Sugerencia de diseño

Cómo evitar las líneas de unión en piezas inyectadas

Al realizar un diseño para moldeo por inyección, tenga en cuenta lo siguiente para evitar líneas de unión

El moldeo por inyección de plásticos ha sido durante mucho tiempo un proceso asequible y eficiente para producir prototipos y piezas finales. Al crear y desarrollar piezas inyectadas, los diseñadores de productos se encuentran con un buen número de retos, como los factores de estrés, el alabeo y las líneas de unión. Esta sugerencia estudia cómo y por qué se forman líneas de unión problemáticas en el proceso de moldeo y ofrece algunas soluciones para evitarlas.

El proceso de enfriamiento de la resina

El moldeo por inyección es un proceso de fabricación en el que se calienta un bidón de resina hasta fundirla para, a continuación, inyectarla en un molde y crear una pieza final de termoplástico. La resina se enfría a medida que se va inyectando en el molde Por eso, la línea de avance del flujo de resina en el molde siempre es la parte más fría de la resina y la primera en solidificarse. Si el molde se ha diseñado bien, esto no suele suponer ningún problema. Sin embargo, se produce una excepción cuando el flujo de resina se ve dividido por un obstáculo para volver a encontrarse de nuevo al otro lado del mismo. Ejemplo de ello es el núcleo que crea un orificio rectangular en una cubierta protectora. Cuando esto ocurre, tenemos dos flujos que se encuentran más allá la obstrucción. En el mejor de los casos, se fundirán formando una unión sólida, pero si ya se han enfriado demasiado como para fundirse por completo darán lugar a una línea de unión.

La animación muestra cómo se pueden formar líneas de unión cuando se produce el encuentro de dos flujos de plástico en el interior de un molde.
La animación muestra cómo se pueden formar líneas de unión cuando se produce el encuentro de dos flujos de plástico en el interior de un molde.
Líneas de unión y resinas

Se denomina «línea de unión» a toda aquella línea, visible o no, donde se encuentran dos flujos de resina. Dependiendo del diseño del molde y del material inyectado, una línea de unión puede: no suponer ningún problema en absoluto, constituir una simple cuestión estética, o producir un problema estructural potencialmente grave. Uno de los factores decisivos es la resina inyectada, puesto que algunas resinas tienen más tendencia que otras a formar líneas de unión. Entre las más propensas a ello figura el ABS. En muchos casos, una línea de unión de ABS es lo suficientemente sólida para no debilitar la pieza significativamente, aunque puede que aparezca una grieta en la pieza terminada.

Surgen los problemas

Una área en la que las líneas de unión pueden causar problemas estructurales es la parte trasera de un saliente. Un saliente, por supuesto, es una morfología con un orificio diseñado para alojar un elemento de sujeción roscado. (Proto Labs no crea roscados internos: estos se podrían formar con un tornillo autorroscante, mecanizarse en una operación aparte o añadirse como inserción.)

Un mando a distancia es un buen ejemplo de cómo múltiples morfologías pueden crear un entorno propicio para la formación de líneas de unión. Existen algunas formas de prevenirlo, como evitar el uso de resinas rellenas de vidrio o de minerales.
Un mando a distancia es un buen ejemplo de cómo múltiples morfologías pueden crear un entorno propicio para la formación de líneas de unión. Existen algunas formas de prevenirlo, como evitar el uso de resinas rellenas de vidrio o de minerales.

El saliente se crea con un pivote nuclear elevado en el interior del molde, alrededor del cual fluye la resina. Cuando las caras de la resina se encuentran en al otro lado del pivote forman una línea de unión.

Existen dos factores que hacen que esto resulte especialmente problemático. Si el saliente está cerca del borde de la pieza, la línea de unión será muy corta, dejando muy poca superficie para mantener las dos caras unidas. Cuando se añade el efecto "cuña" de un tornillo que se introduce en el saliente, la línea de unión puede convertirse en una grieta.

Las líneas de unión también se producen entre los canales de una pieza. Los canales son las áreas donde la resina se inyecta en una pieza. Revise a este respecto su distribución de canales y eyectores. No solemos utilizar varios canales, pero en caso de hacerlo, compruebe si a medio camino entre un canal y otro existen áreas de especial importancia estética o estructural para usted.

Existe otro factor que puede contribuir a la existencia de problemas con las líneas de unión: el uso de resinas rellenas. Imagínese el flujo de una resina líquida rellena, por ejemplo, de fibra de vidrio. Obviamente, a medida que el frente de resina se desplaza por el molde, el material de relleno siempre quedará algo rezagado. Así pues, cuando dos frentes se encuentren y se solidifiquen, habrá muy poca fibra, o ninguna, en la línea de encuentro. Esto no significa necesariamente que la línea de unión sea débil, pero no contará con las ventajas del refuerzo de fibra.

Soluciones

¿Qué se puede hacer para evitar líneas de unión problemáticas? Probablemente no pueda eliminar algunas morfologías como los salientes, pero puede elegir las resinas que sean menos propensas a formar líneas de unión. En concreto, puede evitar las resinas rellenas en piezas que tengan morfologías como orificios de paso. Puede engrosar las paredes de la pieza para ralentizar el enfriamiento de la resina, teniendo cuidado de no engrosarlas tanto como para que se hundan. Y, cuando el diseño lo permita, puede situar las morfologías que crean líneas de unión lejos de los bordes de las piezas.

Es obvio que encontrar líneas de unión en sus prototipos es mejor que encontrarlas en las piezas finales, y para eso justamente sirve la creación de prototipos. Si su pieza requiere una resistencia especial en las líneas de unión, no dude en llamar a un ingeniero de productos de Proto Labs al +34 (0)911 43 68 30 para comentárselo, o envíe un mensaje a customerservice@protolabs.es.

También puede obtener nuestro cubo de diseño gratuito, un asistente físico que le ayudará a entender cómo se forman las líneas de unión y otras cuestiones del moldeo por inyección.