Agentes Espumantes Químicos
Moldeo de Espuma
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Introducción
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El moldeo por inyección de piezas de espuma estructural es un proceso bien establecido en la industria de plásticos. Hay varios procesos que se usan para la producción de espuma estructural moldeada rígida y ligera. Estas piezas típicamente tienen una piel de mayor densidad con un núcleo de espuma celular de menor densidad, y son producidas introduciendo un agente espumante dentro del polímero fundido. |
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En principio, los agentes de espumado químico pueden ser procesados en todas las máquinas de moldeo por inyección. El uso de una boquilla de válvula ha comprobado ser ventajoso para impedir o eliminar la rebaba. Si no se cuenta con una boquilla de válvula, puede ayudar el trabajar con una boquilla contigua al molde. Para obtener una espuma de estructura uniforme,
es imprescindible que el gas se expanda después de ser inyectado
en el molde. Por lo tanto, es importante que la velocidad de inyección
sea lo más alta posible. En algunas máquinas de inyección,
la velocidad puede ser aumentada empleando un acumulador de presión
de gas. |
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| MOLDEO DE ESPUMA ESTRUCTURAL | ||
Típicamente, las máquinas de moldeo de espuma estructural de baja presión están equipadas con un extrusor plastificante y un cilindro acumulador separado para lograr una inyección más rápida.. |
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| DISEÑO DEL MOLDE/MATERIAL DEL MOLDE | ||
| Diseño del Molde | ||
Algunas de las consideraciones básicas para construir los moldes de espuma estructural son: • Las puertas y los canales deben estar situados de tal forma que sea posible conseguir un relleno rápido y uniforme con longitudes de flujo relativamente cortas • Las puertas y corredores deben ser relativamente grandes para asegurar que la presión de inyección sea baja • Es importante que los agujeros de venteo estén situados
al final de la longitud de flujo y que sean suficientemente grandes
para descargar los gases atrapados |
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| Material del Molde | ||
Debido a que la presión de moldeo requerida es más baja, los moldes para producción de espuma estructural no necesitan fabricarse en aceros de alta resistencia. El sistema de refrigeración del molde, sin embargo, debe ser de mayor capacidad para superar el efecto de aislamiento que tiene la espuma al refrigerante. Esto es especialmente importante en secciones de pared muy gruesa para impedir o reducir la dilatación posterior. Debido a que se opera con presiones más bajas cuando se
moldea espuma estructural, los moldes pueden fabricarse en Aluminio.
Cuando se decide fabricarlos en acero, es recomendable escoger una
aleación al 13% de Cromo. |
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| ADICIÓN DE AGENTES ESPUMANTES | ||
Los CFA’s son típicamente añadidos a la máquina de moldeo por inyección, de la misma forma en que se añaden colorantes u otros aditivos. La mezcla con gránulos plásticos puede estar hecha lote a lote en mezcladores separados, o en unidades de mezclado automático directamente sobre la máquina de moldeo por inyección. Cuando se procesan productos en polvo, es recomendable adicionar aprox. 0.1%de adhesivo para evitar separación tardía. Los CFAs líquidos pueden ser añadidos fácilmente
en forma directa sobre el cilindro de inyección a través
de una bomba de dosificación. Para lograr mayor precisión,
la bomba sólo debe trabajar paralela a la alimentación
de material, controlada dentro del ciclo total de la máquina
de inyección. |
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| TEMPERATURA | ||
Zona de Alimentación La temperatura del cilindro para moldeo de espuma debe ser lo suficientemente baja en la sección de alimentación como para impedir la descomposición temprana del agente de espumado, y evitar pérdidas de gas a través de la tolva de alimentación. |
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Zona de Compresión |
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En la zona de compresión, la temperatura del fundido debe ser suficientemente alta para garantizar la reacción total del agente de espumado, de tal forma que se colme la capacidad total de formación de gas. En la boquilla, la temperatura puede ser reducida otra vez entre
10 y 20% para aumentar la contrapresión y mejorar la resistencia
del fundido. |
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Velocidad de Inyección La cavidad del molde debe estar llena para permitir a las burbujas de gas dispersadas expandirse completamente sólo después de terminar el proceso de inyección. La dilatación genera una presión
interna que comprime el fundido contra la pared de molde frío.
Esto resulta en un núcleo celular con piel sólida. Presión de Inyección La presión de inyección debe ser suficientemente alta para garantizar una alta tasa de procesamiento. Algunas veces, es recomendable usar un acumulador de presión. La post-presión generalmente no se usa en el moldeo por inyección de espuma debido a que puede oponerse la expansión de la misma. Sólo se emplea cuando se requiere una piel sólida gruesa. |
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| PROPIEDADES | ||
El efecto principal de la aplicación de CFAs en moldeo de inyección es reducir el peso en las piezas moldeadas, logrando así ahorrar materiales y dinero. La reducción de peso máxima qué puede ser conseguida depende mucho de la forma individual del molde. Las paredes de molde más gruesas mejoran la formación de la espuma. Usualmente es posible conseguir una reducción de 10-25% con un espesor de pared de más que 4 mm y trayectorias de flujo cortas. Si las circunstancias son favorables, es posible alcanzar una reducción de más de 30%. Las carcasas técnicas se espuman principalmente para incrementar
la rigidez de las paredes sin aumentar la cantidad de material empleado. |
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Marcas de Hundimiento/Apariencia Superficial Cuando se moldean resinas altamente contraíbles, como Polipropileno, a menudo se generan marcas de hundimiento durante la refrigeración. Por ejemplo, en casos donde el grueso de pared de la pieza varia (e.g. piezas con costillas y repujados), el área más gruesa encogerá a una velocidad más alta que las áreas más delgadas, causando marcas de hundimiento. Este efecto puede ser evitado adicionando cantidades pequeñas de agentes espumantes especialmente formulados, tales como el Foamazol™ 62.
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Las piezas moldeadas por inyección producidas con CFAs usualmente tienen una superficie mate. Para obtener superficies brillantes se requiere de procesos especiales y/o agentes espumantes formulados específicamente.
Bergen Internacional ha desarrollado el grado especial Foamazol 62, que permite a los moldeadores eliminar marcas de hundimiento sin generar las superficies arremolinadas asociadas con las piezas espumadas. 
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