Compatibilidad de materiales en moldeo por inyección de múltiples materiales:guía de expertos para procesos de sobremoldeo y de dos disparos

Publicado el 24 de noviembre de 2021

Publicado originalmente en fastradius.com el 24 de noviembre de 2021

El moldeo por inyección de materiales múltiples se refiere a cualquier proceso de moldeo por inyección que une dos o más materiales distintos en un único componente plástico integrado. Las dos técnicas más frecuentes son el sobremoldeo y el moldeado de dos disparos (doble disparo).

En el sobremoldeo, primero se moldea un sustrato rígido a partir de un termoplástico elegido. Luego, ese sustrato se coloca en una cavidad de sobremolde separada y se inyecta material de sobremolde fundido para envolver o cubrir el sustrato. Al enfriarse, los dos polímeros se unen química o mecánicamente, produciendo una pieza con mayor resistencia y durabilidad. Aunque la configuración de doble herramienta aumenta los costos de herramientas, la eliminación del ensamblaje posterior puede reducir drásticamente los gastos de mano de obra y materiales durante el ciclo de vida del producto.

El moldeo por inyección de dos disparos logra un resultado similar en una sola herramienta. El primer material se inyecta para formar el sustrato; una vez solidificado, el molde se abre y la segunda cámara gira 180° para poner el sustrato en contacto con el segundo material. Luego se inyecta el segundo polímero, uniéndolo a la primera capa. Si bien el diseño de la herramienta es más complejo y costoso, el moldeo en dos disparos ofrece tiempos de ciclo más rápidos y es ideal para producciones de gran volumen, mientras que la transferencia manual del sobremoldeo lo hace más adecuado para tiradas de bajo volumen.

La compatibilidad de materiales, basada en la compatibilidad química, describe qué tan estable permanece un polímero cuando se expone a otro. Los pares incompatibles pueden reaccionar químicamente, provocando huecos, decoloración o incluso fallas catastróficas. Para los polímeros que no pueden formar un enlace químico, se recomienda una fijación mecánica positiva o un enclavamiento físico para mantener la integridad de la unión.

Consideraciones clave para la selección del material del molde de inyección

Una falta de coincidencia entre dos resinas puede provocar desde un olor persistente en el área de producción hasta una falla explosiva del barril. Por lo tanto, los ingenieros deben evaluar cuidadosamente las combinaciones de resinas y confirmar que no existen contraindicaciones antes de comprometerse con el diseño de un molde.

Los emparejamientos comúnmente incompatibles incluyen:

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

Si se utiliza el mismo cilindro y tornillo de máquina para múltiples resinas, independientemente de su compatibilidad, es esencial un desmontaje y una limpieza minuciosos. Incluso los rastros de residuos de una resina no compatible pueden iniciar una reacción.

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

La tribología (el estudio de la fricción y el desgaste entre superficies en movimiento) desempeña un papel fundamental en el diseño de componentes entrelazados o de ajuste rápido. La selección de materiales con baja fricción y alta resistencia al desgaste, como HDPE o acetal, ayuda a prevenir enganchones y prolonga la vida útil de la pieza.

Los ingenieros también pueden incorporar inserciones metálicas (bronce o latón) para reducir el desgaste cuando se moldea el plástico alrededor de ellas. La unión mecánica a través de una característica de sujeción positiva garantiza una unión robusta, mientras que las propiedades de bajo desgaste del metal mitigan la degradación a largo plazo.

Aunque los procesos de sobremoldeo y de dos disparos crean uniones químicas o mecánicas, aún pueden surgir fallas de adhesión, particularmente con los elastómeros termoplásticos (TPE). Las superposiciones delgadas (menos de 1/16 pulgadas) pueden enfriarse demasiado rápido para adherirse correctamente, y las relaciones desproporcionadas entre longitud y espesor pueden promover el rizado o la delaminación.

Para mejorar la adhesión independientemente del tipo de elastómero, considere estas estrategias:

• Diseñe una transición abrupta entre el sustrato y la superposición para evitar el adelgazamiento.
• Utilice un cierre para crear un tope firme para el material fundido y eliminar curvaturas o posibles puntos de rotura.
• Asegúrese de que la herramienta tenga una ventilación adecuada para evitar que quede aire atrapado durante el sobremoldeado.
• Mantenga las inserciones y los sustratos limpios para facilitar una mejor unión.
• Precaliente las inserciones para mejorar la fuerza de adhesión.

Selección maestra del material del molde de inyección con SyBridge

El moldeo por inyección de múltiples materiales ofrece piezas integradas y duraderas, pero elegir las combinaciones de polímeros adecuadas exige experiencia en química, tribología y diseño. Un socio experimentado como SyBridge puede guiarlo a través de la selección de materiales, la optimización del diseño y la planificación de la producción, garantizando uniones confiables y piezas de alta calidad.

Si tiene preguntas sobre sobremoldeado o compatibilidad de materiales de dos disparos, comuníquese con los diseñadores de SyBridge hoy . Con años de experiencia, ayudamos a los equipos de productos a seleccionar los mejores materiales para su próximo proyecto. Creemos algo extraordinario juntos.