¿Qué materiales pueden utilizarse en el moldeo por inyección de plásticos?

El moldeo por inyección de plástico es uno de los procesos de fabricación más versátiles y rentables que existen en la actualidad. Con el moldeo por inyección de plástico, puede producir piezas de plástico complejas y muy precisas a gran escala. Sin embargo, uno de los pasos clave de este proceso es seleccionar el material plástico adecuado para su aplicación.

Existen miles de plásticos diferentes en el mercado, cada uno con sus propias propiedades. En función de factores como la fuerza, la flexibilidad, la resistencia al calor, la resistencia química y el coste, algunos plásticos son más adecuados para determinadas aplicaciones que otros.

¿Qué materiales pueden utilizarse en el moldeo por inyección de plásticos? En esta completa guía, como profesional fabricante de moldeo por inyección de plásticoA continuación, destacaré los 10 plásticos más utilizados en el moldeo por inyección, sus características principales y sus aplicaciones ideales.

¿Qué es el moldeo por inyección de plástico?

Antes de pasar a los materiales, empecemos con una rápida descripción de qué es exactamente el moldeo por inyección de plástico y por qué la selección de materiales es tan crucial.

El moldeo por inyección de plástico es un proceso de fabricación por el que se calienta un polímero plástico hasta que se funde y, a continuación, se inyecta a alta presión en la cavidad de un molde. El molde se mantiene cerrado hasta que el plástico se enfría y se endurece con la forma deseada.

Hay varias razones por las que el moldeo por inyección es un método de fabricación tan omnipresente:

• Relación coste-eficacia - Producir piezas de plástico mediante moldeo por inyección es extremadamente rentable, especialmente para grandes series de producción. Los elevados costes iniciales de diseño y mecanizado CNC de las herramientas del molde se compensan con el bajo coste por pieza.
• Versatilidad de los materiales - Hay miles de polímeros termoplásticos y termoestables diferentes entre los que elegir, cada uno con propiedades mecánicas, térmicas, químicas y eléctricas únicas. Esto permite seleccionar materiales muy específicos para cada aplicación.
• Geometrías complejas - Los moldes de inyección de varias piezas con correderas, núcleos, mecanismos de desenroscado, etc., permiten producir geometrías de plástico complejas que, de otro modo, serían imposibles o extremadamente costosas de fabricar.
• Eficacia - Una vez preparados los moldes de inyección y optimizados los procesos de moldeo, las piezas de plástico pueden fabricarse en serie con extrema rapidez. Una sola máquina de moldeo por inyección puede producir miles de piezas al día.
• Coherencia - Cada disparo produce una pieza de plástico idéntica, lo que garantiza una uniformidad total en todas las tiradas de producción. Sin variaciones de una pieza a otra.

Dicho esto, podría decirse que el paso más importante en cualquier proyecto de moldeo por inyección es seleccionar la resina plástica adecuada. Pero con miles de materiales disponibles, todos ellos con propiedades y características diferentes, puede ser más fácil decirlo que hacerlo.

Veamos diez de los plásticos más utilizados en el moldeo por inyección.

¿Qué materiales pueden utilizarse en el moldeo por inyección de plásticos?

Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)

El ABS, o acrilonitrilo butadieno estireno, es un termoplástico amorfo muy utilizado en bienes de consumo, electrónica, automoción y juguetes (como los ladrillos LEGO).

Algunas de las principales características del plástico ABS son

• Gran resistencia al impacto y tenacidad
• Rigidez: de blanda a dura
• Resistencia a productos químicos corrosivos y altas temperaturas
• Excelente estabilidad dimensional
• Fácil de termoformar y fabricar
• Disponible en varios acabados estéticos

A pesar de sus excelentes propiedades mecánicas y su versatilidad, el ABS tiene algunos inconvenientes:

• Susceptible al agrietamiento por tensión
• Vulnerable a la radiación UV
• Inflamable
• Escasas características de resistencia a la intemperie

En definitiva, el moldeo por inyección de ABS es ideal para:

• Electrónica de consumo
• Piezas de automóviles
• Carcasa del aparato
• Equipo de protección
• Juguetes

Polipropileno (PP)

El polipropileno (PP), también denominado "polipropeno", es un polímero termoplástico que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de moldeo por inyección, especialmente en el envasado de alimentos.

propiedades del polipropileno de moldeo

• Alto punto de fusión
• Resistencia química y a la humedad
• Extremadamente versátil
• Baja densidad
• Excelente resistencia a la fatiga
• Reciclable

A pesar de ser algo difícil de pintar o pegar, el polipropileno tiene propiedades mecánicas superiores, es resistente a la deformación y es apto para el contacto con alimentos y reciclable, por lo que es una opción habitual para el moldeo por inyección de productos domésticos y diversos envases.

Entre las aplicaciones más comunes del moldeo por inyección de polipropileno se incluyen:

• Recipientes para alimentos
• Electrodomésticos
• Piezas de automóviles
• Bisagras, embalaje
• Tuberías, fontanería
• Cuerda de polipropileno

Nylon (Poliamida)

El nailon engloba una familia de polímeros sintéticos que se suelen moldear por inyección en productos que requieren gran resistencia, resistencia al desgaste y resistencia a la temperatura.

Algunas propiedades destacables de nylon Las resinas de moldeo por inyección incluyen:

• Alta resistencia a la tracción
• Resistente a los productos químicos
• Bajo coeficiente de fricción
• Resistente al calor: buenas propiedades a altas temperaturas
• Muy versátil - se alea bien
• Buena resistencia a la abrasión y al desgaste
• Disponible en varios grados (nailon 6, nailon 66, etc.)

A pesar de sus propiedades mecánicas estelares, los nylons absorben la humedad y los aceites, lo que los hace menos adecuados para ciertas aplicaciones. Entre los tipos de productos fabricados con nailon moldeado por inyección se incluyen:

• Rodamientos/engranajes
• Fijaciones
• Piezas de automóviles
• Piezas industriales
• Envasado de alimentos
• Electrodomésticos

Acetal (POM)

También denominado polioximetileno (POM), el plástico acetal es conocido por su gran rigidez, resistencia y estabilidad térmica en comparación con otros termoplásticos de moldeo por inyección.

Entre las principales características de la resina acetálica se incluyen:

• Extremadamente fuerte y rígido
• Bajo coeficiente de fricción - superficie resbaladiza
• Excelente estabilidad térmica y resistencia química
• Resiste impactos repetidos

En el lado negativo, el plástico acetal es relativamente caro en comparación con las resinas básicas. Aplicaciones adecuadas para el moldeo por inyección de acetal:

• Engranajes de precisión
• Poleas
• Piezas interiores de automóviles
• Fontanería
• Cierres de puerta
• Rodamientos de bolas
• Componentes del aparato

Policarbonato (PC)

La resina de policarbonato (PC) para moldeo por inyección es un termoplástico amorfo ópticamente transparente que presenta una excepcional resistencia al impacto y estabilidad dimensional en un amplio rango de temperaturas.

ventajas del moldeo por inyección de policarbonato:

• Gran resistencia a los impactos
• Claridad óptica: transparencia similar al cristal
• Resistencia al calor
• Estabilidad dimensional
• Grados ignífugos disponibles

A pesar de ser propenso al agrietamiento por tensión y algo sensible a las muescas, el policarbonato es la opción preferida para el moldeo por inyección de piezas transparentes o mínimamente coloreadas en equipos de seguridad, electrónica y otras aplicaciones que requieren una gran resistencia al impacto.

Las aplicaciones típicas son:

• Gafas
• Pantallas faciales de seguridad
• Escudos antidisturbios de la policía
• Lentes para automóviles
• Pantallas electrónicas

Polietileno (PE)

Los polietilenos constituyen una de las familias de plásticos moldeados por inyección más extendidas del planeta. Desde botellas y jarras hasta juguetes y bolsas, el polietileno se ha vuelto omnipresente, y por una buena razón.

Los polietilenos pueden dividirse en varias clasificaciones, pero algunas características generales son:

• Resistencia química y a la humedad
• Apto para contacto con alimentos
• Excelente resistencia al impacto
• Bajo coeficiente de fricción
• Reciclable

Gracias a su extraordinaria resistencia química, su bajo coste, su alta disponibilidad y su capacidad de reciclaje, no es de extrañar que el polietileno se sitúe a la cabeza de la demanda mundial de resinas plásticas. Algunos ejemplos de productos de polietileno moldeados por inyección:

• Cántaros de leche
• Frascos de champú/jabón
• Aislamiento de alambres y cables
• Juguetes
• Vasos desechables
• Sillas plegables
• Cubos

Si no está seguro de qué grado específico de polietileno se adapta mejor a su aplicación, le resultará útil consultar con su moldeador por inyección al principio del proceso de diseño.

Acrílico (PMMA)

Los compuestos de plástico acrílico para moldeo por inyección, también denominados polimetacrilato de metilo (PMMA), vidrio acrílico o plexiglás, ofrecen una excelente claridad óptica y resistencia a la intemperie.

profesionales del moldeo por inyección de acrílico:

• Claridad óptica: transparencia similar al cristal
• Resistente a los rayos UV y a la intemperie
• Rígido - quebradizo dependiendo del grado
• Ligero
• BajaPérdida por dispersión

En el lado negativo, los acrílicos muestran una escasa resistencia a la abrasión y a los productos químicos. A pesar de sus deficiencias en determinadas aplicaciones químicas o mecánicas, el moldeo por inyección de acrílico es omnipresente en todo el mundo:

• Señales
• Vitrinas
• Acuarios
• Lentes de alumbrado de vehículos
• Equipamiento médico
• Artículos de baño

Poliestireno (PS)

El poliestireno pertenece a una clase de plásticos conocidos como polímeros vinílicos, la sexta resina plástica más abundante en el mundo. Posee muchas características deseables:

• Grados ópticamente transparentes disponibles
• Excelente estabilidad dimensional
• Propiedades de aislamiento eléctrico
• Baja absorción de humedad
• Económico
• Reciclable

Desgraciadamente, el poliestireno es intrínsecamente frágil y poco resistente a los golpes y las perforaciones. Esto lo descarta para aplicaciones más exigentes. Pero el moldeo por inyección de poliestireno ofrece una solución asequible para numerosos productos de consumo:

• Utensilios desechables
• Embalaje protector
• Cartones de huevos
• Estuches de CD
• Reglas
• Placas de Petri

Si se requiere una gran resistencia al impacto, los fabricantes suelen optar por compuestos de poliestireno de alto impacto (HIPS) que contienen caucho de polibutadieno para aumentar la ductilidad.

Elastómeros termoplásticos (TPE)

Los elastómeros termoplásticos (TPE) constituyen una clase única de copolímeros formados por materiales que presentan propiedades tanto termoplásticas como elastoméricas.

características del moldeo por inyección de elastómeros termoplásticos:

• Elasticidad y resistencia del caucho
• Procesabilidad de los termoplásticos
• Dureza personalizable - shore A 10 a shore D 60
• Resistencia a la abrasión/química/corrosión
• Capacidad de estiramiento repetitivo

Dado que los TPE cuestan bastante más que otras resinas básicas, normalmente sólo se utilizan cuando se requieren sus características específicas de rendimiento.

Algunos ejemplos son:

• Juntas HVAC para automoción
• Gafas de protección deportivas
• Aislamiento de cables eléctricos
• Tubos/equipos médicos
• Calzado
• Bienes de consumo
• Burletes

Polímero de cristal líquido (LCP)

Los polímeros de cristal líquido (LCP), aunque no son tan omnipresentes como otras resinas de moldeo por inyección importantes tratadas aquí, ofrecen una combinación inigualable de resistencia al calor, fuerza y rigidez, junto con una excelente resistencia química.

¿Por qué considerar el moldeo por inyección de LCP?

• Resistencia extrema al calor - funcional hasta 260°C
• Químicamente inerte: excelente resistencia química
• Increíblemente rígido y fuerte
• Baja inflamabilidad/humo
• Dimensionalmente estable
• Lubricante natural

¿Las desventajas? Los LCP son uno de los plásticos de moldeo por inyección más caros por libra en todo el mundo. Además, al ser un material excepcionalmente rígido, los diseños exigen transiciones muy graduales en el grosor de las paredes para evitar grietas.

Pero para los componentes que requieren el máximo rendimiento en condiciones extremas, los LCP suelen encajar a la perfección:

• Electrónica aeroespacial
• Equipos de fabricación de semiconductores
• Componentes de precisión para automóviles
• Productos sanitarios

¿Qué material es mejor para su aplicación?

Con tantos materiales de moldeo por inyección de plástico disponibles, puede resultar desalentador decidirse por una resina para su aplicación.

Para terminar, he aquí un rápido proceso de 3 pasos para ayudarle a seleccionar el material para el moldeo por inyección:

1. Definir los requisitos mecánicos/térmicos/químicos - ¿Qué solidez, resistencia a la temperatura, rigidez, ductilidad, etc. requiere su componente de plástico durante su funcionamiento? ¿Qué exposiciones químicas debe soportar?

2. Búsqueda de resinas adecuadas - Una vez que sus requisitos de rendimiento estén completamente definidos, podrá reducir sustancialmente el campo de juego en términos de materiales de moldeo por inyección aplicables.

3. Seleccionar 2-3 plásticos candidatos - Una vez reducida la lista de resinas candidatas, puede comparar directamente los pros y los contras. Póngase en contacto con su moldeador por inyección para obtener su opinión/aprobación final antes de decidirse por una.

Por supuesto, este enfoque simplificado sólo roza la superficie en términos de las mejores prácticas de selección de materiales de moldeo por inyección. Pero espero que al menos sirva de orientación sobre por dónde empezar.

Cada aplicación requiere un conjunto único de propiedades del material. Colaborar estrechamente con su moldeador por inyección durante el proceso de diseño inicial le ayudará a elegir la resina plástica que mejor se adapte a su producto y a su entorno de uso final.