Las líneas de soldadura, también conocidas como líneas de punto, son un defecto común del moldeo por inyección que puede afectar al aspecto y al rendimiento de las piezas de plástico moldeadas. En esta completa guía, como fabricante de moldeo por inyección de plásticoEn este artículo trataremos todo lo que necesita saber sobre las líneas de soldadura, incluidas sus causas, cómo prevenirlas y cómo minimizar su impacto.
¿Qué son las líneas de soldadura?
Las líneas de soldadura en el moldeo por inyección se producen cuando dos frentes de flujo de plástico fundido convergen pero no se mezclan completamente en la cavidad del molde. Esto deja una línea visible, decoloración o depresión en la superficie donde los dos frentes se encuentran.
El término técnico para este fenómeno es "soldadura en frío", porque el plástico empieza a enfriarse y solidificarse antes de que los dos frentes se fusionen por completo. El resultado es una unión imperfecta que crea un punto débil en la pieza.
Las líneas de soldadura se forman con frecuencia alrededor de agujeros, esquinas, insertos, cambios en el grosor de la pared y otras obstrucciones del molde. A medida que el plástico fluye alrededor de estos objetos, se divide en corrientes separadas y luego se vuelve a unir en el otro lado.
¿Qué causa la formación de líneas de soldadura?
Existen varias causas potenciales de defectos en la línea de soldadura:
Presión insuficiente - Si la presión de inyección es demasiado baja, los dos frentes de flujo de plástico no tendrán fuerza suficiente para volver a unirse por completo.
Enfriamiento prematuro - El plástico fundido que esté demasiado frío no se fusionará correctamente cuando los flujos vuelvan a conectarse. Esto puede ocurrir si la velocidad de inyección es demasiado lenta o si se produce un descenso inesperado de la temperatura.
Refrigeración desigual - Si un lado de la obstrucción se enfría más rápido que el otro, acabará teniendo dos frentes a temperaturas diferentes que no se fusionarán correctamente.
Gas atrapado - El aire y los gases emitidos por el plástico durante la inyección pueden quedar atrapados en el punto de la línea de soldadura, impidiendo la fusión del material.
Contaminantes - Las impurezas de la resina plástica pueden provocar irregularidades en el flujo que impidan la correcta fusión de los frentes.
Mala ventilación - Una ventilación inadecuada provoca que los gases queden atrapados a lo largo de la línea de soldadura.
Relleno desequilibrado - Los caudales desiguales entre secciones del molde pueden provocar un enfriamiento prematuro en un lado de la soldadura.
¿Cómo afectan las líneas de soldadura a las piezas?
En la mayoría de los casos, las líneas de soldadura son un problema puramente estético que no afecta al rendimiento. Sin embargo, en algunos casos pueden causar debilidades por:
- Reducción de la fuerza, la durabilidad y la resistencia al impacto
- Creación de vías de fuga
- Introducción de puntos de concentración de tensiones
La gravedad depende de la anchura y profundidad de la línea de soldadura, de lo bien que se hayan entremezclado las cadenas de polímero a través del límite y de si se encuentra en un lugar sometido a grandes tensiones.
Las líneas de soldadura profundas con poca o ninguna unión molecular son las que tienen más probabilidades de afectar al funcionamiento. Pero incluso las líneas poco profundas pueden provocar grietas en determinadas condiciones.
Cómo reducir la línea de soldadura en el moldeo por inyección
Aunque evitar por completo las líneas de soldadura puede no ser posible con algunos moldes, he aquí soluciones para ayudar a minimizar los defectos:
Optimizar el diseño de piezas
- Utilizar espesores de pared uniformes siempre que sea posible para favorecer un flujo uniforme.
- Coloque los insertos necesarios favorablemente al patrón de flujo.
- Considere la posibilidad de añadir un filete o un radio generoso en las uniones de las paredes.
Mejorar el diseño de los moldes
- Compruebe que hay suficiente ventilación en las zonas problemáticas. Amplíe las rejillas de ventilación si es necesario.
- Ubicar las compuertas de forma que el flujo continúe junto después de converger.
- Reducir las obstrucciones en el paso del caudal, como nervaduras u orificios.
Ajustar la configuración del proceso
- Aumentar la velocidad y la presión de inyección.
- Aumentar ligeramente la temperatura de la cuba y del molde.
- Prolongar el tiempo de empaquetado para aumentar la presión de la línea de punto.
- Minimizar el uso de desmoldeantes con siliconas.
Si se presta atención a estas áreas, los moldeadores por inyección pueden reducir la aparición de líneas de soldadura y producir piezas de plástico más resistentes y de mejor aspecto. Unas condiciones adecuadas de ventilación, cierre, paredes uniformes y llenado óptimo marcan una gran diferencia. Puede ser necesario realizar algunas pruebas para encontrar el mejor equilibrio para un molde determinado.
Cómo evitar las líneas de soldadura
Eliminar por completo las líneas de soldadura suele ser imposible sin eliminar las características necesarias del molde. Pero puede tomar medidas para minimizar su aparición y gravedad:
Optimizar la posición de la puerta - Situar las compuertas de forma que el plástico entre paralelo a las obstrucciones con espacio suficiente para que los flujos se fusionen aguas abajo.
Balance Runner Layouts - Equilibre las longitudes y los diámetros de flujo para que el plástico llegue simultáneamente a ambos lados de la línea de soldadura.
Aumentar el grosor de la pared - El material extra ralentiza el enfriamiento para dar más tiempo a que los frentes de flujo se mezclen.
Añadir rejillas de ventilación y rebosadero - La mejora de la ventilación permite que los gases salgan en lugar de quedar atrapados entre caudales.
Pulido de insertos de moldes - Las superficies más lisas de los insertos reducen la fricción y el calentamiento por cizallamiento que pueden contribuir a un enfriamiento desigual entre los frentes de flujo.
Utilizar corredores calientes - Los canales calientes mantienen el plástico fundido para un llenado más rápido, una menor variación del enfriamiento y una mejor fusión de los frentes de flujo.
Optimizar los ajustes de procesamiento - El ajuste óptimo de la temperatura, la presión, la velocidad y el tiempo ayuda a equilibrar el flujo y a reducir el enfriamiento prematuro.
Cómo solucionar los problemas existentes en las líneas de soldadura
Para las piezas que ya presentan defectos en la línea de soldadura, se pueden probar algunos ajustes de procesamiento:
Aumentar la velocidad de inyección - Un llenado más rápido reduce el tiempo de enfriamiento y facilita que las cadenas de polímeros se entremezclen correctamente a través de los límites del flujo. Pero no aumente tanto la velocidad que provoque otros problemas con el flujo de la fuente, el chorro o la combustión.
Aumentar las temperaturas de fusión y moldeo - Un plástico más caliente llena la cavidad más rápidamente, permaneciendo fundido más tiempo para que las cadenas puedan interdifundirse en la línea de soldadura y obtener una mayor resistencia. Solo hay que respetar las recomendaciones del fabricante de la resina.
Añadir contrapresión de tornillo - Una mayor contrapresión produce una masa fundida de plástico más homogénea para un flujo más suave y uniforme.
Fuerza de sujeción inferior - Una menor fuerza de apriete permite pequeñas cantidades de "flash" que permiten que los gases salgan libremente de los puntos de soldadura.
Optimizar Pack & Hold - Un ajuste cuidadoso de la presión, el tiempo y el perfil del paquete puede mejorar la fusión en los puntos de soldadura.
Minimizar la aparición de líneas de soldadura
Aunque a menudo es inevitable, existen métodos para reducir la visibilidad de las líneas de soldadura:
Colocación de la puerta - La ubicación de las compuertas lejos de superficies cosméticamente sensibles desplaza las líneas de soldadura a zonas menos visibles.
Selección de materiales - Materiales translúcidos como el cristal poliestireno ocultan de forma natural las líneas de soldadura mejor que los materiales brillantes. O utilice calidades especiales mejoradas para el flujo del molde.
Colorear - Los colores de resina más oscuros ocultan mejor las líneas de soldadura que los claros.
Decoración - Pintar, imprimir, texturizar o añadir etiquetas/logos puede camuflar eficazmente las líneas de soldadura superficiales.
Operaciones posteriores al moldeo - El mecanizado secundario, el esmerilado, el pulido, el abrillantado o el mecanizado de flujo abrasivo pueden eliminar las líneas de soldadura superficiales.
En resumen, las líneas de soldadura son un defecto muy común del moldeo por inyección que se produce cuando los frentes de flujo de plástico convergen de forma incorrecta. La clave del éxito es, en primer lugar, comprender cuál es su causa y, a continuación, explorar diferentes formas de prevenir, minimizar u ocultar sus efectos en función de lo que sea más importante para su aplicación.
Preguntas frecuentes sobre las líneas de soldadura de moldeo por inyección
He aquí las respuestas a algunas preguntas frecuentes sobre las líneas de soldadura:
¿Puede eliminar por completo las líneas de soldadura?
En la mayoría de los casos, no. En el moldeo por inyección convencional es inevitable que se produzca algún nivel de línea de soldadura siempre que el flujo de plástico tenga que dividirse y volver a unirse alrededor de obstrucciones. Pero a menudo se puede minimizar su aparición mediante la optimización.
¿Cuándo debilitan realmente las líneas de soldadura las piezas de plástico?
La mayoría son puramente cosméticos. Pero si el entrelazamiento de la cadena de polímeros es muy pobre en el límite de la intersección, ese punto tendrá unas propiedades mecánicas inferiores. Las pruebas reales son la única manera de saber si hay una pérdida significativa de resistencia a la tracción o al impacto.
¿Cómo saber si una línea de soldadura será un problema?
Los factores que tienden a hacerlas más problemáticas son las líneas más anchas y profundas; las ubicaciones de alta tensión; las resinas cristalinas; los materiales rellenos de vidrio; y una interdifusión molecular inadecuada. Las líneas de punto cortas y poco profundas en zonas no críticas son las que tienen menos probabilidades de perjudicar el rendimiento.
¿Puede el cambio de ubicación de la compuerta eliminar las líneas de soldadura?
A veces. Lo mejor es situar las compuertas de modo que el plástico entre de forma que los flujos divididos se fusionen aguas abajo con una distancia suficiente para mezclarse bien. Pero al cambiar la posición de las compuertas se corre el riesgo de crear nuevas líneas de soldadura u otros defectos.
¿Por qué algunas resinas ocultan mejor que otras las líneas de soldadura?
Los polímeros amorfos como el ABS, el PC y el PMMA se entremezclan mejor de forma natural a través de los frentes de flujo. Las resinas semicristalinas como el nailon, el PET y el PP tienen más dificultades para entremezclarse y enmascarar los límites de soldadura.
¿Cómo se puede reforzar una línea de soldadura débil?
Si la revisión de la geometría de la pieza, el utillaje y el procesamiento siguen sin fusionar adecuadamente el límite, es posible que tenga que especificar un material que favorezca más el flujo, añadir nervaduras o refuerzos alrededor de la región, cambiar a insertos de metal/composite o evitar tensiones elevadas cerca de la ubicación.
En resumen
Para terminar, entender el qué, el por qué y el cómo de las líneas de soldadura le permitirá moldear piezas funcionales y duraderas con mayor rapidez gracias a una optimización proactiva en lugar de una resolución de problemas reactiva. Si tiene alguna otra pregunta sobre las líneas de soldadura, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
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