Moldeo por inyección de ABS:conozca su proceso y consideraciones

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación común con diferentes variantes según la materia prima utilizada. Una de tales variantes del proceso es el proceso de moldeo por inyección de ABS. Tal como su nombre lo indica, la materia prima de esta variante de moldeo por inyección es plástico ABS.

¿Qué es el plástico ABS?

ABS significa acrilonitrilo butadieno estireno. Este material plástico está compuesto por tres monómeros que forman su nombre. Cada uno de estos monómeros aporta sus propiedades al polímero plástico para darle una amplia gama de propiedades.

Las propiedades que posee el plástico incluyen resistencia química, dureza y resistencia al calor aportadas por el acrilonitrilo. Otras propiedades incluyen la resistencia al impacto y la tenacidad (concedidas por el butadieno) y la resistencia y el brillo aportados por el estireno. A pesar de su amplia gama de características, es relativamente uno de los plásticos más baratos para comprar. Además, es uno de los plásticos más fáciles de usar en el moldeo por inyección debido a su facilidad de procesamiento.

A pesar de su aclamada resistencia y dureza, este resistente plástico no es tan impermeable a la luz ultravioleta. Por lo tanto, tiene un uso limitado en exteriores. Sin embargo, los fabricantes de piezas han encontrado formas de manipular las propiedades de este plástico para resistir la luz ultravioleta mediante el uso de varios aditivos y rellenos, como fibras acrílicas, de vidrio y de acero inoxidable. Estos aditivos alteran las propiedades del plástico y mejoran aún más sus usos para diversas aplicaciones.

Estas propiedades y el potencial de manipulación hacen que el ABS sea el polímero más utilizado en el proceso de moldeo por inyección. ¿Quiere saber cómo se utiliza este plástico para fabricar varios productos terminados? Entonces, la siguiente sección es una lectura obligada.

Proceso de moldeo por inyección de ABS

Esta sección destaca los diversos pasos que los fabricantes deben seguir durante el proceso de moldeo de plástico ABS. Incluyen:

Pretratamiento de materiales

Antes de usar una pieza de plástico ABS para la fabricación, necesita un secado adecuado. La temperatura de secado utilizada está dentro del rango de 80 a 85 °C durante 2 a 4 horas. Otro método de secado involucra el uso de una tolva de secado con una temperatura de 80°C. Sin embargo, el último proceso solo dura de 1 a 2 horas.

Calibración de la Máquina de Moldeo por Inyección

Después de tratar el material, el siguiente paso es preparar la máquina de moldeo ABS para el trabajo. Esto implicará establecer parámetros como la relación de compresión, la fuerza de sujeción y la presión de moldeo por inyección. Los valores típicos para estos parámetros incluyen una relación de compresión superior a 2, una fuerza de cierre que oscila entre 4700 y 62000 toneladas por metro cuadrado (t/m²) y una presión de moldeo por inyección superior a 1500 bar.

Diseño de moldes y compuertas

El molde es muy importante para determinar cómo resultará el producto ABS terminado. Por lo tanto, el diseño del molde y su puerta es muy importante en el proceso. El grosor del molde ABS oscila entre 0,025 y 0,05 mm, mientras que la longitud de la puerta se establece en menos de 1 mm. Además, el diámetro del canal a través del cual fluye el ABS fundido se establece en 3 mm, mientras que el ancho del orificio de ventilación oscila entre 4 y 6 mm. Por último, la temperatura del molde utilizada siempre está en un rango de 60 a 65 °C.

Temperatura de moldeo por inyección

La temperatura de moldeo por inyección utilizada para un proceso de moldeo por inyección de ABS en particular depende de la calidad/grado del ABS utilizado. A continuación se enumeran los ejemplos de algunos grados de plástico ABS comúnmente utilizados en el moldeo de plástico ABS y la temperatura óptima de moldeo por inyección utilizada:

• Grado resistente al fuego:200 - 240 °C, la temperatura óptima entre 220 °C - 230 °C.
• Grado de galvanoplastia:250 – 275 °C, con la temperatura óptima a 270 °C.
• Grado reforzado con fibra de vidrio:230 °C – 270 °C.
• Grado de alto impacto:220 °C – 260 °C, temperatura óptima a 250 °C.
• Grado resistente al calor:de 240 °C a 280 °C, temperatura óptima de 265 °C a 270 °C.

Velocidad de moldeo por inyección

La velocidad de moldeo por inyección depende del grado del plástico ABS y de los requisitos del producto terminado. Por ejemplo, los plásticos ABS resistentes a las llamas solo pueden usar velocidades de moldeo por inyección lentas. Además, los productos que requieren un acabado de superficie de precisión pueden requerir altas velocidades de moldeo por inyección en múltiples etapas.

Tiempo de residencia

El tiempo de residencia es el tiempo que tarda una bolita de plástico en moverse desde el cilindro de moldeo por inyección hasta el molde de inyección. Para los plásticos ABS, el tiempo de residencia suele ser de 5 a 6 minutos a una temperatura inferior a 265 °C. Sin embargo, para el plástico ABS de grado ignífugo, el tiempo de residencia es más corto y la temperatura es mucho más baja.

Contrapresión

Es aconsejable mantener la contrapresión del proceso de moldeo por inyección de ABS lo más baja posible para evitar el desgaste. La presión aceptable suele rondar los 5 bar.

Otras Operaciones

Otras actividades realizadas durante los procesos de moldeo de ABS incluyen molduras decoradas mediante marcado láser o estampación en caliente, soldadura por ultrasonidos, etc.

Limpieza

Algunos grados de ABS tienden a adherirse al tornillo del molde después de retirar la pieza. Entonces, la mejor manera de limpiar esto es esperar un poco a que desaparezcan los residuos y luego limpiar a fondo los compartimentos de la máquina de moldeo por inyección con poliestireno.

Ventajas del moldeo por inyección de ABS

Hay muchas razones por las que el moldeo por inyección de ABS es una de las formas más populares de moldeo de plástico. Algunas de las ventajas incluyen:

Reproducibilidad precisa

Debido a la procesabilidad del ABS, es el material más adecuado para usar en la fabricación de piezas complejas. Su procesabilidad facilita la reproducción de piezas complejas y funcionales utilizando el plástico. Además de que las piezas se producen con precisión, mantienen su integridad funcional incluso cuando se usan en condiciones extremas, gracias a la dureza del plástico.

Alta resistencia a la tracción

Las piezas moldeadas de ABS son adecuadas para su uso en aplicaciones que requieren soportar cargas pesadas debido a su alta resistencia a la tracción. Su capacidad para resistir fuertes impactos mecánicos hace que este plástico sea una buena opción económica para aplicaciones de alta tensión.

Reciclabilidad

La reciclabilidad del ABS lo convierte en un material perfecto para su uso en aplicaciones reutilizables. Las plantas de reciclaje pueden triturar fácilmente las piezas de plástico y mezclarlas con ABS nuevo para utilizarlas en la producción de piezas nuevas.

Desventajas del moldeo por inyección de ABS

A pesar de sus numerosas ventajas, el ABS también tiene sus inconvenientes. Algunas de estas desventajas incluyen:

Pobre resistencia a la fatiga

Si bien las piezas de ABS suelen tener una alta resistencia a la tracción, no pueden soportar cargas pesadas durante períodos prolongados debido a su escasa resistencia a la fatiga. La pieza de plástico ABS puede degradarse fácilmente si se expone constantemente a entornos de alto estrés.

Resistencia inferior a los rayos UV

Una de las principales deficiencias del plástico ABS es su bajo rendimiento a la luz solar. El material tiende a degradarse con la exposición constante a la luz solar. Sin embargo, los fabricantes de piezas mejoran su rendimiento a la luz del sol agregando aditivos al plástico ABS durante el moldeado.

Factores a considerar durante el moldeo por inyección de ABS

Al intentar iniciar un lote de moldeo por inyección de ABS, se deben tener en cuenta algunos factores. Estos factores son vitales para tener piezas moldeadas con éxito. Incluyen:

Humedad en el material antes del moldeado

El plástico ABS tiene algunas propiedades higroscópicas (puede absorber la humedad del aire) y también absorbe el agua que lo rodea. Sin embargo, la presencia de agua en cualquier plástico ABS moldeado podría causar defectos estructurales en el plástico. Por lo tanto, es esencial asegurarse de que el plástico ABS utilizado se seque correctamente. Hay dos tipos de parámetros para secar el plástico:secar a 80 – 95 °C durante 3 – 4 horas o utilizar una tolva de secado a 80 °C durante 1 – 2 horas.

Control de temperatura

Controlar la temperatura es crucial durante el moldeo por inyección de ABS, ya que el sobrecalentamiento del plástico podría provocar una degradación térmica. Esta degradación térmica se debe a los enlaces químicos en la rotura del plástico, lo que podría causar gránulos marrones en la pieza terminada.

Trabajar con una máquina de moldeo por inyección con un buen control de temperatura es esencial ya que este proceso aún requiere mucho calor. Por ejemplo, cuando las piezas de ABS en producción contienen un alto nivel de brillo, la temperatura utilizada en la producción es más alta de lo normal. Sin embargo, es importante tener en cuenta que cuanto mayor sea la temperatura utilizada para el proceso de inyección, menor será el tiempo de exposición.

Diseño de piezas y moldes

El diseño de las piezas antes del proceso de moldeo por inyección permite determinar si la producción de la pieza es realmente posible. Estos son algunos principios generales que funcionan con el diseño de piezas de ABS:

• El grosor de las paredes de la pieza debe ser uniforme. Si hubiera alguna variación, no debería ser más del 25% entre sí. Esto es importante porque las paredes uniformes ayudan a prevenir la tensión en la pared deficiente.
• Además, el grosor de la pared debe determinar el tamaño del radio. La relación entre el radio y el espesor de la pared no debe ser inferior a 0,3. La regla de oro aquí es que cuanto mayor sea el radio, menor será la tensión. Sin embargo, el radio debe permanecer dentro de límites razonables, ya que un radio grande provoca marcas de hundimiento en la pieza.
• Para el molde, el grosor debe oscilar entre 0,025 y 0,05 mm. Además, la longitud de la compuerta debe ser de alrededor de 1 mm, el diámetro del canal de flujo debe ser de alrededor de 3 mm y el ancho del orificio de ventilación debe oscilar entre 4 y 6 mm.

Finalmente, el proceso de enfriamiento del molde de inyección necesita un diseño óptimo para evitar problemas de contracción.

Aplicaciones del moldeo por inyección de ABS

El plástico ABS tiene usos en diferentes industrias debido a varias razones. Debido a su facilidad de moldeo, el bajo costo de producción y la resistencia a los cambios físicos y químicos, este polímero se ha convertido en el favorito de los fabricantes. Estos son algunos ejemplos de industrias donde las piezas de plástico ABS han encontrado uso:

• Industria de la construcción: Debido a su resistencia a los impactos físicos y químicos y fuertes, los fabricantes utilizan plásticos ABS para fabricar tuberías y accesorios que se utilizan en los edificios.
• Industria Automotriz: El plástico ABS es una materia prima común para piezas ligeras de automóviles. Ejemplos de piezas de automóviles hechas de plástico ABS incluyen piezas de cinturones de seguridad, piezas de puertas, molduras de pilares, componentes de tableros, etc.
• Sector de consumo: Los plásticos ABS se encuentran en muchos electrodomésticos, como procesadores de alimentos, aspiradoras, revestimientos de refrigeradores, etc.

Otras aplicaciones incluyen las industrias de la salud, el deporte y la electricidad.

El costo del proceso de moldeo por inyección de ABS

Si está tratando de producir algunas piezas mediante moldeo por inyección, es correcto que averigüe el costo de todo el proceso antes de continuar. Para estimar los costos involucrados, debe tener en cuenta diferentes costos. Ejemplos de los diversos costos involucrados incluyen:

Costos de equipo

Lo más probable es que subcontrate su producción a empresas con el equipo necesario. Estas empresas le cobrarán una tarifa aparte por el equipo utilizado. Sin embargo, si planea obtener el equipo, deberá donar una suma dentro del rango de $ 50,000 a $ 200,000. Además de comprar el equipo, también deberá mantener el equipo, lo que podría costarle una fortuna. La opción rentable será externalizar la producción.

Costos del molde

Esto también se conoce como los costos de herramientas. Esto aumenta el costo del proceso de moldeo por inyección de ABS. Hay tres métodos diferentes utilizados en la fabricación de moldes de inyección. Incluyen mecanizado CNC, impresión 3D y mecanizado por descarga eléctrica (EDM). Estos métodos pueden costar tan solo $ 100 para moldes impresos en 3D simples de bajo volumen. El precio también podría ascender hasta los 100 000 USD para grandes series de producción o moldes con diseños complejos.

Costos de materiales

Este es el costo de comprar el material (en este caso, ABS). Podrás encontrar el material por un costo que oscila entre $1 y $5 por kg.

Costos del servicio

Los costos aquí son responsables de la remuneración del personal que realiza las tareas y de la instalación y mantenimiento de las máquinas. Los ejemplos de parámetros incluidos aquí incluyen:

• Monitoreo de costos:Esto va a los operadores que manejan las máquinas.
• Costos de preparación:se refiere al tiempo necesario para preparar el molde y producir la pieza terminada.
• Costos de reparación:Los costos de reparación cubrirán el mantenimiento de las piezas con defectos y las herramientas utilizadas para mantener el equipo.
• Si bien no hay un precio fijo para el moldeado de ABS, la regla general es que cuanto mayor sea el número de piezas, menor será el precio por pieza.

Conclusión

El moldeo por inyección de ABS es un proceso que parece bastante fácil de lograr. Sin embargo, sus tecnicismos que solo los expertos entienden. Esta es la razón por la que es importante externalizar el moldeado de ABS a empresas que realmente entiendan los principios prácticos del proceso de fabricación.

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Preguntas frecuentes

¿A qué temperatura se derrite el plástico ABS?

El ABS es amorfo, por lo que no tiene una verdadera temperatura de fusión. Sin embargo, su temperatura de transición es de unos 105 °C (221 °F).

¿Qué tan tóxico es el plástico ABS?

El ABS es inofensivo y no tóxico. Esta es una de las muchas razones por las que es un material plástico popular en la fabricación. Sin embargo, no se recomienda su uso en implantes médicos.

¿Cómo Resuelvo el problema del retardante de llama Moldeo por inyección de ABS ?

Para evitar la desgasificación que proviene del plástico ABS ignífugo que absorbe la humedad, debe asegurarse de que el material esté completamente seco. Además, debe garantizar un buen control de la temperatura y el tiempo de residencia durante el proceso de moldeo por inyección para evitar la degradación térmica del plástico ABS.