Moldeo por inyección tipo sandwich
En Molper sabemos bien que uno de los métodos para mejorar la rigidez estructural de los componentes plásticos es producir, paneles tipo sandwich.
Existen dos posibilidades, bien utilizando un sistema con un solo polímero para producir una espuma estructural, o bien combinando dos sistemas de polímeros para formar una capa superficial y un núcleo (sandwich).
Las espumas estructurales se producen mediante dispersión de un gas inerte directamente a través del polímero fundido antes de pasarlo al molde. Esto se consigue añadiendo un agente químico espumante que libere el gas cuando éste se caliente, o inyectándole gas directamente (usualmente nitrógeno). Cuando la mezcla comprimida de gas-polímero se inyecta rápidamente en el molde, el gas se expande y fuerza al material a ir hacia todas las partes de molde.
En ambos casos el polímero fundido va a enfriar contra las paredes del molde antes de que el gas se disperse totalmente con lo que el producto resultante del moldeo va a tener una capa superficial densa y un corazón poroso. Las ventajas de este método son:
- Para un determinado peso los paneles sándwich son más rígidos que los sólidos.
- Casi están completamente libres de efectos de orientación y la contracción es
uniforme. - Se pueden realizar secciones de espesor elevado sin que aparezcan depresiones
superficiales.
Las espumas estructurales pueden fabricarse, con buenos resultados, usando las máquinas de inyección normales. Sin embargo, las limitaciones de la cantidad de alimentación en cada ciclo, la velocidad de inyección y el área de las placas impuestas por las máquinas convencionales impiden realizar la posibilidad que tienen las espumas estructurales de producir piezas de gran tamaño. Por ello, se han desarrollado máquinas especiales para la fabricación de piezas de mas de 50 Kg.
Las secciones de las paredes en el moldeo de espumas estructurales tienen mayor espesor que el caso normal. Esto, unido a que la conductividad térmica de la espuma es más baja, hace que el tiempo del ciclo de moldeo sea mayor. En contraste, las presiones de inyección son menores. Esto significa que las fuerzas de apriete son más pequeñas y los moldes serán más baratos debido a que para su fabricación se pueden usar materiales de menor resistencia.
Los paneles tipo sandwich formados por dos sistemas de polímeros distintos (o dos formas distintas del mismo polímero) sólo pueden ser producidos usando maquinaria muy especializada.
Como la parte importante del sandwich es la piel exterior, para ésta se usa un material de altas características (caro) y para el núcleo central uno de bajo coste o reciclado.
En primer lugar, se inyecta el volumen de polímero que se necesita para formar las capas superficiales (piel), quedando parcialmente lleno el molde. El polímero que constituye el núcleo es inyectado a continuación y fluye en régimen laminar por el interior del molde, hasta que se llena la cavidad.
Finalmente, la válvula de la boquilla gira de tal modo que se inyecta de nuevo el material que constituye la capa superficial, para limpiar la cavidad de entrada al molde de material del núcleo y quedar así el molde preparado para la siguiente pieza.
Para conseguir un óptimo rendimiento con un coste relativamente pequeño, el material que constituye la capa superficial es normalmente un polímero de alta calidad, mientras que el polímero que constituye el núcleo es normalmente un plástico barato (que puede estar espumado o no). Sin embargo, para algunas aplicaciones, el material del núcleo resulta crítico. Esto se presenta en piezas para ordenadores, equipos electrónicos y algunas partes de los automóviles. En estas aplicaciones hay una demanda creciente de tapas y cajas que contengan un relleno conductivo, que es caro, para satisfacer los requerimientos de protección de interferencia electromagnéticas (EMI).