Los tres tipos de "burbujas" y por qué son diferentes
Cuando alguien dice que su parte tiene burbujas, generalmente se refiere a una de tres cosas, y mezclarlas lleva a buscar la solución equivocada.
Trampas de aire: bolsas de aire atrapadas que el plástico fundido no pudo sacar del molde.
Huecos: burbujas de vacío que se forman dentro de secciones gruesas a medida que el plástico se enfría y se encoge. Molde de inyección de engranajes de motor. Molde de inyección de engranajes de motor.
Cada uno se ve un poco diferente y proviene de una fuente completamente diferente. Las trampas de aire ocurren porque el moho no puede ventilar. Los huecos se producen debido a las paredes gruesas y la contracción. Las burbujas de humedad se producen porque el material no se secó. Determine cuál tiene primero y luego solucione esa causa específica.
Trampas de aire: cuando el moho no puede ventilarse
Cuando el plástico fundido entra en la cavidad del molde, empuja el aire hacia delante. Ese aire tiene que ir a alguna parte. Si el molde no tiene por dónde escapar el aire, el plástico lo atrapa y se forma una burbuja o una marca de quemadura donde el aire se comprime y se sobrecalienta.
Esta es una de las causas más comunes de formación de burbujas y es puramente una cuestión de diseño del molde. Los recursos técnicos de la Sociedad de Ingenieros Plásticos señalan sistemáticamente que la ventilación inadecuada es una de las principales fuentes de defectos de gas atrapado-. El aire generalmente queda atrapado en el último lugar donde se llena, a menudo una esquina, una nervadura o el extremo más alejado de una ruta de flujo.
En los problemas de moldeo por inyección con trampa de gas, el signo-delator es una pequeña marca de quemadura o un vacío que siempre aparece en el mismo lugar, toma tras toma. Esa repetibilidad le indica que se trata de un problema de ventilación, no de un fallo aleatorio del proceso.
Diseño de ventilación: la verdadera solución para las trampas de aire
La solución a las trampas de aire es una ventilación adecuada, lo que significa darle al aire atrapado un camino para escapar que sea demasiado pequeño para que lo siga el plástico. Una buena práctica de diseño de ventilación de moldes de inyección incluye:
Ventilaciones colocadas en las últimas áreas para llenar, donde se acumula el aire.
Profundidad de ventilación lo suficientemente baja como para dejar salir el aire, pero no de plástico (normalmente unas pocas centésimas de milímetro)
Ventilaciones en pasadores expulsores, que también funcionan como vías de escape de aire.
Ventilación en la parte inferior de nervaduras y protuberancias profundas
Canales de ventilación adecuados que conducen el aire fuera del molde.
por unMolde de inyección de engranajes de motor, los dientes del engranaje y el área entre el cubo y la llanta son puntos comunes que necesitan una ventilación cuidadosa. Mapeamos el patrón de relleno durante el diseño para predecir dónde terminará el aire y luego colocamos las rejillas de ventilación allí antes de cortar el acero. Es posible agregar respiraderos a posteriori, pero nunca tan limpio como diseñarlos desde el principio.
Por qué las secciones gruesas atrapan las burbujas de vacío
Los vacíos son diferentes. No son aire atrapado. Son burbujas de vacío que se forman cuando se enfría una sección gruesa de plástico.
Esto es lo que sucede. El exterior de una sección gruesa se enfría y solidifica primero, formando una piel. El interior todavía está fundido. A medida que el interior se enfría, se encoge, pero la piel sólida mantiene su forma. El interior que se encoge se aleja de sí mismo y crea un vacío en el centro. Cuanto más gruesa es la sección, peor se pone.
Un motorreductor con un cubo grueso es un candidato clásico. El cubo es la parte más gruesa del engranaje, por lo que es donde se forma el vacío. La norma ASTM D3417 y los métodos de análisis-térmico relacionados describen cómo los plásticos cristalinos se encogen a medida que se enfrían, y esa contracción es exactamente lo que impulsa la formación de huecos en secciones gruesas.
Soluciones de espesor de pared y extracción de muestras
La solución para los huecos es, en primer lugar, evitar secciones sólidas y gruesas. Las reglas de diseño son sencillas:
Mantenga el espesor de la pared lo más uniforme posible en toda la pieza.
Quite el núcleo de las secciones gruesas para que queden huecas en lugar de sólidas.
Cuando sea inevitable un cubo grueso, rediseñelo con un centro con núcleo y nervaduras para mayor resistencia.
Mantenga las nervaduras aproximadamente al 60 % del espesor de la pared principal para evitar la creación de nuevos puntos gruesos.
He aquí un escenario que vemos a menudo. Un cliente nos trae un engranaje con un cubo sólido y grueso, porque así fue dibujado en CAD. Moldeado como-está, el centro forma un vacío cada vez. La solución es perforar el centro del cubo y agregar nervaduras de soporte, lo que mantiene la resistencia y al mismo tiempo hace que la pared sea lo suficientemente delgada como para enfriarse sin espacios vacíos. Este es un cambio de diseño, y es mucho más barato hacerlo en la pantalla que perseguir en el piso de moldeo con ajustes de proceso que nunca funcionan del todo.
La moldura adecuada para la prevención de huecos tiene que ver principalmente con el diseño de la pared. El proceso puede ayudar en los bordes, pero no se puede procesar de manera confiable una pieza que tiene un bulto sólido y grueso.
Burbujas de humedad: el problema del secado
El tercer tipo de burbuja no tiene nada que ver con el molde. Algunos plásticos absorben la humedad del aire. Si los moldeas sin secarlos primero, el agua se convierte en vapor en el barril y aparece como rayas plateadas o burbujas en la superficie de la pieza. Este defecto se llama splay.
La solución es simple pero a menudo se omite: secar el material adecuadamente antes de moldearlo, siguiendo la temperatura y el tiempo recomendados por el proveedor de resina. Materiales como el nailon, el PC y el ABS son especialmente propensos a esto. Si sus burbujas se ven plateadas y aparecen dispersas por la superficie en lugar de en un lugar fijo, sospeche de la humedad antes de culpar al moho.
Cómo diseñamos moldes de engranajes sin huecos
Nuestro enfoque es evitar los tres tipos de burbujas antes de construir el molde. Durante la revisión del diseño-para-fabricación, realizamos un análisis de llenado para predecir las trampas de aire y colocar las ventilaciones donde se acumulará el aire. Revisamos el espesor de la pared y eliminamos las secciones gruesas que podrían formar huecos. Y especificamos el secado correcto para el material elegido.
Para una pieza de precisión como un engranaje de motor, ese-trabajo inicial es lo que proporciona piezas sólidas en todos sus aspectos, no solo en la superficie. Un vacío que no se puede ver es el tipo más peligroso, porque pasa la inspección visual y falla en el campo.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué causa las burbujas en las piezas moldeadas por inyección?
R: Hay tres causas principales. Las trampas de aire provienen de un molde que no puede ventilar el aire delante del plástico que fluye. Los huecos son burbujas de vacío que se forman dentro de secciones gruesas a medida que se enfrían y encogen. Las burbujas de humedad provienen del plástico moldeado que no se secó primero. Cada uno tiene una solución diferente, por lo que identificar cuál tiene es el primer paso.
P: ¿Cómo evito las trampas de aire en el moldeo por inyección?
R: Las trampas de aire se evitan mediante una ventilación adecuada en el molde. Los respiraderos van donde se acumula el aire, generalmente las últimas áreas en llenarse, y tienen un tamaño para dejar salir el aire, pero no son de plástico. Un buen diseño de ventilación en el molde de inyección primero traza el patrón de llenado y luego coloca las ventilaciones en los puntos de trampa antes de cortar el molde.
P: ¿Por qué mi pieza de plástico tiene un vacío en un área gruesa?
R: Porque las secciones gruesas se enfrían de manera desigual. El exterior se solidifica primero y, a medida que el centro todavía-fundido se enfría y se encoge, se aleja y deja un vacío. La solución es quitar el núcleo de la sección gruesa para que la pared se vuelva uniforme. Esto es común en piezas como los cubos de engranajes, por lo que un molde de inyección de engranajes de motor bien diseñado le da núcleo al cubo en lugar de dejarlo sólido.
P: ¿Pueden los ajustes del proceso arreglar las burbujas o es siempre el molde?
R: Depende de la causa. Las burbujas de humedad se solucionan secando el material. Las trampas de aire y los huecos son en su mayoría problemas de moho y diseño, aunque mantener la presión y el tiempo de enfriamiento pueden ayudar en los márgenes. Si se encuentra ejecutando configuraciones de proceso extremas solo para reducir las burbujas, el verdadero problema suele estar en el diseño del molde o de la pieza.
P: ¿Dónde puedo encontrar un fabricante de moldes de inyección de engranajes de motor que prevenga los huecos?
R: Busque un proveedor que realice un análisis de relleno y revise el espesor de la pared durante la etapa de diseño, antes de cortar acero. Una fábrica que diseña ventilaciones y núcleos de secciones gruesas desde el principio le proporcionará piezas sólidas. Uno que sólo aborda las burbujas después del fracaso del primer ensayo ya ha quedado atrás.
Inicie su proyecto de molde de engranajes sin problemas de burbujas
Si está obteniendo un molde de inyección de engranajes de motor o cualquier pieza con secciones gruesas y requisitos de resistencia funcional, el momento para evitar burbujas y huecos es durante el diseño, no después de la primera prueba. Envíenos su pieza y realizaremos un diseño-gratuito para-revisión de fabricación.
