Dominando el Moldeo por Inyección de Plásticos de Ingeniería de Alta Temperatura

Un proceso rápido y rentable, el moldeo por inyección se adapta bien a series de producción de alto volumen de piezas precisas y repetibles. Históricamente, las piezas moldeadas por inyección se han hecho de materiales más débiles. Recientemente, sin embargo, los equipos de producto han comenzado a explorar qué es posible cuando usan plásticos de ingeniería de alto rendimiento para moldeo por inyección. Estos plásticos imbuyen a las piezas con propiedades físicas y mecánicas mejoradas y ofrecen propiedades térmicas mejoradas debido a sus altos puntos de fusión.

El moldeo por inyección con estos plásticos puede ser un reto porque requiere moldes más fuertes diseñados para soportar el calor. Su socio de fabricación típicamente diseñará y hará su molde basándose en sus diseños de pieza. Sin embargo, vale la pena conocer sus opciones y señales de alerta a vigilar cuando está diseñando piezas para producción. Aquí tiene todo lo que necesita saber sobre moldeo por inyección con plásticos de alta temperatura.

Plásticos de alta temperatura comunes

Los plásticos de alta temperatura —plásticos de ingeniería con puntos de fusión entre 216°C y 382°C— están comenzando a reemplazar metales mientras industrias como la automotriz se esfuerzan por ser más eficientes energética y combustible. No solo son ligeros estos plásticos, sino que también son resistentes a la corrosión y ofrecen mayor flexibilidad de diseño y estabilidad dimensional.

Con una estructura cristalina ordenada y un rango de fusión estrecho, el Polieterecetona (PEEK) es un plástico de alta temperatura popular que puede absorber cantidades significativas de calor. Además, el moldeo de PEEK solo emite bajos niveles de humo y gas. El alto punto de fusión de PEEK de 343°C permite avances y velocidades más rápidas, mientras que su inflamabilidad UL 94 V-0 significa que la combustión se detendrá en 10 segundos en una pieza vertical. Ligero y resistente a fluencia, calor, electricidad, desgaste, corrosión y fatiga, el PEEK es ideal para uso en entornos duros o de alta temperatura.

ULTEM® (el nombre de marca para PEI) es una resina plástica amorfa que es fácil de termoformar o unir con adhesivos, y es otro termoplástico de alta temperatura popular. ULTEM® PEI tiene una estructura molecular aleatoria, un rango de ablandamiento amplio, un punto de fusión de 218°C, una clasificación de inflamabilidad V-0 y la capacidad de retener su integridad mecánica y propiedades eléctricas a altas temperaturas. El PEI duradero produce humo mínimo y es resistente a llama y químicos, haciéndolo un material ideal para la industria aeroespacial y placas de circuito.

1. Incluya canales de transferencia de calor

Durante el proceso de moldeo por inyección, su fabricante pasará bastante tiempo enfriando su pieza antes de expulsión y calentando su molde antes de inyección. Incluir canales de transferencia de calor equidistantes en su diseño de molde puede acelerar estos procesos. Estos canales deben exponer cada cavidad a la misma cantidad de fluido de calentamiento o enfriamiento simultáneamente. Esto permitirá a su fabricante subir o bajar rápidamente y uniformemente la temperatura de su molde.

2. Use pines térmicos

Si no puede incluir canales de transferencia de calor en ciertas secciones de su molde debido a extensiones o protuberancias, puede usar pines térmicos. Con altos niveles de conductividad térmica, estos pines pueden transferir rápidamente calor de áreas previamente inaccesibles a los canales de transferencia de calor de su molde. Los pines térmicos optimizarán la temperatura interior de su molde sin interrumpir la presión del refrigerante.

Los pines térmicos contienen fluido sellado dentro de un cilindro. Cuando el fluido extrae calor del molde, se vaporiza, y se condensará cuando libere calor al refrigerante. Casi 10 veces más eficientes en transferir calor que insertos de cobre y aleaciones de acero-cobre, los pines térmicos son una gran opción para cuando tiene un molde complejo. Solo asegúrese de evitar huecos de aire entre su pin térmico y su molde o use sellador altamente conductor para rellenarlos.

3. Seleccione el material de molde adecuado

El material de su molde puede impactar su producto final y debería influir en el diseño de su molde. Necesitará encontrar un material de molde de alta temperatura que equilibre mecanizabilidad, coste y resistencia a la abrasión. Después de todo, quiere que el molde dure varias tiradas, pero no quiere que tome una cantidad excesiva de tiempo o dinero crearlo. Si está planificando series de producción de alto volumen, considere usar aceros de alta resistencia como H-13, S-7 o P20. Si está prototipando, el aluminio es un material de utillaje rentable.

Recuerde que materiales con mala capacidad de transferencia de calor requerirán más canales de enfriamiento. Además, cualquier fluido usado para calentar o enfriar necesitará estar a temperaturas más altas o bajas.

Haga posibles cosas nuevas con Fast Radius

Diseñar piezas moldeadas por inyección que se harán con plásticos de alta temperatura puede hacer el proceso de moldeo por inyección más complicado, pero usar estos tipos de plásticos de alto rendimiento puede valer la pena cuando sus piezas tienen requisitos específicos. Los plásticos de alta temperatura son más fuertes que muchos otros materiales y a menudo pueden usarse en lugar de metal para aplicaciones de alto rendimiento.

Un socio experimentado en moldeo por inyección como Fast Radius puede ayudarle a través de todo el proceso de moldeo por inyección, desde diseño hasta producción, y asegurar que sus moldes estén equipados para manejar su proyecto —incluso cuando sus piezas requieran plásticos de alta temperatura. Cuando trabaja con nosotros, obtendrá acceso a nuestro equipo de expertos en moldeo por inyección que pueden ayudar a construir piezas de alta calidad más rápido y por menos. Contáctenos hoy para comenzar.