¿Qué es realmente el blanqueamiento por estrés?
Cuando se dobla una pieza de plástico con suficiente fuerza, la estructura del material comienza a separarse a un nivel microscópico antes de romperse. Esto crea pequeños vacíos que dispersan la luz, y esa luz dispersa parece blanca a los ojos. Lo has visto cuando doblas una tira de embalaje de plástico y el pliegue se vuelve blanco.
Los plásticos quebradizos como el poliestireno lo demuestran mucho más fácilmente que los plásticos flexibles. La Sociedad de Ingenieros Plásticos ha documentado durante mucho tiempo que los materiales de bajo-impacto-son mucho más propensos a blanquearse y agrietarse por tensión que las resinas más resistentes. PS está en el extremo frágil de la escala, razón por la cual unMolde de inyección de vasos de plástico PSexige un diseño de expulsión más cuidadoso que un molde para, digamos, polipropileno.
Las marcas blancas no son suciedad y no se borran. Son daños permanentes a la estructura del material. La única solución real es dejar de crear estrés en primer lugar.
Por qué la expulsión causa marcas blancas
Una vez que una pieza se enfría en el molde, hay que sacarla. Ese es el trabajo del sistema eyector. Pasadores, cuchillas o placas presionan contra la pieza y la empujan fuera del núcleo del molde.
Aquí es donde empieza el problema. Si la fuerza de empuje se concentra en un área demasiado pequeña, la tensión local sobre el frágil PS excede lo que puede soportar y el punto de contacto se vuelve blanco. Las principales causas son:
Pasadores eyectores demasiado pequeños que concentran la fuerza en un área pequeña
Muy pocos pasadores expulsores, por lo que cada uno tiene que empujar con más fuerza
Pasadores colocados donde la pieza no tiene soporte, por lo que se flexiona bajo el empuje.
Expulsar demasiado pronto, antes de que la pieza se haya enfriado y ganado fuerza.
Para los vasos de PS de paredes finas-, esto supone un verdadero acto de equilibrio. La copa es liviana y delgada, el material es quebradizo y la pieza debe desprenderse limpiamente de un núcleo profundo. Si se equivoca en el diseño de expulsión, cada taza saldrá con anillos blanqueados.
Soluciones de diseño de eyectores
La solución principal para el blanqueamiento por tensión es distribuir la fuerza de expulsión sobre un área más grande y sostener la parte donde se empuja. Un buen diseño de molde de copa de PS logra esto de varias maneras:
Utilice pasadores eyectores-de mayor diámetro para extender el área de contacto.
Agregue más pasadores expulsores para que cada uno empuje con menos fuerza
Coloque los pasadores debajo de áreas fuertes y con soporte, como el borde o la base gruesa, no en paredes sin soporte.
Considere una placa extractora o una expulsión de funda para copas-de paredes delgadas, que empuja todo el borde de manera uniforme en lugar de pinchar en algunos puntos.
Utilice la expulsión asistida por aire-para ayudar a liberar la pieza con menos fuerza mecánica.
Para piezas profundas y delgadas, como copas, la expulsión de la placa extractora suele ser la respuesta correcta. En lugar de que un puñado de alfileres pinchen la base, todo el borde se empuja de manera uniforme. La fuerza por área cae drásticamente y el blanqueamiento desaparece.
He aquí un escenario que vemos a menudo. Un cliente acude a nosotros con un molde de copa de PS existente que se blanquea con cada toma. El molde original utilizaba seis pequeños expulsores en la base de la taza. Reelaboramos la expulsión en una funda extractora que empuja todo el borde y el blanqueamiento desaparece en la siguiente prueba. El diseño de la copa nunca cambió. Sólo cambió la forma en que salió del molde.
Ángulo de tiro y acabado de superficie
Dos características del molde dificultan silenciosamente la expulsión y ambas aumentan la fuerza necesaria para liberar la pieza.
El primero es el ángulo de salida. El borrador es la ligera inclinación en las paredes del molde que permite que la pieza se deslice hacia afuera. Si hay muy poco tiro, la pieza se agarra al núcleo, por lo que los eyectores tienen que empujar mucho más fuerte. Para PD, un borrador generoso es tu amigo. Un pequeño ángulo de inclinación adicional reduce drásticamente la fuerza de expulsión, lo que reduce directamente el riesgo de blanqueamiento.
El segundo es la dirección del acabado superficial. Un núcleo de molde pulido en la dirección en la que sale la pieza se libera más fácilmente. Un núcleo pulido en la dirección de tracción, o dejado áspero, agarra la pieza y evita la expulsión. por unMolde de inyección de vasos de plástico PS, pulir el núcleo en la dirección del dibujo es un paso simple que marca una diferencia real.
Los pasos de optimización para una liberación limpia son:
Agregue tanto ángulo de salida como lo permita el diseño, especialmente en paredes profundas.
Pulir el núcleo en la dirección de expulsión.
Asegúrese de que la pieza se libere primero del lado de la cavidad y permanezca en el núcleo para una expulsión controlada.
Equilibra la fuerza de expulsión a través de la pieza.
Soluciones de proceso y temperatura del molde
Si bien la mayor parte de la solución está en el diseño del molde, el proceso también ayuda.
Una parte que se expulsa demasiado caliente es más blanda y se marca más fácilmente, pero una parte expulsada demasiado fría se ha contraído firmemente en el núcleo y necesita más fuerza para liberarse. Hay un punto óptimo. Para las copas de PS, ajustar la temperatura adecuada del molde y darle a la pieza suficiente tiempo de enfriamiento para ganar fuerza antes de la expulsión reduce el blanqueamiento.
La otra palanca del proceso es la velocidad de expulsión. Una expulsión repentina y fuerte sacude el material frágil. Un golpe de expulsión más suave y controlado es más suave con el PS y es menos probable que blanquee los puntos de contacto.
Consideraciones de selección de materiales
A veces la respuesta honesta es que el material está luchando contra ti. El poliestireno estándar de uso general- (GPPS) es el más quebradizo y el más propenso a blanquearse.
Si tu aplicación lo permite, existen opciones:
El poliestireno de alto-impacto (HIPS) es mucho más resistente y resiste mucho mejor el blanqueamiento, aunque no está claro.
Para copas transparentes donde la dureza importa, el PET es una alternativa que maneja la tensión mejor que el PS
Las calificaciones de PS modificadas por el impacto-se ubican entre GPPS y HIPS
Siempre le diremos honestamente si su problema de blanqueamiento es realmente un problema material disfrazado. A veces, la solución-más barata a largo plazo es un pequeño cambio de material en lugar de corregir el defecto mediante interminables ajustes en el molde. Pero en la mayoría de los casos de vasos de PS, el diseño de expulsión correcto lo resuelve sin cambiar el material en absoluto.
Cómo eliminamos el blanqueamiento por estrés
Nuestro enfoque comienza antes de cortar el molde. Durante la revisión del diseño-para-fabricación, analizamos la geometría de la pieza y planificamos la estrategia de expulsión desde el principio: tamaño y número de pasadores, o un sistema de extracción para piezas de paredes delgadas-, además de una inclinación adecuada y una dirección de pulido adecuada.
Para materiales frágiles como el PS, tratamos la expulsión como una decisión de diseño principal, no como una ocurrencia tardía. Ésa es la diferencia entre un molde que blanquea en el primer intento y uno que sale limpio desde el primer disparo.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué causa las marcas blancas en las piezas moldeadas por inyección?
R: La causa más común es el blanqueamiento por estrés debido a la eyección. Cuando los pasadores expulsores empujan una pieza frágil hacia afuera con demasiada fuerza concentrada en un área demasiado pequeña, la estructura del material se daña localmente y se vuelve blanca. Es más común en plásticos quebradizos como el poliestireno y aparece donde los eyectores entran en contacto con la pieza.
P: ¿Por qué el poliestireno es propenso al blanqueamiento por estrés?
R: El poliestireno es rígido y quebradizo, lo que lo hace atractivo para productos transparentes y rígidos como los vasos desechables. Pero esa misma fragilidad significa que no puede flexionarse bajo tensión como lo hacen los plásticos más resistentes. En lugar de doblarse, la estructura se separa microscópicamente y dispersa la luz, que parece blanca. Es por eso que un molde de inyección de vasos de plástico PS necesita un diseño de expulsión cuidadoso.
P: ¿Puede el diseño de moldes prevenir completamente las marcas de expulsión?
R: En la mayoría de los casos, sí. Distribuir la fuerza de expulsión con pasadores más grandes o más numerosos, usar la expulsión de placa extractora-para piezas delgadas, agregar borrador y pulir en la dirección de extracción eliminan el blanqueamiento en la gran mayoría de las piezas de PS. El ajuste del proceso se encarga del resto. El defecto casi siempre se puede solucionar mediante el diseño.
P: ¿Qué ángulo de inclinación previene el blanqueamiento por estrés?
R: No existe un número único porque depende de la profundidad y la textura de la pieza, pero una mayor inclinación siempre es mejor para materiales quebradizos. Las paredes profundas se benefician especialmente de un tiro generoso, porque reduce drásticamente la fuerza necesaria para liberar la pieza. Discuta el borrador con su fabricante de moldes con anticipación, ya que es difícil agregarlo una vez cortado el acero.
P: ¿Dónde puedo encontrar un fabricante de moldes de inyección de vasos PS?
R: Busque un proveedor que planifique la estrategia de expulsión durante la revisión del diseño, no después de que falle la primera prueba. Una fábrica con experiencia en materiales frágiles hablará con usted sobre las placas extractoras, los ángulos de salida y la disposición de los pasadores antes de cotizar. Ese-pensamiento inicial es lo que separa a una fábrica-de moldes para vasos de plástico que funciona limpiamente de otra que le envía piezas blanqueadas.
Resuelva su problema de blanqueamiento antes de que llegue a producción
Si está desarrollando un molde de inyección de vasos de plástico PS o tiene problemas con el blanqueamiento por tensión en una herramienta existente, envíenos la pieza y una foto del defecto. Le diremos honestamente si la solución está en el diseño de eyección, el calado, el proceso o el material.
