Lo que necesita saber sobre la compatibilidad de materiales para el moldeo por inyección de múltiples materiales

El moldeo por inyección de múltiples materiales es un término general que se refiere a cualquier proceso de moldeo por inyección en el que se unen dos o más materiales diferentes para formar una sola pieza de plástico. Los tipos más comunes de moldeo por inyección de múltiples materiales son el sobremoldeo y el moldeo por inyección de dos disparos.

El sobremoldeo es un proceso que forma un producto unificado a partir de dos o más termoplásticos diferentes. Durante este proceso, un ingeniero moldea un sustrato a partir del material de sobremoldeado rígido y luego coloca el sustrato en una cavidad de sobremoldeado en una herramienta separada. Luego, el material de sobremoldeado fundido se expulsa dentro, sobre o alrededor del sustrato. A medida que los termoplásticos se enfrían, los materiales se unen química o mecánicamente, lo que le da al producto final un alto grado de resistencia y durabilidad. Si bien esto aumenta los costos generales de una herramienta, puede ahorrarle una fortuna en el futuro al eliminar la necesidad de un proceso de ensamblaje, lo que reduce los costos de mano de obra y recursos.

Puede lograr muchas de las mismas propiedades utilizando el moldeo por inyección de dos disparos, también conocido como moldeo por inyección de dos disparos. La diferencia entre el sobremoldeo y el moldeo de dos disparos es que el primero se realiza con dos herramientas, mientras que el segundo se realiza con una herramienta. Durante el moldeo por inyección de dos disparos, el primer material se inyecta en un molde para crear el sustrato, que luego se transfiere a la otra cámara del molde mediante una herramienta de extremo de brazo después de que se solidifica y se enfría. Después de eso, el molde se abre y el lado con el sustrato gira 180° para encontrarse con la otra cámara del molde. Una vez que el sustrato está en su lugar, la boquilla de moldeo por inyección inyecta el segundo material en la cavidad y lo une al sustrato.

Desde una perspectiva general, el moldeo por inyección de dos disparos es más costoso de diseñar y construir, pero es más rápido y más adecuado para ciclos de producción de alto volumen que el sobremoldeo. El sobremoldeo requiere trabajo manual, ya que alguien tiene que quitar físicamente la primera parte del molde y colocarla en el segundo molde, lo que solo es económico para tamaños de producción más pequeños.

Dado que los materiales involucrados en el sobremoldeo y el moldeo por inyección de dos disparos deben unirse entre sí, los plásticos deben ser compatibles entre sí. La compatibilidad de materiales, que tiene sus raíces en la compatibilidad química, es una medida de la estabilidad de un material cuando entra en contacto con otro material. Si dos materiales entran en contacto entre sí y provocan una reacción química, son incompatibles y no se pueden utilizar juntos en el moldeo por inyección de varios materiales.

Para materiales que no son químicamente compatibles, normalmente se recomienda una característica de fijación positiva o una unión mecánica. Esto une los dos materiales sin un enlace químico.

Esto es lo que necesita saber sobre la elección de materiales termoestables para moldeo por inyección en función de la compatibilidad del material y la negociación de otros factores como la fricción, el desgaste y la adhesión:

Consideraciones clave para la selección de materiales de moldeo por inyección

Cuando se trata de moldeo por inyección de múltiples materiales, mezclar accidentalmente dos materiales incompatibles puede ser catastrófico. En el mejor de los casos, puede notar un olor horrible que impregna el piso de la sala de producción. En el peor de los casos, el cilindro de su máquina de moldeo por inyección podría explotar en pedazos. Para evitar resultados adversos, los ingenieros y los equipos de productos deben elegir las resinas con cuidado y asegurarse de que no haya contraindicaciones.

Puede usar una tabla de compatibilidad de materiales de sobremoldeo como esta para verificar si dos de sus posibles materiales están contraindicados. Como regla general, los siguientes materiales de moldeo por inyección comunes nunca deben usarse juntos:

• Acetal con PVC o CPVC
• Ionómero con acetal, PVC o CPVC
• TPV con acetal, PVC o CPVC

Puede descargar la tabla completa de materiales de sobremoldeo químicamente compatibles para verificar si los materiales deseados son químicamente compatibles o si serían más adecuados para una función de fijación positiva.

Si está utilizando el mismo cilindro y tornillo de la máquina para procesar dos resinas, incluso resinas que no deberían reaccionar entre sí, asegúrese de desmontar y limpiar a fondo toda la maquinaria antes de reanudar el procesamiento. Incluso los rastros más pequeños de materiales termoestables moldeados por inyección pueden causar una reacción.

Cómo afectan la fricción, la adhesión y el desgaste al moldeo por inyección de materiales múltiples

La tribología es el estudio de la fricción y el desgaste que se produce entre dos superficies que se mueven una contra la otra, principalmente en lo que respecta a los clips de ajuste a presión o las piezas entrelazadas. Para reducir la fricción y mejorar el rendimiento de su pieza final, debe considerar el rendimiento tribológico de sus posibles materiales además de su compatibilidad. Por ejemplo, un polímero resistente al desgaste como el HDPE o un material suave como el acetal serían buenos candidatos para un clip de ajuste a presión porque estos materiales son lo suficientemente suaves para evitar enganches en las zonas más ásperas y son muy resistentes al desgaste.

Para reducir aún más el desgaste, los ingenieros deben considerar el uso de insertos de metal en lugar de plástico durante el proceso de moldeo por inyección de dos disparos. La compatibilidad del material es una preocupación menor con las inserciones de metal:solo debe asegurarse de que se creará una unión mecánica sólida cuando se inyecte el plástico sobre y alrededor de la inserción, lo que requiere diseñar una característica de sujeción positiva. El bronce y el latón son opciones asequibles, pero tienden a desgastarse con el tiempo. Para tener en cuenta la fricción y el desgaste, tómese el tiempo para comprender la tribología y piense qué tan bien resistirán sus posibles materiales con el tiempo.

Aunque el sobremoldeo y el moldeo por inyección de dos disparos unen química o mecánicamente dos materiales, aún puede encontrar problemas con la adhesión, particularmente con TPE. El TPE es un material de moldeo por inyección común, pero en algunos casos no se adhiere bien al sustrato, lo que puede provocar que las capas de material se desprendan, se doblen, se deshilachen o se deslaminen. Si su diseño requiere el uso de TPE, puede mejorar la adhesión asegurándose de que la capa de plástico fundido no sea demasiado delgada. Si la superposición tiene menos de 1/16 de pulgada de espesor, el material podría enfriarse demasiado rápido para adherirse al sustrato correctamente. Ocurrirán problemas similares si la relación entre la longitud y el grosor no es proporcional.

También puede mejorar la adherencia, sin importar el elastómero utilizado, siguiendo estos consejos:

• Diseñe una transición abrupta entre el sustrato y la superposición para evitar el adelgazamiento
• Use un cierre para crear una parada firme para el material fundido y eliminar el rizado o posibles puntos de desgarro
• Asegure una ventilación adecuada en la herramienta para evitar que el aire quede atrapado en la cavidad durante el sobremoldeado
• Mantenga las inserciones y los sustratos limpios, lo que les ayuda a formar mejores enlaces
• Precaliente los insertos para mejorar la fuerza de adhesión

Selección maestra de materiales de moldeo por inyección con Fast Radius

El moldeo por inyección de múltiples materiales es un excelente proceso de fabricación para construir piezas duraderas que no se separarán con el tiempo. Sin embargo, no puede usar solo dos termoplásticos para el proceso de moldeo por inyección de dos disparos. La compatibilidad del material de moldeo de dos disparos y factores como la adhesión, la fricción y el desgaste introducen capas adicionales de complejidad en la selección del material. Un socio de fabricación experimentado como Fast Radius puede desmitificar todo el proceso, simplificar la selección de materiales, optimizar los diseños de piezas y acelerar la producción.

Si tiene más preguntas sobre la compatibilidad de materiales para el sobremoldeo o el moldeo por inyección de dos disparos, comuníquese hoy con los diseñadores de Fast Radius. Nuestro equipo de diseño tiene años de experiencia ayudando a los equipos de productos a elegir el material adecuado para su próximo proyecto. Hagamos algo increíble juntos.

Para obtener más información sobre los servicios de moldeo por inyección o explorar otras guías de selección de materiales, consulte más artículos en el centro de recursos de Fast Radius.

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