PU244 - Plásticos Universales

SCIENTIFIC INJECTION MOLDING 12 no dará el porcentaje de cristalinidad obtenido en la pieza inyectada. En el mundo industrial, como decía, no podemos enfriar las piezas inyectadas tan lentamente como en el ensayo DSC. Debemos estar en un compro- miso entre estructura, funcionalidad, propiedades mecánicas y producti- vidad, coste y competencia. Un ratio del orden del 90% de cristalinidad obtenida (porcentaje del 100% que permita cada material, no un 90% de cristalitas) es un ratio un valor correcto. Enmateriales de ingeniería los porcen- tajes deberían estar en esos niveles, sin embargo en semicristalinos más 'commodity' como el PP los valores son mucho más bajos ya que tie- nen menos tendencia a cristalizar. En conclusión, los bajos niveles de cristalinidad obtenida darán lugar a deformaciones posteriores, alabeos, roturas, mal funcionamiento, etc. En el caso de los materiales amorfos, el alabeo o postdeformación suele ser menor dado su menor nivel de con- tracción. Esto hace que su equilibrio final esté más cerca de las condiciones de salida demolde. En estos materiales la postcontacción es baja y no suele provocar deformaciones posteriores. Es más frecuente observar alabeos causados en materiales amorfos (además del diseño) por la orienta- ción viscosa molecular del polímero durante el llenado. Durante el llenado, el gradiente de velocidad del polímero fundido, entre las cadenas moleculares que van por el exterior del frente de flujo, entrando en contacto con en acero de la cavidad y las cadenas moleculares que van por el centro del flujo. Estas últimas van a mayor velocidad, disminuyendo esta a medida que nos acercamos a la pared de la cavidad. Ese diferencial de velocidades, rápido en el centro y más lento en los extremos, hace que la cadenas moleculares choquen unas con otras, alineándose en la direccion del flujo debido a la influencia de este gradiente de velocidades. Esta alineación es mayor cuanto más alta sea la velocidad de inyección. Este ali- neamiento u orientación en la direccion del flujo, si bien facilita el llenado de la cavidad, es una situación de no equilibrio de la masa fundida. Esta, masa fundida a medida que se vaya enfriando, inten- tará alcanzar el equilibrio y las cadenas moleculares empezarán a replegase y hacer unos ovillos desordenados, sin forma, entre ellas. La capacidad de ordenación y relaja- ción de estas tensiones de orientación molecular la controlamos también a través de la temperatura del molde. Si congelamos esta relajación natu- ral del polímero, las piezas tendrán un stress interno que en cualquier momento y en determinadas cir- cunstancias serán liberadas. Es lo que se denomina estrés de moldeo. Por ello, se recomienda permitir esta relajación. Igual que ocurre con los materiales semicristalinos. Dentro de un proceso industrial, no podemos enfriar tan lentamente el material de modo que no seamos industrialmente competitivos pero no es recomenda- ble ir demasiado deprisa para evitar o minimizar el estrés de moldeo. Este estrés motivado por la orientación molecular puede ser muy acusado en zonas de estrechez de sección, donde el material se acelera mucho durante el llenado, en piezas con llenados a alta velocidad de inyección, en áreas cerca de las entradas, en zonas del molde con temperatura baja, etc. Estas piezas moldeadas con estrés, además de que tendrán menos resis- tencia química, podrían deformarse a posteriori en la aplicación de uso si alcanzan una determinada tempera- tura cercana a la Tg que permita a las moléculas relajarse y por tantomoverse. En ocasiones se recurre al horneado, acondicionado o 'annealing' de piezas con stress para eliminar el mismo. Este horneado acondicionado depen- derá en temperatura y tiempo de cada material y del espesor de la pieza en cuestión ya que el calor aplicado debe llegar al núcleo de la pared de las piezas para que sea efectivo. Con este calen- tamiento controlado y la aplicación de la temperatura durante un tiempo -y muy importante, un enfriamiento controlado para permitir la relajación de las piezas- podemos obtener pie- zas con un bajo nivel de stress para aplicaciones que lo requieran. Este tipo de acondicionamiento o 'nnealing' es aplicable también cuando tanto materiales semicristalinos como amorfos han pasado por una fase de mecanizado. Estos mecanizados aplican tensión y calor en zonas muy concretas de las piezas generando estructuras con estrés que requieren esta operación comentada de annea- ling para eliminarlo. n José Ramón Lerma es autor de los libros: 'Libro Manual Avanzado de Inyección de Termoplástico', que tiene como objetivo ser, por un lado, una herramienta para la formación y, por otro, un manual de ayuda para todo el personal de una empresa de inyección de plásticos y, del recien- temente editado, 'Scientific Injection Molding Tools. Productividad a través del dominio del proceso'. Ambas publicaciones, comercializadas por Plásticos Universales / Interempresas (libros@interempresas.net), consta de detallados casos prácticos, amplia información de moldeo científico y un ‘pendrive’ con 20 hojas de cálculo y herramientas de SC Molding o Scientific Injection Molding, además de optimización y defi- nición de proceso, lo que lo hacen único en el mercado. Página web sobre Scientific Injection Molding: www.asimm.es