Los materiales para moldeo por inyección son muy variados y desempeñan un papel crucial en los productos plásticos. Los clientes a menudo nos preguntan cómo elegir los materiales de moldeo por inyección para carcasas de plástico. Por lo tanto, a petición de nuestros clientes, presentaremos una guía de selección de materiales para moldeo por inyección desde dos perspectivas: tipos de materiales y principios de selección, para su referencia.
I. Tipos de materiales para moldeo por inyección
1. Plásticos de uso general:
Polietileno (PE): Se divide en polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE). Posee buena resistencia a bajas temperaturas, estabilidad química y aislamiento eléctrico. Tiene un buen rendimiento de procesamiento y bajo costo. Se utiliza a menudo en la fabricación de diversos productos plásticos, incluyendo películas, tuberías y envases, como las bolsas y botellas de plástico que se encuentran en los supermercados.
Polipropileno (PP): Es un plástico cristalino, incoloro, inodoro y no tóxico. Tiene alta resistencia al calor y puede ser hervido y esterilizado a 100°C. Posee buena fluidez, excelente rendimiento de moldeo, alta resistencia a la fluencia y buenas propiedades eléctricas, pero tiene una baja seguridad contra incendios y poca resistencia a la intemperie. Es ampliamente utilizado en diversas aplicaciones, incluyendo piezas automotrices, carcasas de electrodomésticos y artículos de uso diario, como piezas interiores de automóviles y vajillas de plástico.
Poliestireno (PS): Es un polímero amorfo, un material granular incoloro y transparente con alta transmitancia de luz, gran poder colorante y alta dureza. Sin embargo, el producto es quebradizo, propenso al agrietamiento por tensión interna y tiene poca resistencia al calor. Se utiliza principalmente en la fabricación de productos de embalaje, suministros médicos desechables, juguetes, componentes eléctricos, etc., como carcasas eléctricas y plásticos espumados.
El cloruro de polivinilo (PVC) presenta buena resistencia a la corrosión química, ignifugación y aislamiento eléctrico. Sin embargo, su estabilidad térmica es deficiente, lo que requiere la adición de estabilizadores durante el procesamiento. Se puede dividir en PVC rígido y PVC blando. El PVC rígido se utiliza a menudo en la fabricación de tuberías, perfiles de puertas y ventanas, etc., y el PVC blando se utiliza a menudo en la fabricación de cubiertas de cables y alambres, películas, cuero artificial, etc.
2. Plásticos de ingeniería:
El nylon (PA), también conocido como poliamida, tiene un alto grado de cristalinidad. Posee alta resistencia mecánica y buena tenacidad. Tiene alta resistencia a la tracción y a la compresión. Su resistencia a la fatiga es excepcional. Es resistente al desgaste, a la corrosión, al calor, no tóxico y tiene un excelente rendimiento eléctrico. Sin embargo, tiene poca resistencia a la luz, es propenso a la absorción de agua y no es resistente a los ácidos. Se utiliza ampliamente en diversos campos, incluyendo automoción, maquinaria y electrónica, como piezas de motor de automóviles, engranajes, cojinetes, etc.
El Policarbonato (PC), comúnmente conocido como «vidrio a prueba de balas», es no tóxico, inodoro, insípido, transparente e inflamable, pero puede autoextinguirse una vez retirado del fuego. Posee una tenacidad y dureza excepcionales. Entre todos los materiales termoplásticos, presenta la mejor resistencia al impacto, una excelente resistencia a la fluencia (creep), buena estabilidad dimensional, alta precisión de moldeo y buena resistencia al calor. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de cubiertas de lámparas automotrices, puertas y ventanas de edificios, lentes ópticas, carcasas electrónicas y eléctricas, etc.
El Polioximetileno (POM), también conocido como resina acetálica, posee una estructura altamente cristalina y excelentes propiedades mecánicas. Presenta un alto módulo de elasticidad, elevada rigidez y dureza superficial, un bajo coeficiente de fricción, y excelentes propiedades de resistencia al desgaste y autolubricación. Es superado solo por el nailon, pero es más económico que este. Tiene buena resistencia a los disolventes, pero no es resistente a ácidos fuertes, álcalis fuertes y oxidantes. Se utiliza a menudo en la fabricación de piezas mecánicas como engranajes, cojinetes, deslizadores y válvulas.
El copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) se sintetiza a partir de tres monómeros: acrilonitrilo, butadieno y estireno. Posee una alta resistencia mecánica y buenas propiedades integrales de «firmeza, tenacidad y rigidez». Es fácil de procesar y tiene dimensiones estables. Presenta buenas propiedades físico-mecánicas generales. Se utiliza ampliamente en diversas industrias, incluyendo la automotriz, piezas moldeadas por inyección para carcasas de pequeños electrodomésticos, electrónica y juguetes, como carcasas de automóviles y cubiertas de electrodomésticos.
3. Plásticos especiales:
Polieteretercetona (PEEK): Posee una resistencia excepcionalmente alta al calor, a la corrosión química, una gran resistencia mecánica y al desgaste. La temperatura de servicio a largo plazo puede alcanzar los 260 °C y puede utilizarse en entornos hostiles. Se emplea a menudo en campos como la industria aeroespacial, dispositivos médicos y electrónica, por ejemplo, en piezas de aeronaves, articulaciones artificiales y conectores electrónicos.
Sulfuro de polifenileno (PPS): Exhibe una excelente resistencia a altas temperaturas, a la corrosión química, ignifugidad y propiedades mecánicas, lo que lo hace adecuado para un uso prolongado en entornos de alta temperatura superiores a 200 °C. Se utiliza principalmente en la fabricación de piezas de motores automotrices, componentes electrónicos y eléctricos, tuberías químicas, etc.
El politetrafluoroetileno (PTFE), comúnmente conocido como «el rey de los plásticos», posee un coeficiente de fricción extremadamente bajo, excelente resistencia a la corrosión química, resistencia a altas temperaturas y aislamiento eléctrico, y es casi insoluble en todos los disolventes. Se utiliza con frecuencia en la fabricación de sellos, cojinetes, tuberías, válvulas, etc., como el recubrimiento de sartenes antiadherentes y el revestimiento de tuberías químicas.
4. Elastómeros termoplásticos:
Poliuretano termoplástico (TPU): Posee buena elasticidad, resistencia al desgaste, resistencia al aceite y resistencia a la intemperie, y puede utilizarse en un rango de temperatura de -40°C a 120°C. Se utiliza ampliamente en diversos campos, incluyendo materiales para calzado, tuberías, películas y piezas automotrices, como las suelas de calzado deportivo y los tubos de combustible automotrices.
Copolímero de bloque estireno-butadieno-estireno (SBS): Posee buena elasticidad y procesabilidad, y puede mezclarse y modificarse con diversos plásticos. Se utiliza a menudo en la fabricación de productos de caucho, adhesivos, materiales impermeables, etc.
Vulcanizado termoplástico (TPV): Es un elastómero termoplástico vulcanizado dinámicamente con excelente elasticidad, resistencia al desgaste, resistencia al envejecimiento y resistencia al aceite, y es reciclable. Se utiliza a menudo en diversos campos, incluyendo piezas automotrices, sellos de construcción, cables y alambres.
II. Principios de selección de materiales para moldeo por inyección:
1. Requisitos de rendimiento del producto:
(1) Propiedades mecánicas:
Resistencia: Según el escenario de uso del producto y las condiciones de tensión, se deben elegir materiales con suficiente resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, resistencia a la compresión, etc. Por ejemplo, para piezas estructurales que soportan grandes fuerzas externas, como piezas automotrices y piezas mecánicas, es necesario seleccionar materiales de alta resistencia como el nylon (PA) y el policarbonato (PC); mientras que para algunas necesidades diarias con bajos requisitos de resistencia, como envases de plástico, materiales comunes como el polietileno (PE) y el polipropileno (PP) pueden satisfacer las necesidades.
Tenacidad: Si el producto puede estar sometido a fuerzas externas como impactos y colisiones durante su uso, la tenacidad del material es esencial. Los materiales con buena tenacidad pueden absorber energía y reducir la rotura y el daño del producto. Por ejemplo, el material de copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) tiene buena tenacidad y se utiliza a menudo en la fabricación de productos como carcasas eléctricas y juguetes.
Dureza: Para algunos productos que requieren resistencia al desgaste y a los arañazos, como engranajes y guías, la dureza del material es un factor clave. El polioximetileno (POM) tiene una alta dureza y buena resistencia al desgaste, y se utiliza a menudo para fabricar estas piezas.
(2) Propiedades térmicas:
Resistencia al calor: Si el producto se utiliza en un entorno de alta temperatura o necesita someterse a un tratamiento a alta temperatura (como termoformado, soldadura, etc.) durante el proceso de producción, el material debe tener una buena resistencia al calor. Por ejemplo, para piezas alrededor del motor automotriz, es necesario seleccionar materiales que puedan soportar altas temperaturas, como el sulfuro de polifenileno (PPS) y la polieteretercetona (PEEK). En contraste, para productos utilizados en entornos de baja temperatura, como piezas de equipos de refrigeración, es necesario seleccionar materiales con buena resistencia a bajas temperaturas, como el polietileno.
Temperatura de deflexión térmica: La temperatura a la que un material se deforma bajo una carga específica es también un indicador esencial para la selección de materiales. Cuanto mayor sea la temperatura de deflexión térmica, mejor será la estabilidad dimensional del material a altas temperaturas. Para algunos productos con altos requisitos de precisión dimensional, como las carcasas de instrumentos de precisión, es necesario seleccionar materiales con una mayor temperatura de deflexión térmica.
(3) Propiedades eléctricas:
Si el producto se utiliza en los campos eléctrico y electrónico, entonces deben considerarse las propiedades eléctricas, como el aislamiento eléctrico y la conductividad del material. Por ejemplo, para los materiales utilizados en la fabricación de la capa aislante de cables y alambres, se requiere un aislamiento eléctrico extremadamente alto. Los materiales comúnmente utilizados incluyen el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno y otros materiales similares. Para piezas que requieren conductividad eléctrica, como los enchufes de toma de tierra para equipos electrónicos, se seleccionan materiales con buena conductividad, como los plásticos reforzados con fibra de carbono.
(4) Resistencia a la corrosión química:
1. Si el producto entrará en contacto con diversas sustancias químicas como ácidos, álcalis, disolventes orgánicos, etc., entonces el material debe tener una buena resistencia a la corrosión química. Por ejemplo, para productos como tuberías y válvulas utilizadas en la industria química, es necesario seleccionar materiales con una fuerte resistencia a la corrosión, como el politetrafluoroetileno (PTFE).
2. Requisitos de apariencia del producto:
Brillo superficial: Algunos productos tienen altos requisitos de brillo superficial, como los envases cosméticos de inyección de alta gama y las carcasas de productos electrónicos. El brillo superficial de un material está relacionado con factores como su estructura molecular y los aditivos. Al elegir, debe considerarse según los requisitos del producto.
Requisitos de alta transparencia:
(1)Poli(metil metacrilato) (PMMA):Comúnmente conocido como plexiglás, posee una transparencia excepcionalmente alta, buenas propiedades ópticas, elevada dureza y un alto brillo superficial. Se utiliza en la fabricación de productos como lentes ópticas, cubiertas transparentes y expositores.
(2)Poliestireno (PS):Es un plástico transparente con alta transmitancia de luz, gran poder colorante y elevada dureza. Sin embargo, el producto es frágil y propenso a la fisuración por estrés interno. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de vajillas desechables, envases, juguetes, etc.
(3) PET:Este material, es decir, el tereftalato de polietileno, es un poliéster termoplástico que pertenece a los materiales reciclables. La contaminación ambiental puede reducirse mediante su reciclaje y reutilización. Chengbang, la empresa subsidiaria de nuestro Grupo Shibang, utiliza este material para la exportación a Europa y América. Debido a su protección ambiental, transparencia y otras características, es muy apreciado y ampliamente utilizado en la industria del embalaje de cosméticos.
Requisitos de colores específicos o igualación de color:
(1)ABS:Se pueden ajustar diversos colores mediante la adición de pigmentos, y presenta una buena estabilidad cromática, no siendo fácil que se decolore. Es adecuado para productos con altos requisitos de color, como carcasas de electrodomésticos y juguetes.
(2) Polipropileno (PP):También se puede teñir, pero la viveza y la estabilidad del color son relativamente bajas. No obstante, su costo es reducido y puede emplearse para productos con requisitos de color no particularmente exigentes.
3. Procesabilidad:
Fluidez: La fluidez del material afecta directamente el efecto de llenado y la calidad de moldeo del proceso de inyección. Los materiales con buena fluidez pueden llenar la cavidad del molde con mayor facilidad y reducir la aparición de defectos de moldeo por inyección. Por ejemplo, el polipropileno (PP) posee una buena fluidez y se utiliza frecuentemente para fabricar productos con formas complejas y paredes delgadas. En contraste, la fluidez del policarbonato es relativamente baja, y se requieren mayores presiones y temperaturas durante el moldeo por inyección.
Tasa de contracción: Los materiales se contraerán después del moldeo por inyección. El tamaño de la tasa de contracción afecta directamente la precisión dimensional del producto. Al elegir un material, es necesario seleccionar uno con una tasa de contracción adecuada según los requisitos de precisión dimensional del producto. En general, los plásticos cristalinos tienen una tasa de contracción significativa, como el polietileno y el polipropileno; mientras que los plásticos amorfos tienen una tasa de contracción pequeña, como el ABS y el PC.
**Propiedad de secado:** Algunos materiales necesitan ser secados antes del moldeo por inyección para eliminar la humedad y los volátiles; de lo contrario, afectará la calidad del producto. Al elegir un material, es necesario considerar las condiciones y el tiempo de secado del material, así como factores como el costo del equipo de secado.
**Ciclo de moldeo:** El ciclo de moldeo se refiere al tiempo necesario para moldear un producto. Afecta directamente la eficiencia y el costo de producción. Elegir un material con un ciclo de moldeo corto puede mejorar la eficiencia de producción y reducir los costos de producción. Por ejemplo, algunos materiales de elastómero termoplástico (TPE) tienen un ciclo de moldeo corto y son adecuados para productos con grandes lotes de producción.
**4. Factores de costo:**
**Precio del material:** Los precios de los diferentes materiales de moldeo por inyección varían mucho. Al elegir un material, es necesario seleccionar uno con un precio adecuado según el presupuesto del producto y su posicionamiento en el mercado. En general, los precios de los plásticos generales son bajos, como el polietileno y el polipropileno; mientras que los precios de los plásticos de ingeniería y los plásticos especiales son altos, como el policarbonato y la polieteretercetona.
Costo de procesamiento: El costo de procesamiento de los materiales incluye el consumo energético de los equipos de moldeo por inyección, el desgaste de los moldes, los costos laborales, entre otros. Algunos materiales pueden requerir una mayor presión y temperatura de moldeo por inyección, o estructuras de molde especiales, lo que aumentará los costos de procesamiento. Al elegir un material, es necesario considerar de manera integral el precio y el costo de procesamiento del material para seleccionar aquel con el costo total más bajo.
Costo del molde: Diferentes materiales tienen diferentes requisitos para los moldes. Algunos materiales pueden requerir el uso de aceros especiales para moldes o procesos de tratamiento superficial para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión del molde. Esto aumentará el costo del molde. Al elegir un material, es necesario considerar el impacto del costo del molde en el precio total.
5. Sostenibilidad:
Respeto al medio ambiente: A medida que mejora la conciencia ambiental, más empresas y consumidores prestan atención al rendimiento ambiental de los productos. Al seleccionar materiales de moldeo por inyección, es esencial optar por opciones respetuosas con el medio ambiente, como plásticos degradables y reciclados, para minimizar el impacto ambiental.
Renovabilidad: Algunos materiales se fabrican a partir de recursos renovables, como los plásticos de origen biológico. Estos materiales son de origen renovable y sostenibles, lo que se alinea con las tendencias de desarrollo futuras. Al elegir materiales, se pueden considerar los materiales renovables para mejorar el rendimiento ambiental y la sostenibilidad de los productos.
6. Otros factores:
Vida útil del producto: Si el producto necesita ser utilizado durante un largo período, se deben seleccionar materiales con buena durabilidad y estabilidad para asegurar que el rendimiento y la calidad del producto no disminuyan durante su vida útil.
Seguridad del producto: Para algunos productos que están en contacto directo con el cuerpo humano, como los envases de alimentos y los dispositivos médicos, la seguridad de los materiales es crucial. Es necesario seleccionar materiales que cumplan con las normas y regulaciones de seguridad pertinentes, como los plásticos de grado alimentario y los plásticos de grado médico.
Estabilidad del suministro de materiales: Al elegir un material, es necesario considerar la estabilidad y fiabilidad de su suministro para asegurar la continuidad de la producción. La selección de materiales con un amplio canal de suministro y un abastecimiento estable puede ayudar a prevenir interrupciones en la producción debido a la escasez de materiales.
Si aún tiene preguntas sobre la selección de materiales después de leer el contenido anterior, puede contactarnos. Nuestra fábrica de moldes de inyección Shibang tiene más de 20 años de experiencia. Contamos con un equipo de ingeniería profesional que formula soluciones de moldeo por inyección adaptadas a su proyecto.
Worldbound Group tiene como núcleo la fabricación inteligente y de precisión, siendo un grupo empresarial de fabricación inteligente que integra diseño, apertura de moldes, moldeo por inyección, electrónica, ensamblaje y servicio. Bajo Worldbound Group, existen ocho fábricas de fabricación ubicadas en Dongguan, Guangzhou, Shenzhen y Vietnam; dos centros de I+D están distribuidos en Shanghái y Hong Kong. Cuenta con un taller de fabricación de moldes de precisión, un taller de producción de moldeo por inyección y un taller de tratamiento de superficies libre de polvo. Dispone de cientos de equipos de fabricación avanzados como CNC, talleres de electroerosión por espejo, diversas líneas de producción de moldeo por inyección de gran y mediano tamaño, líneas de producción de fundición a presión y moldeo por soplado de precisión, líneas de recubrimiento por pulverización catódica de aluminio al vacío respetuosas con el medio ambiente, líneas de pulverización totalmente automáticas, líneas de unión, montaje SMT y líneas de unión inteligente de chips COB. Los productos principales son moldes, juguetes, accesorios eléctricos, accesorios para dispositivos médicos, accesorios para electrodomésticos, productos electrónicos, pequeños electrodomésticos y artículos para mascotas. Ofrece a marcas de alta gama un conjunto completo de soluciones que integran diseño de producto, fabricación de moldes de precisión, moldeo por inyección, ensamblaje y servicio posventa.
