Compactación y mantenimiento, “pack and hold”, dos fases de la misma etapa
Después del llenado volumétrico del molde, debemos compensar la contracción volumétrica o pérdida de volumen de polímero que se producirá durante el enfriamiento del polímero fundido. Es la llamada fase de compactación.
Esta fase de compactación la podemos subdividir en dos subfases
- Fase de empaquetamiento o presurización.
- Fase de mantenimiento de presión.
En la fase 1 de presurización tenemos que empaquetar (pack) el polímero e introducir más moléculas en la cavidad para compensar la contracción volumétrica comentada.
La alegoría del llenado de plástico fundido de una cavidad como si fuera el llenado de una habitación con cajas, fig.1, es excelente para ilustrar la contracción volumétrica que se produce durante el llenado de la cavidad y ha sido utilizada con éxito por Dupont en sus folletos técnicos y trainings desde hace mucho tiempo.
Una vez que se produce el llenado de la cavidad, las moléculas de polímero se reordenan, en el caso de los materiales semicristalinos en mucha mayor medida, esta reorganización provoca una pérdida de volumen ocupado por el polímero y que es necesario compensar para obtener piezas con buen aspecto y propiedades mecánicas. En la alegoría de la habitación llena con cajas desordenadas, cuando estas se reordenan dejan un espacio vacío que es necesario rellenar con más cajas o moléculas. Siempre que, siguiendo con la analogía de Dupont ¡¡la entrada de la habitación y el pasillo estén abiertos!!
Es en esta fase donde definiremos las dimensiones de la pieza, la reproducción del acabado del molde, etc. En el caso de no realizar correctamente esta compensación volumétrica durante la fase de compactación se producirán rechupes o vacuolas internas.
Una vez finalizada esta primera etapa de compensación volumétrica y presurización de la cavidad, si no realizamos correctamente la segunda subfase de mantenimiento de presión puede suceder que el polímero dentro de la cavidad sometido a presiones de cientos de bares puede fluir hacia atrás o en retroceso y crear black-flow generando una pérdida de propiedades y una pérdida de calidad de la pieza.
Es como si cuando comprimimos la ropa dentro de nuestra maleta, no realizamos el cierre de la misma. Cuando retiramos la presión que ejercemos para cerrar, la maleta se abrirá y la ropa saldrá de la maleta desordenadamente.
Podemos imaginar esta fase de mantenimiento de presión como una fase necesaria para que la puerta de la habitación, que tenemos llena de cajas apretadas, se cierre o se congele, para evitar el indeseado back-flow o reflujo.
Estas dos subfases están controladas por los valores de Presión de compactación y Tiempo de aplicación de la presión de compactación.
En el molde, la cantidad de polímero empaquetado o compactado dentro de la cavidad, debe mantenerse durante el tiempo necesario para que la entrada se cierre o se congele, de este modo el material dentro de la cavidad no podrá escapar del interior de la misma.
En la definición de esta fase se pueden producir dos errores:
- A menudo se confunden estas dos subfases y se considera un único tiempo y una única presión de toda la etapa de compactación, de modo que para poder asegurar que la entrada se ha cerrado se programa un largo tiempo de compactación, lo cual genera tensiones residuales en las zonas cercanas a las entradas.
- Se programa un tiempo de compactación corto con lo que no se asegura que la entrada está cerrada, esto puede provocar black flow o retroceso del material aun fundido además de un proceso menos robusto y consistente al no asegurar que las entradas están selladas.
Por todo ello es mejor dividir la etapa de compactación en dos subetapas programadas si es necesario con valores diferentes
Una primera etapa de presurización Pack o empaquetamiento con una alta postpresión y una segunda etapa de mantenimiento Hold, o sellado de la entrada con valores más bajos de presión ya que lo que buscamos en asegurar el sellado de la entrada e impedir que el material pueda retroceder.
No es casual que los fabricantes de máquina de inyección nos propongan en los mandos de programación de la postpresión hasta 10 valores de presión para programar.
En resumen:
Fase de compactación:
- Compensación de perdida de volumen
- PresurizacióN de la cavidad, reproducir acero de la cavidad, texturizados, formas.
- Mantener y compactar hasta sellado entrada, movemos poco volumen de plástico, crítico para dimensiones y propiedades la pieza.
Fill-Pack-Hold
José Ramón Lerma es autor del 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. El libro, comercializado 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 definición de proceso, lo que lo hacen único en el mercado. Página web sobre Scientific Injection Molding: www.asimm.es
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