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Las líneas de soldadura son un defecto común en las piezas de plástico moldeadas, que afecta no sólo a la calidad estética del producto sino que también repercute significativamente en sus propiedades mecánicas, especialmente en materiales como los polímeros reforzados con fibra y de mezcla multifásica.

Este artículo proporciona amplios conocimientos sobre las líneas de soldadura. Si está interesado en otras defectos de moldeo por inyecciónpuede hacer clic en el siguiente enlace para obtener más información.

?Qué son las líneas de soldadura de moldeo por inyección?

En el dise?o inicial de los productos de plástico, aparecen características inevitables como orificios, insertos, salientes y cambios de grosor. Además, en los dise?os de moldes posteriores pueden utilizarse dise?os de varias compuertas, lo que hace que la masa fundida de plástico en el molde fluya desde más de dos direcciones. Cuando dos corrientes de masa fundida se encuentran, forman una línea de soldadura, que aparece como una marca lineal en la superficie de la pieza moldeada.

Las líneas de soldadura suelen ser de dos tipos: líneas de fusión y líneas de punto.

Mecanismo de formación de líneas de soldadura en piezas de plástico

Patrones de flujo del plástico fundido en la cavidad

Antes de hablar de las líneas de soldadura, analicemos brevemente el patrón de flujo de fuente: la masa fundida de plástico sigue el principio de flujo de fuente en la cavidad, con el flujo más rápido en el centro y más lento en los lados, asemejándose a una fuente. Debido al efecto del flujo de fuente, la masa fundida de plástico que entra primero en la cavidad se solidifica cerca de la compuerta, con la capa del núcleo fundido de la masa fundida sobresaliendo de las capas solidificadas a ambos lados.

La formación del flujo de la fuente: A medida que la masa fundida entra en la cavidad, se enfría y se solidifica al entrar en contacto con las paredes más frías del molde, formando una fina capa superficial. La capa del núcleo, aislada por la capa superficial, permanece a una temperatura más alta y sigue fluyendo aguas abajo de la pieza.

Generación de defectos en la línea de soldadura

El mecanismo de formación de la línea de soldadura está relacionado con el flujo de fuente de la masa fundida plástica. Cuando dos corrientes de masa fundida se encuentran, primero entran en contacto en el centro de la sección. Luego se extienden hacia los lados y finalmente llenan la posición para formar una ranura en forma de V. Si el aire de la ranura en V es difícil de purgar o la temperatura de las dos corrientes de fusión es demasiado baja, se formará una línea de soldadura apreciable en el lugar de la ranura en V.

Soluciones para líneas de soldadura

1. De los procesos de moldeo por inyección:

2. Del dise?o del molde

Sistema de compuertas: Optimice eficazmente las líneas de soldadura abordando corredores fríos o corredores calientes, y optimización de puertas:

1). Corredores fríos:

Utilice canales circulares o trapezoidales para minimizar la pérdida de presión.

Asegúrese de que los pozos de las babosas frías tengan la longitud adecuada y que las transiciones estén bien conectadas.

Maximice el área de la sección transversal manteniendo la longitud al mínimo.

2). Corredores calientes:

Utilice válvulas de secuencia de canal caliente para la compuerta secuencial, que puede ocultar eficazmente las líneas de soldadura. Por ejemplo, como se muestra en la imagen inferior, la válvula de clavija 2, como compuerta principal, se abre primero. Después de que el frente de fusión pase por 1 y 3, las válvulas de pin 1 y 3 se abren, evitando la formación de líneas de soldadura entre las compuertas. En el caso de líneas de soldadura inevitables, las válvulas secuenciales pueden a veces desplazar con éxito la línea de soldadura a una superficie no visible. Esta técnica se utiliza mucho en las industrias de electrodomésticos y del automóvil, en las que en la parte posterior de una pieza se utilizan dos válvulas secuenciales de canal caliente que se abren simultáneamente, lo que provoca la formación de una línea de soldadura entre dos compuertas.

3). Puertas:

Evite utilizar compuertas de punta, compuertas secundarias y compuertas de bocina, que tienen pérdidas de presión elevadas, en situaciones no esenciales. Utilice compuertas con bajas pérdidas de presión, como las compuertas laterales y las compuertas de abanico, y dise?e la anchura y el grosor de la compuerta lo más grande posible en condiciones de dise?o razonables.

4). Disponga adecuadamente el número de compuertas:

Para piezas grandes con varias compuertas, si las líneas de soldadura son inevitables, aumente el número de compuertas para reducir la longitud de flujo de la masa fundida, aumentando así la temperatura del frente de fusión; para piezas peque?as, reduzca el número de compuertas para minimizar el número de flujos de masa fundida.

5). Procesos límite:

Para las líneas de soldadura inevitables que no cumplan los requisitos de aspecto, intente abrir las ranuras de escape en el extremo de llenado o, sin provocar rebabas, profundice y ensanche las ranuras de escape.

Si el aumento de las ranuras de escape no mejora totalmente la situación, considere la posibilidad de reducir el hierro en el molde para abrir los pozos de rebose.

6). Disponga correctamente los canales de refrigeración:

La distancia razonable entre los canales de refrigeración y las líneas de soldadura suele ser aproximadamente 1,5 veces el diámetro del canal de refrigeración. Si el tama?o y la deformación son consideraciones a tener en cuenta, pueden colocarse piezas de inserción con canales de agua de alta temperatura separados en los lugares de las líneas de soldadura, con otras zonas conectadas a agua de temperatura normal, mejorando eficazmente las líneas de soldadura. Las disposiciones de canales de agua separados incluyen: abrir canales de inserción si el espacio lo permite, o abrir pozos de agua o torres de agua si el espacio es insuficiente.

7). Moldes de calentamiento y enfriamiento rápidos:

Conecte dos juegos de canales de agua al núcleo del molde, uno para vapor de alta temperatura y alta presión. Antes de la inyección, utilice brevemente vapor de alta presión a alta temperatura para elevar la temperatura del núcleo del molde por encima de la Tg del material utilizado. Para enfriar y fraguar, conecte otro conjunto de canales de agua al agua fría para enfriar y fraguar el molde en poco tiempo. Este tipo de molde puede eliminar eficazmente las líneas de soldadura, pero requiere altos estándares para los moldes y el equipo de enfriamiento. El principio de funcionamiento se muestra en la figura 9.

3. De la estructura del producto

1. Minimice las características de los agujeros.
2. Maximice el grosor de las paredes para reducir la resistencia al llenado y el grosor desigual de las paredes.
3. Si las líneas de soldadura en las posiciones de los montantes se agrietan, considere la posibilidad de engrosar los montantes.
4. A?ada nervios de refuerzo en los puntos de las líneas de soldadura para que los flujos de fusión posteriores presionen las líneas de soldadura contra los nervios.
5. Tenga en cuenta la resistencia de la línea de soldadura en el dise?o del producto para evitar líneas de soldadura en zonas donde se requiere resistencia.
6. Ajuste las posiciones de las plaquitas para cambiar las ubicaciones de las líneas de soldadura.
7. Sin embargo, a veces el grosor desigual de las paredes puede debilitar hábilmente las líneas de soldadura, como se muestra en la figura siguiente.
8. En las cavidades de los moldes, cuando el flujo de material fundido encuentra nervaduras paralelas a la dirección del flujo, suelen dibujarse líneas de soldadura, que los clientes suelen denominar marcas de flujo. El ejemplo de la figura siguiente lo demuestra.

4. De Material

Cuando se cambia de proyecto o cuando las estructuras del molde y del producto no pueden modificarse, los clientes suelen pedir a los proveedores que optimicen las propiedades de los materiales para mejorar las líneas de soldadura.

1. Aumentar la fluidez es la primera opción.
2. Reduzca la proporción de polvo o aditivos en el material.
3. Para las piezas con orificios, evite utilizar materiales sin pintura.
4. Para materiales con poca resistencia al calor, a?ada más estabilizadores térmicos a la fórmula para permitir el moldeo por inyección a alta temperatura.

Resolución de líneas de soldadura Estudio de caso

Al moldear la cubierta superior de un electrodoméstico, las líneas de soldadura se volvieron negras. El material utilizado era PC y ABS con una compuerta de punta de molde de tres placas. Debido al uso de materiales de efecto nacarado, el color nacarado afectaba al aspecto, por lo que incluso con el ángulo de convergencia máximo, la mejora era limitada, y había poco margen de mejora en el proceso de moldeo.

Análisis del problema:

A partir del estado de disparo corto, incluso con un ángulo de convergencia grande (algunos incluso cercanos a los 180°), seguían apareciendo líneas de soldadura evidentes, y las líneas de soldadura se ennegrecían, lo que contradice la teoría del ángulo de convergencia mencionada anteriormente. La razón es que el material utilizado contenía pigmentos nacarados, que se orientaron y precipitaron en el punto de convergencia, provocando un efecto de oscurecimiento. Incluso con un ángulo de convergencia mayor, no pudimos mejorar el estado de precipitación del polvo nacarado en la línea de soldadura.

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En este caso, al desplazar la posición de la compuerta y abrir canales de flujo en la parte posterior, la línea de soldadura se desplazó a una superficie no visible.

Cuando utilice materiales de efecto nacarado, tenga en cuenta lo siguiente para mitigar las líneas de soldadura y las líneas de punto:

1. Dise?e la forma de la forma más suave posible, evitando las partes afiladas y las transiciones bruscas.
2. Utilice compuertas de abanico y válvulas de clavija para evitar eficazmente líneas de soldadura excesivas.
3. Asegúrese de que los pozos de bateo en frío son lo suficientemente grandes, minimice el número de compuertas y acorte el proceso.
4. Utilice temperaturas más altas del molde y del material durante el proceso de moldeo.
5. Cuando inyecte en secciones, asegúrese de que la velocidad de flujo de la masa fundida es uniforme en las distintas partes.
6. En el dise?o estructural del producto, los orificios son circulares y están dispuestos a lo largo de la dirección del flujo.
7. Dise?e ranuras artísticas alrededor de los orificios y, durante el dise?o, procure que las líneas de soldadura aparezcan en superficies no visibles.

En conclusión

Las líneas de soldadura son inherentes al moldeo por inyección de plástico. Debido a los requisitos del producto, a menudo es difícil eliminarlas. Sin embargo, con los esfuerzos combinados de los dise?adores de productos, los técnicos de moldes y los operarios de moldeo por inyección, sin duda se puede lograr el éxito.