HDPE de moldeo por inyección: todo lo que debe saber

Es posible que no esté familiarizado con el HDPE y el moldeo por inyección. Las piezas moldeadas de HDPE se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales y el moldeo por inyección puede producir piezas de diferentes formas y tamaños.

En este completo artículo nos adentraremos en el mundo del moldeo por inyección de HDPE, cubriendo todos los aspectos esenciales que debes conocer. 

Comenzaremos explorando las propiedades únicas del HDPE que lo hacen adecuado para el moldeo por inyección, incluida su alta resistencia, resistencia a la humedad y propiedades térmicas. Luego discutiremos el proceso de moldeo por inyección en sí, incluidos los pasos clave involucrados, como fundir, inyectar y enfriar el HDPE.

¿Qué es el HDPE?

El polietileno de alta densidad (HDPE) o polietileno de alta densidad (PEHD) es un polímero termoplástico ampliamente utilizado que es conocido por su alta resistencia a la tracción y excelente resistencia química. 

Comúnmente disponible en forma de gránulos para aplicaciones de moldeo por inyección, el HDPE ofrece una gama versátil de propiedades que lo hacen adecuado para productos que van desde bienes de consumo comunes hasta sistemas de tuberías industriales.

Una de las principales ventajas del polietileno de alta densidad es su durabilidad y dureza. Con una alta resistencia al impacto y al agrietamiento por tensión, los productos de HDPE pueden soportar cargas pesadas y entornos de alta tensión. Esto lo convierte en un material ideal para aplicaciones como contenedores de productos químicos, sistemas de tuberías y madera plástica que requieren fuerza y resistencia química.

¿Por qué elegir HDPE como material de inyección de moldes?

Ventajas del moldeo por inyección de HDPE:

1. Rentable: El HDPE es una resina comercial relativamente económica en comparación con otros plásticos, lo que la convierte en una opción económica para el moldeo por inyección de gran volumen.
2. Alta relación resistencia-densidad: el HDPE tiene una excelente relación resistencia-densidad, lo que proporciona buenas propiedades mecánicas y es liviano. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren dureza y durabilidad.
3. Resistencia química: el HDPE ofrece buena resistencia a muchos productos químicos, incluidos ácidos, alcoholes, bases y ésteres. Esto lo hace adecuado para productos expuestos a productos químicos agresivos.
4. Resistencia a la humedad: El HDPE tiene una excelente resistencia a la humedad, lo que lo hace ideal para productos que estarán expuestos al agua o la humedad.
5. Versatilidad: El HDPE se puede colorear, pintar, imprimir o grabar con láser fácilmente, lo que permite una amplia gama de opciones de personalización para cumplir con requisitos de diseño específicos.
6. Reciclabilidad: el HDPE es un material reciclable que puede ayudar a los fabricantes a cumplir los objetivos de sostenibilidad y reducir el impacto ambiental.

Sin embargo, el plástico HDPE también tiene algunas desventajas, como resistencia limitada a la temperatura o inflamabilidad. Si está considerando utilizar HDPE como material de moldeo por inyección, es importante evaluar los requisitos específicos de su producto y las propiedades del HDPE para determinar si se adapta bien. 

El proceso de moldeo por inyección de plástico HDPE 

El proceso de moldeo por inyección de HDPE implica varios pasos clave.

Primero, la resina de HDPE en forma de gránulos se introduce en el cilindro de la máquina de moldeo por inyección, donde se calienta y se funde hasta un estado moldeable. Luego, el HDPE fundido se inyecta a alta presión en una cavidad del molde, que la máquina cierra con abrazaderas.

A medida que el plástico caliente llena el molde, se somete a altas fuerzas de corte que ayudan a mezclar y homogeneizar el material.

Una vez que se llena el molde, el HDPE se enfría y solidifica en la forma de la cavidad del molde. El control cuidadoso de la velocidad de enfriamiento es fundamental para evitar deformaciones, distorsiones o grietas de la pieza.

Después de un tiempo de enfriamiento suficiente, el molde se abre y se expulsa la pieza solidificada. Luego se cierra el molde y el proceso se repite para la siguiente parte.

Cosas que vale la pena saber sobre el proceso de moldeo por inyección de HDPE

Se deben considerar y controlar varios factores importantes durante el moldeo por inyección de HDPE para garantizar piezas de alta calidad.

La temperatura de fusión, la presión de inyección, la velocidad de inyección, la temperatura del molde y el tiempo de enfriamiento son parámetros clave del proceso que influyen en las propiedades finales de la pieza. El diseño del molde, incluido el espesor de la pared, el sistema de compuertas y canales y los canales de enfriamiento, también es fundamental.

En comparación con otros plásticos, el HDPE tiene un coeficiente de expansión térmica relativamente alto, lo que puede provocar problemas de contracción y deformación si no se tiene en cuenta adecuadamente. 

• Temperatura de fusión: El rango de temperatura de fusión recomendado para el HDPE suele estar entre 400 y 535 °F (200 y 280 °C). Para grados de alto peso molecular, se sugiere un rango ligeramente más estrecho de 392 a 482 °F (200 a 250 °C) para minimizar la degradación.
• Presión de inyección: Las presiones de inyección de HDPE suelen oscilar entre 10.000 y 15.000 psi (70-105 MPa). La presión requerida depende de la geometría de la pieza, el espesor de la pared y la ruta del flujo. Las piezas de paredes delgadas pueden necesitar presiones de hasta 26 000 psi (180 MPa). 
• Velocidad de inyección: Generalmente se recomienda una velocidad de inyección rápida para HDPE, especialmente para piezas de paredes delgadas, para garantizar el llenado completo del molde antes de que la masa fundida se enfríe y se congele.
• Temperatura del molde: La temperatura del molde para HDPE varía de 50 a 95 °F (10 a 35 °C) para piezas con un espesor de pared superior a 0,24 pulgadas (6 mm) y hasta 175 °F (80 °C) para piezas más delgadas por debajo de 0,24 pulgadas (6 mm). 0,24 pulgadas (6 mm). Las temperaturas más altas del molde proporcionan un acabado superficial más brillante pero aumentan el tiempo de enfriamiento. La temperatura del molde debe ser uniforme para minimizar la contracción y deformación diferencial por enfriamiento.
• Tiempo de enfriamiento: El tiempo de enfriamiento es la parte más larga del ciclo de moldeo por inyección para HDPE, a menudo 80-85% del tiempo total del ciclo. Los tiempos de enfriamiento típicos varían desde 10 segundos para piezas de 0,08 pulgadas (2 mm) de espesor hasta más de 30 segundos para piezas de 0,16 pulgadas (4 mm) de espesor. La expulsión prematura puede provocar deformaciones y distorsiones.
• Coeficiente de expansión térmica: El HDPE tiene un coeficiente relativamente alto de expansión térmica lineal (CLTE) en comparación con otros plásticos, generalmente alrededor de 6-8 x 10^-5 in/in/°F (10-14 x 10^-5 cm/ cm/°C). Esto significa que las piezas de HDPE tienen una alta contracción del molde, generalmente de 1,5 a 41 TP3T, según el grado y las condiciones de procesamiento. 

Las aplicaciones de los productos HDPE

1. Embalajes y Contenedores

• Recipientes para alimentos y bebidas, como jarras de leche, botellas de champú y forros para cajas de cereales.
• Contenedores de productos químicos para productos de limpieza, detergentes y químicos industriales.
• Envases de cosméticos y cuidado personal, como frascos de limpiadores faciales, lociones y medicamentos.

2. Tuberías y sistemas de tuberías

• Tuberías de agua y gas para uso residencial, comercial e industrial.
• Aplicaciones de tuberías subterráneas y aéreas
• Reemplazo de tuberías de concreto y acero en diversas industrias.

3. Construcción e Infraestructura

• Tuberías de HDPE para redes de agua, alcantarillado y líneas de agua potable.
• Madera plástica como sustituto de la madera tradicional en tarimas y pasarelas

4. Agricultura

• Tuberías de riego, tuberías para pozos entubados y sistemas de riego por goteo
• Sistemas de fumigación de pesticidas
• Coberturas para invernaderos, túneles de acceso y películas de abono

5. Aplicaciones médicas y sanitarias

• Productos médicos como parches, equipos de protección personal y películas de embalaje.
• El HDPE de calidad alimentaria es seguro para el contacto directo con alimentos y bebidas.

6. Bienes de consumo y productos para el hogar

• Juguetes, utensilios, baldes y utensilios de cocina.
• Contenedores de basura, hieleras y artículos para el hogar.

7. Aplicaciones industriales

• Equipos de procesamiento y componentes de maquinaria.
• Revestimientos resistentes a la corrosión para tanques y contenedores
• Tuberías flexibles de HDPE para transporte de lodos, efluentes y productos químicos en diversas industrias

8. Aplicaciones marinas y exteriores

• Componentes para barcos, equipos para piscinas y terrazas marinas
• Muebles de exterior y equipos de juegos infantiles resistentes a los rayos UV

9. Electricidad y Electrónica

• Aislamiento de alambres y cables utilizando polietileno reticulado o copolímeros de PE

En resumen, las propiedades únicas del HDPE lo convierten en un material versátil adecuado para una amplia gama de aplicaciones, que van desde productos de consumo cotidianos hasta usos industriales especializados. Su durabilidad, resistencia química y resistencia a la humedad, combinadas con su rentabilidad y reciclabilidad, han hecho del HDPE una opción popular en múltiples sectores.

Preguntas frecuentes

¿Qué máquinas de moldeo por inyección de HDPE se recomiendan para las pequeñas empresas?

Para las pequeñas empresas, se recomiendan máquinas de moldeo por inyección de mesa o de pequeña escala que ofrezcan un control preciso de la temperatura y la presión. Busque máquinas de fabricantes acreditados que se adapten a la producción a pequeña escala y ofrezcan soporte posventa.

¿Cuál es la diferencia entre HDPE y LDPE?

Si bien el HDPE y el LDPE son tipos de polietileno con propiedades similares, el HDPE tiene una estructura más lineal, mayor densidad, mayor resistencia y rigidez, y mejor resistencia química y al calor. El LDPE, por otro lado, es más flexible, transparente y tiene un punto de fusión más bajo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren estas propiedades.

¿Qué otros métodos de moldeo se utilizan comúnmente para producir HDPE además del moldeo por inyección?

El moldeo por soplado, el moldeo rotacional, el moldeo por compresión y la extrusión también se utilizan ampliamente según el tipo de producto que se fabrica.