida (FDM) es el proceso de impresión 3D más común para la fabricación de plástico. Funciona con termoplásticos comunes como ABS y PLA, así como con materiales avanzados como PEEK.

FDM funciona calentando el filamento termoplástico extruido y luego depositándolo en formas precisas desde una boquilla móvil (conectada a un cabezal de impresión) de acuerdo con las instrucciones de la computadora. Los cortes 2D de la pieza se imprimen capa por capa hasta que se construye el objeto 3D completo.

En pequeñas cantidades, FDM es muy rápido y rentable y puede producir una amplia gama de formas, incluidas aquellas con geometrías internas complejas. Sin embargo, no produce piezas especialmente fuertes.

Ejemplos de piezas FDM:varios prototipos, repuestos y reparaciones, piezas industriales compuestas

7. Estereolitografía

La estereolitografía (SLA) es una forma diferente de impresión 3D de plástico que funciona con resinas fotopoliméricas en lugar de polímeros termoplásticos.

Funciona mediante el curado selectivo de resinas fotopoliméricas utilizando una fuente de luz como un láser. (El procesamiento de luz digital, una tecnología relacionada, usó un proyector en su lugar). Las piezas se imprimen capa por capa a medida que la cama de impresión se mueve a través de la tina de resina.

SLA produce piezas quebradizas pero excepcionalmente suaves, que también pueden ser transparentes. A menudo se utiliza para la creación de prototipos, pero también tiene aplicaciones en odontología en joyería.

Ejemplos de piezas SLA:prototipos de exhibición, alineadores dentales, patrones de joyería para fundición

8. Sinterización selectiva por láser

La sinterización selectiva por láser (SLS) es un proceso de fabricación de plástico y otra forma de impresión 3D. Se utiliza principalmente para fabricar piezas de nailon.

SLS es un proceso de fusión de lecho de polvo. Funciona mediante el uso de un láser para sinterizar selectivamente formas 2D en polvo de plástico, capa por capa, construyendo una pieza de plástico completa. Es muy similar al proceso de fabricación aditiva de metal de fusión selectiva por láser (SLM). Una ventaja sobre otros métodos de impresión 3D de plástico es que no requiere estructuras de soporte.

Más que FDM o SLA, SLS se considera un proceso de fabricación aditiva industrial y es popular en la industria automotriz.

Ejemplos de piezas SLS:herramientas, hardware automotriz, conectores eléctricos

9. Extrusión de plástico

No debe confundirse con la impresión 3D por extrusión, la extrusión de plástico es el proceso de forzar el plástico a través de un troquel para hacer una pieza de plástico alargada con un perfil consistente.

Este proceso de fabricación de plástico de alto volumen funciona calentando el plástico en un barril, luego forzándolo, utilizando un tornillo alternativo, en un troquel, dándole su forma final con un perfil continuo. La extrusión de plástico resultante se endurece a medida que se enfría.

Los materiales comunes de extrusión de plástico incluyen polietileno, polipropileno, acetal y nailon. El proceso también tiene variantes como la extrusión de película soplada y la extrusión de tubos.

Ejemplos de piezas extruidas:tuberías, tubos, marcos de ventanas

10. pultrusión de plástico

La extrusión por estirado de plástico es una variante de la extrusión de plástico en la que el material se tira a través de un troquel en lugar de empujarlo.

La técnica de fabricación de plástico de pultrusión es adecuada para plásticos reforzados con fibra. Durante el proceso, un rollo de fibras reforzadas pasa a través de un tanque de resina plástica, que impregna las fibras, y luego a través de una matriz calentada, lo que le da a la resina reforzada con fibras su perfil personalizado.

Varias resinas plásticas son adecuadas para la pultrusión, incluidas las de poliéster, poliuretano y epoxi. Las fibras de vidrio son el material de refuerzo más común.

Ejemplos de piezas pultruidas:barras de refuerzo, bastones de esquí, varias piezas estructurales de refuerzo

11. Soldadura de plástico

La soldadura se asocia principalmente con metales, pero la soldadura de plástico es un proceso de fabricación de plástico útil para unir componentes termoplásticos que no son aptos para pegar u otros métodos de ensamblaje.

El proceso de soldadura de plástico tiene una gran cantidad de variantes, incluida la soldadura con gas caliente, la soldadura con punta rápida y la soldadura por contacto. La mayoría de las variantes implican preparar la superficie del plástico, aplicar calor y presión y luego enfriar.

Los diversos métodos de soldadura de plásticos se pueden clasificar en térmicos, mecánicos o electromagnéticos.

Ejemplos de piezas soldadas:carcasas, piezas de teléfonos móviles, dispositivos médicos

12. Termoformado

El termoformado es un tipo de fabricación de plástico que se parece al moldeado pero que utiliza láminas de plástico calentadas suavemente en lugar de plástico completamente fundido.

La técnica del método de fabricación plástica requiere un horno y un molde. Durante el proceso, la lámina de plástico se calienta hasta que se pliega; luego se estira sobre un molde, generalmente usando una aspiradora, antes de recortarlo y enfriarlo.

El termoformado es bastante versátil, ya que puede llevarse a cabo tanto a pequeña escala como para la producción en masa.

Ejemplos de piezas termoformadas:blisters, vasos de plástico, tapas