Cómo funciona el moldeo por coinyección

Los ingenieros suelen requerir diferentes propiedades de los materiales en diferentes regiones de una pieza, y pueden lograr este objetivo de diversas maneras.

A menudo, las piezas se diseñan como componentes separados que se ensamblan mediante pegamento o fijaciones. Un componente del conjunto puede estar hecho de un material blando y flexible, mientras que otro puede ser de un termoplástico rígido. En el ámbito del moldeo por inyección , otra técnica útil es el sobremoldeo, en el que una capa de material se moldea sobre otra, dando como resultado una pieza moldeada de dos partes con dos materiales o colores diferentes.

Un método diferente para el moldeo con dos materiales es el moldeo por coinyección , que consiste en inyectar dos materiales en la cavidad de un molde. Un material forma la capa exterior de la pieza moldeada, mientras que el otro forma el núcleo interno. A diferencia del moldeo por inyección doble o el sobremoldeo, el moldeo por coinyección solo requiere una única cavidad de molde.

Este artículo repasa los aspectos básicos del moldeo por coinyección, analizando cómo funciona el proceso, sus principales ventajas y desafíos, y algunas aplicaciones comunes.

¿Qué es el moldeo por coinyección?

El moldeo por coinyección (a veces llamado moldeo sándwich ) es una forma de moldeo por inyección en la que se utilizan dos unidades de inyección para inyectar dos materiales diferentes en un mismo molde. Cuando se utiliza una combinación adecuada de materiales, uno forma la capa exterior de la pieza moldeada, mientras que el otro forma el núcleo interno . Fabricar piezas con dos materiales distintos en el mismo molde abre un abanico de posibilidades, manteniendo los tiempos de ciclo relativamente cortos.

El proceso de moldeo por coinyección requiere una máquina de moldeo por inyección multimaterial o una unidad de inyección suplementaria para el segundo material. Los mejores resultados se suelen obtener con un sistema de canal caliente , en el que la dosificación precisa y el control de la temperatura permiten inyectar los dos materiales en la cavidad del molde de forma secuencial. Sin embargo, también se puede utilizar un sistema de canal frío con un colector.

El proceso básico de coinyección es el siguiente:

• La primera unidad de inyección introduce el material de la piel en el molde; el material se enfría y endurece al llegar a las paredes del molde.
• La segunda unidad de inyección inyecta el material del núcleo en el molde, lo que empuja el material de la capa exterior hacia las paredes del molde; debido a que los materiales son inmiscibles, no se mezclan, sino que forman capas distintas.
• La primera unidad de inyección inyecta más material de revestimiento en el molde (opcional), empujando el material del núcleo hacia adentro y sellando el área de entrada con material de revestimiento, creando un moldeo tipo sándwich.

El moldeo por coinyección es muy diferente al moldeo por inyección de dos componentes o al sobremoldeo . Si bien también utiliza dos polímeros distintos, solo requiere una única cavidad de molde. Ni el molde ni la pieza moldeada tienen que moverse entre inyecciones. Sin embargo, a diferencia del moldeo por inyección de dos componentes o del sobremoldeo, el moldeo por coinyección no permite colocar el material en ubicaciones específicas seleccionadas por el usuario; la capa superficial debe cubrir toda la superficie exterior de la pieza.

Ventajas de la coinyección

Los ingenieros pueden preferir el moldeo por coinyección por muchas razones. Por ejemplo, usar diferentes materiales para el interior y el exterior de una pieza moldeada puede ofrecer importantes ventajas estéticas, funcionales y económicas.

Rendimiento de la pieza

Una de las ventajas más significativas del moldeo por coinyección es la amplia gama de posibilidades de ingeniería que pueden conducir a un mejor rendimiento de las piezas. Existen infinidad de razones por las que un ingeniero podría querer combinar dos conjuntos diferentes de propiedades de materiales en una sola pieza moldeada.

Algunos ejemplos de coinyección que mejoran el rendimiento incluyen piezas con núcleo de espuma (que reducen el peso, crean flotabilidad o proporcionan aislamiento acústico) y piezas con núcleo reforzado con fibra de vidrio (que aumentan la resistencia y la rigidez de la pieza).

Apariencia

La coinyección abre un abanico de posibilidades estéticas, ya que la capa exterior puede fabricarse con un material cosméticamente atractivo, mientras que el núcleo cumple una función puramente práctica. Además, permite obtener efectos únicos, como la gradación de color, que puede resultar útil, por ejemplo, en la producción de envases de alimentos llamativos.

Costo

En muchos casos, las piezas se pueden fabricar con un material de revestimiento de alta calidad y un núcleo de bajo costo para reducir significativamente el costo unitario. Si bien los costos de configuración para la coinyección pueden ser elevados, estos ahorros en el costo unitario pueden ser considerables durante la producción en grandes volúmenes.

Tiempo del ciclo

El moldeo por coinyección de dos materiales suele ser más rápido que el sobremoldeo o el ensamblaje de dos componentes separados. Por lo tanto, aunque el proceso de coinyección consta de tres fases de inyección, ofrece una excelente eficiencia de producción para piezas multimateriales.

Limitaciones de la coinyección

El moldeo por coinyección no es adecuado para todos los proyectos de moldeo multimaterial. Sus principales desventajas incluyen:

• La necesidad de un sistema de inyección múltiple, que puede ser costoso y que requiere un nivel de experiencia bastante alto para su funcionamiento.
• No todos los polímeros son adecuados para la coinyección ni son compatibles entre sí; el material del núcleo normalmente necesita ser más viscoso que el material de la capa externa.
• No permite la colocación selectiva de regiones de material como en el moldeo de dos componentes o el sobremoldeo.

Ejemplos de moldeo por coinyección

En el moldeo por coinyección se pueden utilizar diversas combinaciones de núcleo y revestimiento, según la pieza y las características deseadas. En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos y aplicaciones de moldeo por coinyección.

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