Dos resinas plásticas diferentes se moldean juntas en un solo ciclo de mecanizado durante el proceso de moldeo por inyección doble, también conocido como dual shot, double shot, multi shot y sobremoldeo.
Se utiliza una técnica de fabricación de vanguardia denominada doble inyección, también conocida como moldeo de dos materiales y dos disparos o moldeo dos K, para crear piezas moldeadas complejas a partir de dos materiales diferentes.
Durante el moldeo por inyección de dos disparos, controlamos cuidadosamente la inyección de numerosos materiales, incluidos dos tipos distintos de resina, en un solo molde de múltiples cámaras utilizando una técnica altamente especializada y automatizada.
Proceso de moldeo de dos disparos
Una máquina de moldeo por inyección se utiliza en el proceso de moldeo de dos inyecciones, donde se sobremoldean dos materiales en un solo ciclo de moldeo. La cantidad de material inyectado en la cavidad de moldeo se denomina "inyección".
En el moldeo por inyección de dos inyecciones, se moldea una primera sección y, una vez finalizada, se inyecta una segunda pieza para crear la porción final. Ambas piezas deben ser químicamente comparables para que el proceso de moldeo de dos inyecciones sea exitoso y se produzca la unión.
Una pieza de material duro se puede unir a una de material blando mediante moldeo por inyección de dos inyecciones. En un molde de dos cavidades, el procedimiento combina el moldeo de dos componentes. Esto puede mejorar significativamente el atractivo del producto en cuanto a tacto, color, etc. El moldeo por inyección de dos inyecciones ofrece numerosas posibilidades de diseño.
La técnica de moldeo por inyección de dos disparos se divide en dos pasos. El primero consiste en inyectar resina en un molde, que posteriormente se enfría para crear un objeto sólido, similar al moldeo por inyección tradicional.
El objeto recién moldeado se transporta a un segundo molde en la segunda etapa mediante una platina giratoria o un brazo robótico. Según el diseño, la pieza recién moldeada recibe una segunda inyección de resina en, a través o alrededor de zonas específicas del primer molde.
Una vez formado el enlace molecular entre las dos resinas plásticas, el objeto moldeado multirresina se enfría y se expulsa.
Aunque el procedimiento es fácil de comprender, dominarlo es un desafío. Incluso los errores más pequeños pueden resultar en pérdidas financieras significativas debido a los altos niveles de competencia técnica y atención al detalle requeridos, especialmente en circunstancias de fabricación a gran escala.
Por eso es importante elegir un proveedor con habilidades excepcionales. Excelentes sistemas de control de calidad, procesos establecidos para evitar rebabas, líneas de flujo, disparos cortos y planes de respaldo que aumenten la capacidad a medida que su empresa y sus necesidades de moldeo de dos disparos se expanden, son factores que debe considerar.
Este proceso hace que el moldeo de dos disparos sea ideal para interruptores, botones, cepillos de dientes y tapas para contenedores.
Aplicaciones del moldeo de dos disparos
Para productos plásticos complejos, de múltiples colores y materiales múltiples, especialmente en circunstancias de fabricación de gran volumen, el moldeo por inyección de dos disparos es la mejor técnica de moldeo de plástico.
Además, el proceso de moldeo por inyección doble se aplica en el sector automotriz para fabricar una amplia gama de productos y piezas. Otros artículos fabricados mediante este proceso incluyen herramientas de jardinería y equipos agrícolas.
Las piezas moldeadas por inyección doble se utilizan en casi todas las industrias, desde bienes de consumo hasta la construcción, pero se usan con mayor frecuencia en situaciones que necesitan lo siguiente:
- piezas o componentes que pueden moverse
- superficies rígidas con agarres flexibles
- ya sea amortiguación acústica o vibración
- explicaciones o identificaciones superficiales
- componentes con varios materiales o colores
Idealmente, el proceso de moldeo por inyección de dos disparos se utiliza para piezas complejas que tienen múltiples componentes.
Beneficios del proceso de moldeo de dos disparos
Los polímeros plásticos se utilizan en diversos procesos de producción, como la extrusión, el moldeo por compresión de termoestables y el moldeo por inyección de dos inyecciones. Si bien ambos métodos de fabricación son viables, muchos fabricantes de plásticos los utilizan debido a sus diversas ventajas.
Para crear el primer segmento del producto, se inyecta primero un material en un molde. A continuación, se inyecta un segundo material secundario compatible con el primero. Existen varias razones por las que muchas empresas optan por producir plásticos o polímeros de esta manera.
A continuación se presentan algunos beneficios del proceso de moldeo de dos disparos:
Versátil
Los fabricantes de productos prefieren el moldeo por inyección de dos inyecciones para diversas aplicaciones, como piezas interiores de automóviles, equipos médicos, herramientas y juguetes. Permite a los fabricantes mezclar una gran variedad de componentes y colores para producir un producto robusto y estéticamente atractivo.
Materiales como silicona y termoplásticos, nailon y elastómeros termoplásticos, o nailon rígido y materiales suaves al tacto son algunos ejemplos de materiales que se pueden combinar con éxito con este procedimiento.
Efectivo en costos
Con el primer molde girado y el segundo molde colocado alrededor del producto para que el segundo termoplástico compatible se pueda inyectar en el segundo molde, el procedimiento de dos pasos solo requiere un ciclo de máquina.
El método produce más productos por tirada a un menor costo y requiere menos trabajadores para producir el producto final, ya que utiliza un solo ciclo de máquina en lugar de varios. Además, garantiza una unión sólida entre los materiales, eliminando la necesidad de ensamblaje posterior.
Alta calidad del producto
La mayoría de los productos termoplásticos se benefician del moldeo por inyección de dos inyecciones de numerosas maneras:
- Estética mejorada. Cuando los productos están hechos de plásticos o polímeros de diferentes colores, lucen mejor y resultan más atractivos para los consumidores. El producto parecerá más caro si se utiliza más de un color o textura.
- Mejor ergonomía. Este método permite superficies suaves al tacto; por lo tanto, los productos terminados pueden incluir asas u otras secciones ergonómicas. Esto es crucial para herramientas, equipos médicos y otros objetos portátiles.
- El sellado se mejora cuando se utilizan polímeros de silicona y otros materiales gomosos para juntas y otras piezas que necesitan un sellado hermético.
- Permite que los polímeros duros y blandos produzcan artículos del tamaño más pequeño que brindan comodidad y utilidad excepcionales.
- En comparación con el sobremoldeo o los métodos de inserción más convencionales, puede reducir significativamente la cantidad de desalineaciones.
- Permite a los productores utilizar diversos materiales que no pueden unirse de manera eficiente mediante otros procedimientos para crear patrones de moldes más complejos.
- El vínculo formado es increíblemente fuerte, lo que hace que el producto final sea más robusto, confiable y duradero.
El proceso de moldeo de dos disparos ayuda a los fabricantes a lograr productos de alta calidad.
Consolidación de piezas
La cantidad de piezas en un conjunto terminado se reduce utilizando el moldeo por inyección de dos inyecciones, lo que ahorra un promedio de USD 40 000 en gastos de desarrollo, ingeniería y validación por cada número de pieza aumentado.
Eficiente
Con el moldeo de dos inyecciones, se pueden moldear varios componentes con una sola herramienta, lo que requiere menos trabajo para producir las piezas y no es necesario soldar ni unir los componentes después del moldeo.
Tipos de estructuras de moldeo de dos disparos
Elegir y obtener la estructura de molde adecuada es fundamental para ahorrar costos y garantizar la calidad. A continuación, se presentan algunos tipos de estructuras de moldeo de dos disparos:
Molde de dos disparos con palanca de núcleo
Dado que no es necesario reubicar el núcleo ni la cavidad del molde, el procedimiento de moldeo multidisparo con palanca de núcleo es el más sencillo. Como alternativa, desplazar el deslizador modificará la geometría de la cavidad del molde.
La sustancia A se inyecta primero en la cavidad cuando el deslizador está expandido durante el proceso de moldeo por inyección, utilizando el molde de doble inyección con palanca central. A continuación, se retira el deslizador para exponer una nueva área de la cavidad.
El espacio restante se llena moviendo el control deslizante después de inyectar el material B en la cavidad modificada a través de una compuerta diferente (encima de la boquilla del medio).
El componente plástico se extrae del molde tras el endurecimiento. Se circula en el mismo orden que el anterior para continuar el moldeo.
Aunque el precio de la herramienta aumenta al añadir un deslizador al molde, puede ser significativamente más económico que los moldes de plato giratorio o de eje giratorio. Lamentablemente, no permite fabricar piezas de plástico intrincadas y multicolores.
Molde de dos disparos con platina giratoria
En la línea central de la platina, paralela al eje de rotación, la placa del núcleo del molde tiene dos núcleos idénticos, imágenes especulares entre sí. La placa de cavidades, fijada a la platina fija, incluye dos cavidades con diferentes geometrías.
El plato giratorio completa el cambio de las piezas moldeadas en cada ciclo, haciéndolo sin necesidad de intervención humana.
El molde, que admite más materiales, solo se ve aquí con los dos materiales. Según la cantidad de material utilizada, la platina giratoria puede girar 90°, 120° o 180°. También se requiere una máquina de inyección específica para generar la rotación necesaria en el lado del núcleo.
Estructura del molde de dos disparos Seesaw
Con un lado que se mueve hacia arriba, el otro hacia abajo, y así sucesivamente, la estructura de la losa se compone de dos lados que giran alrededor del centro. La mayoría de los diseños de moldes de teclado con números y letras utilizan la estructura de balancín.
La estructura contiene caracteres numéricos o alfabéticos cerrados como 0, 4, 8, A, B, D y O. El material secundario solo puede ingresar fácilmente a la región confinada cuando se utiliza una construcción de balancín, lo que crea una apariencia encantadora.
La estructura del balancín funciona de la siguiente manera:
- Después de una inyección, se abre el molde.
- La aguja rota es bajada por la varilla de empuje, haciendo que el balancín gire alrededor del eje giratorio.
- La placa superior se empuja hacia arriba empujando el balancín, lo que hace que la aguja rota salga del molde.
Se crea un orificio roto a medida que la aguja asciende por el borde de la porción sellada del producto primario. Para perforar el material secundario en el área cerrada desde el orificio roto, la aguja desciende mediante el pasador de retorno de la placa fracturada durante el proceso de moldeo por inyección doble.
Estructura deslizante de cavidad
La cavidad del modelo macho se desliza bajo la influencia del motor al abrirse el molde tras una inyección. Se utiliza una distancia específica para alinear el molde con el molde maestro antes del segundo proceso de moldeo por inyección.
Factores a considerar al utilizar el moldeo de dos inyecciones
Al utilizar el moldeo por inyección doble se tienen en cuenta los siguientes factores:
Selección de Materiales
Las características físicas, mecánicas, químicas, térmicas, eléctricas, de inflamabilidad y de resistencia a los rayos UV son factores importantes a la hora de seleccionar un material para su componente. Para optimizar su selección de materiales, deberá responder a diversas preguntas, entre ellas:
- ¿A qué tipos de temperaturas estará expuesto su producto?
- ¿Qué tan flexible o rígido necesita que sea el material para doblarlo?
- Resistencia al impacto: ¿Qué tan robusta debe ser su superficie?
- ¿Qué tan bien soporta grandes cargas en términos de resistencia a la compresión?
- ¿El componente estará expuesto a rayos UV, como los que hay en el exterior?
- ¿La pieza estará expuesta a sustancias químicas que afectarán su funcionamiento, especialmente con el tiempo?
- ¿Qué tipo de vida útil se requiere para la pieza?
Compatibilidad de materiales
La composición química de los materiales es crucial al decidir cuáles utilizar para el moldeo de dos inyecciones. Si bien algunos materiales no se unen bien, otros funcionan bien juntos y crean una sólida adhesión molecular.
Realice una prueba de adhesión antes de comenzar la fabricación si la adherencia de dos compuestos no es clara. Si la unión es insuficiente, se pueden incorporar elementos de fijación al diseño, como socavones, ranuras o rebordes, para aumentar la adhesión y fijar los dos compuestos.
Se revisa una tabla de compatibilidad de materiales para determinar qué polímeros se adhieren entre sí y cuáles son incompatibles. Además, se elimina la posibilidad de contaminación, un problema al utilizar dos moldes diferentes.
Además, en comparación con la producción de un producto o pieza idénticos mediante dos procesos de moldeo diferentes, el procedimiento de moldeo en dos etapas produce una unión mucho más fuerte. La posibilidad de fabricar artículos de plástico multicolor mediante el método de moldeo en dos etapas es una de las ventajas adicionales del proceso frente a la pintura, que puede perder su eficacia con el tiempo.
Se pueden crear elementos más útiles y sofisticados con el método de dos inyecciones. Además, se puede mezclar plástico más blando con plástico duro. El producto presenta una integridad significativamente mayor. Los productos de plástico moldeados mediante dos inyecciones suelen ser mucho más duraderos y resistentes a los impactos.
Este método también es excelente para fabricar mangos suaves para equipos eléctricos, sellos y juntas de aire acondicionado, y superficies antideslizantes. Con este método, se pueden crear logotipos que, a diferencia de los pintados, no se decoloran.
Apagados
Para formar agujeros, elementos a presión y orificios pasantes largos, el molde cierra estos lugares para evitar que el plástico fluya hacia esas ubicaciones.
En estas situaciones, las dos mitades del molde se sellan entre sí. Gracias a esto, las caras de sellado del molde pueden abrirse y cerrarse sin colisionar. El ángulo de desmoldeo mínimo debe ser de tres a cinco grados. Cuanto más larga sea la vida útil del molde, mayor será la holgura y el desmoldeo.
Tipo de puerta
La resina fundida entra en la cámara del molde a través de un canal de entrada durante el moldeo por inyección. Para lograr las proporciones y el aspecto estético ideales de la pieza, evitando deformaciones, es fundamental considerar el tipo de canal de entrada, su diseño y su ubicación.
Las compuertas de pestaña y de canal caliente son los dos tipos de compuertas que se utilizan con mayor frecuencia en el moldeo por inyección:
- Las puertas más populares y eficientes son las puertas con lengüeta; sin embargo, debido a que son tan sencillas, es posible que no sean apropiadas para sus necesidades.
- Las compuertas de punta caliente presentan pequeñas aberturas elípticas. La resina se mantiene lo suficientemente caliente como para pasar a través del estrecho orificio de la compuerta gracias a un calentador controlado por termostato, situado en la parte posterior del molde.
Enlace químico molecular
Para lograr una unión molecular fuerte, el sustrato y la resina de segunda inyección deben ser químicamente compatibles. La sección o superficie más larga es ideal para la unión entre ambas resinas. La segunda inyección es prácticamente imposible de eliminar seleccionando los materiales y el diseño de unión ideales.
Incluso cuando se puede lograr un enlace químico de alto nivel, recomendamos encarecidamente utilizar un enlace mecánico apropiado si la unión es importante para su aplicación.
Ubicación de la puerta
Esto es esencial para producir cosméticos de superficie sólida y un molde homogéneo. En el moldeo por inyección de un solo disparo, la masa fundida puede entrar por la parte más gruesa de la abertura antes de fluir hacia las áreas más pequeñas, gracias a la ubicación de la compuerta.
Sugerencias para el moldeo de dos disparos
A continuación se ofrecen algunas recomendaciones para el moldeo por inyección en dos etapas:
Número 1
El plástico blando se moldea una segunda vez tras su primera aplicación como plástico duro. La primera vez es transparente; la segunda, no. El primer moldeo se realiza con un plástico de alta temperatura, mientras que el doble moldeo se realiza con un plástico de baja temperatura.
Número 2
Pruebe el molde para crear un producto terminado antes de la producción real.
Número 3
Antes de hacer el molde, busque todos los defectos potenciales y corríjalos.
Número 4
Tenga en cuenta la contracción de ambos materiales. En general, el material inicialmente creado influye en la contracción.
Número 5
Sólo se podrá administrar una segunda inyección una vez que la primera haya surtido efecto por completo.
Número 6
Para evitar daños durante el proceso de moldeo, tenga en cuenta la posición de moldeado.
Número 7
Permita que el borde de la primera pieza moldeada por inyección sea excesivamente grande. Esto asegura que la segunda inyección tenga mayor presión.
Número 8
Verifique que los parámetros de la unidad de inyección proporcionen la presión, el caudal y la capacidad de enfriamiento necesarios.
Número 9
Asegúrese de que la integridad estructural de la primera pieza moldeada pueda sobrevivir a la presión de inyección del segundo moldeo.
Conclusión
Quienes no estén familiarizados con el moldeo por inyección de dos inyecciones podrían pensar que es difícil. Requiere un segundo material y procedimiento, lo que añade un factor adicional a la creación de componentes, pero es relativamente fácil.
El moldeo de dos disparos puede realizarse mediante plato giratorio, núcleo móvil o sobremoldeo, entre otras opciones. Los dos primeros requieren dos procesos, dos sistemas de canales y una segunda unidad de inyección.
Este último a menudo utiliza dos moldes diferentes, uno para cada material, pero también puede llevarse a cabo utilizando solo un molde, dos sistemas de canales y transferencia de piezas manual o automatizada mediante pick-and-place.
