En este artículo examinaremos qué moldeo por compresión Es decir, las características importantes de los moldes utilizados, los tipos de materiales compatibles y la Pros y contras del proceso. También examinaremos los múltiples usos del moldeo por compresión y su comparación con otros procesos de moldeo. Continúe leyendo para explorar uno de los procesos de moldeo más antiguos en uso.
¿Qué es el moldeo por compresión?
Moldeo por compresión Es un proceso de producción que utiliza un molde calentado de dos lados, superior e inferior, para comprimir un material moldeable en una forma determinada por el molde. Ambos calor y presión Son aspectos importantes del proceso de moldeo por compresión.
El calor ayuda a que el material utilizado para el moldeo por compresión se funda o cure, según el tipo de material utilizado. La presión obliga al material ablandado a... fluya uniformemente hacia las cavidades del molde.
Como sugiere su nombre, fuerzas de compresión son clave para este método de moldeo. El tonelaje de las prensas utilizadas puede alcanzar hasta 2500 toneladas. El moldeo por compresión es un excelente método de fabricación para la producción de grandes volúmenes.
El proceso de moldeo por compresión
El proceso de moldeo por compresión presenta algunas variaciones según el tipo de material con el que se trabaje. Sin embargo, el proceso principal se puede dividir en: Seis pasos básicos.
Paso 1: Preparación de la máquina para moldear
Hay Diferentes tipos de equipos de moldeo por compresiónPero cada uno deberá prepararse de alguna manera antes de que comience un ciclo de producción. Esto puede incluir acciones como:
- limpieza del molde
- Rociar un agente de liberación
- Encender el fuego y precalentar el molde.
- Colocación de insertos, etc.
Estas acciones son esenciales y omitir un paso podría provocar que una pieza sea defectuosa o dañada.
Paso 2: Medir y cargar el material de alimentación
La cantidad de material plástico El material utilizado en el moldeo por compresión debe medirse con precisión. Esto ayuda a garantizar la consistencia entre los productos. Un exceso de material en el molde puede causar varios problemas, entre ellos:
- Cantidades excesivas de flash que deben eliminarse
- Desafíos de desmoldeo
- moldes dañados
- Precisión de baja dimensión
Por otro lado, muy poco material puede dar como resultado una pieza que... carece de la densidad adecuada, tiene una calidad de superficie deficiente o incluso le faltan secciones de material.
Una vez medida la cantidad correcta de material, se coloca en la cavidad del molde. El material de moldeo puede precalentarse antes de colocarlo en el molde. Esto puede ayudar a... reducir el tiempo del ciclo.
Paso 3: Cerrar el molde/comprimir el material
Una vez colocado el material se cierra el molde para aplicar la compresión que Fuerza el material a entrar en cada parte de la cavidad del molde. También se puede aplicar calor al molde en esta etapa para ablandar el material o ayudar en el curado de materiales termoendurecibles.
El cierre del molde se realiza a una velocidad predeterminada para tiempos de ciclo más rápidos. La velocidad tampoco puede ser demasiado alta ya que el material puede desplazarse desde el interior de la cavidad del molde.
Paso 4: curado o enfriamiento
Una vez cerrado el molde, el material se mantiene en su lugar durante un tiempo determinado, normalmente de 1 a 5 minutos. En el caso de un plástico termoestable, el material se someterá a curado durante este período. El curado es el proceso mediante el cual se produce la reticulación del polímero, lo que da como resultado una pieza sólida con propiedades específicas.
En el caso de los termoplásticos, la pieza formada dentro del molde se enfría durante este período hasta que esté lo suficientemente dura para ser eliminado sin sufrir daños.
Paso 5: Desmoldeo
Durante este paso se abre el molde y se retira la parte sólida del molde. Pasadores de expulsión y otros sistemas mecánicos Puede ayudar con esto. En algunos casos, el desmoldeo puede hacerse a mano.
Algunas partes tienen una proceso de desmoldeo más complicado que otros. Por ejemplo, en el caso de una pieza moldeada con insertos, estos deben retirarse en algún momento durante la etapa de desmoldeo.
Paso 6: Posprocesamiento
Después de desmoldar una pieza, es posible que deba someterse a algunos pasos adicionales antes de que se considere lista. Recortar el exceso de material o rebabas es un procedimiento común en esta etapa. Otras piezas pueden requerir tratamiento térmico. reducir tensiones internas o limpieza.
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Diseño de moldes en moldeo por compresión
El éxito en el moldeo por compresión comienza con Diseñando el molde adecuado para su pieza. La mecánica del moldeo por compresión impone ciertas limitaciones a las características que puede tener una pieza. Es importante tener en cuenta estos límites para garantizar que la pieza diseñada pueda fabricarse.
Elija un nivel de complejidad alcanzable
Las máquinas de moldeo por compresión se pueden utilizar para moldear piezas con diseños complejos, pero estos hacen que el proceso sea más desafiante.
Un diseño complejo puede añadir varios pasos Al proceso. Estos diseños también pueden dificultar el flujo del material y su alcance a todas las partes del molde. Los pasos adicionales implican ciclos de producción más largos y un mayor coste, mientras que un flujo de material deficiente puede provocar defectos en la pieza.
El diseñador de moldes debe tener la experiencia para idear un diseño que crea piezas complejas sin reducir significativamente la capacidad de fabricación de la pieza final.
Facilite la expulsión de piezas
Al diseñar una pieza, se debe tener en cuenta la facilidad de expulsión de la misma, ya que las piezas que son difíciles de extraer... La expulsión puede enfrentar los siguientes problemas:
- Tiempos de ciclo largos
- Mal acabado superficial
- Rotura durante la expulsión
Dos factores que facilitan la expulsión de piezas son el uso de ángulos de salida en el diseño del molde y evitar socavaduras.
Elija un espesor de pared adecuado
Tanto las paredes gruesas como las delgadas pueden representar un problema para las piezas moldeadas. Las paredes gruesas son propensas a la formación de huecos internos. Esto se debe a que las secciones exteriores de las paredes se enfrían demasiado. más rápido que las secciones internas.
paredes delgadas falta la fuerza Para resistir las fuerzas deformantes inducidas por los cambios de temperatura. Son más propensos a deformarse o distorsionarse de alguna manera a medida que una pieza se enfría.
Estos desafíos significan que el diseño del molde debe elegir un espesor de pared óptimo en función de necesidades estructurales de la pieza y el flujo del material. Las nervaduras se utilizan a menudo para lograr piezas resistentes sin secciones de pared gruesas.
Considere el material
Diferentes materiales comportarse de manera diferente Durante el proceso de moldeo por compresión, algunos materiales no fluyen con la misma facilidad que otros. Otros se calientan o enfrían a un ritmo mayor o menor. Algunos materiales también pueden expandirse o contraerse durante ciertas etapas del proceso.
El diseño del molde debe tener en cuenta estos hechos para evitar fabricar piezas defectuosas o con dimensiones incorrectas
Diseño para durar
El moldeo por compresión se clasifica como un método de fabricación de gran volumen. Esto significa que el molde utilizado debe durar mucho tiempo y usarse para muchas piezas.
Para garantizar que esto sea así, el molde debe diseñarse de manera que minimiza los efectos dañinos de altas temperaturas y presiones.
Las partes del molde que pueden dañarse más fácilmente deben diseñarse para que sean Fácil de reparar. Esto reducirá el tiempo de inactividad en caso de que sea necesario reemplazar o reparar estas piezas.
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Materiales para moldeo por compresión
El moldeo por compresión es uno de los pocos procesos de fabricación que puede funcionar con ambos. termoestables y termoplásticosEsto amplía enormemente la gama de productos que se pueden fabricar mediante este proceso. Algunos materiales comunes que se utilizan actualmente incluyen silicona, epoxi y HDPE.
Silicona
Silicona es un sorprendente material elastomérico que está reemplazando caucho natural en muchas aplicaciones. Tiene mejor resistencia a la temperatura y funciona muy bien como aislante. Además, es más duradero que el caucho y se puede usar en ambos... aplicaciones médicas y de calidad alimentaria.
La silicona es ideal para el moldeo por compresión porque fluye fácilmente, lo que le permite rellenar bien las formas del molde. Silicona se utiliza comúnmente para producir juntas, sellosy partes de Equipo medico.
PU
PU, también conocido como poliuretano, se utiliza para fabricar piezas de alto impacto. Resistencia, resistencia a la abrasión y tenacidad. Dependiendo de la formulación, una pieza de PU puede tener muchas cualidades físicas diferentes.
Este termoendurecible fluye fácilmente y, mediante moldeo por compresión, se puede utilizar para fabricar ruedas, sellos, rodillos, etc.
HDPE
Polietileno de alta densidad es un termoplástico que Se derrite fácilmente y fluye bien. En estado fundido. Se puede utilizar para el moldeo por compresión de piezas bastante complejas. Este material presenta muy buena estabilidad dimensional y resistencia al impacto.
El moldeo por compresión se utiliza para la fabricación de piezas de HDPE para aplicaciones industriales y automotrices.
Epoxy
Las piezas de epoxi curadas son muy resistentes y duraderas. Se pueden utilizar para Aislamiento eléctrico e incluso aeroespacial. Componentes. Sin curar, la resina fluye con facilidad y llena bien las cavidades del molde.
Las piezas de epoxi pueden soportar altas temperaturas y tener una excelente estabilidad dimensional.
PTFE
Politetrafluoroetileno Presenta excelentes propiedades antiadherentes y también es muy resistente a los productos químicos. El PTFE es un buen material para el moldeo por compresión porque fluye fácilmenteSe pueden moldear cojinetes, juntas y piezas para aislamiento eléctrico utilizando PTFE.
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Comparación con otros procesos de moldeo
Moldeo por compresión y moldeo por inyección. se comparan con frecuencia porque ambos procesos utilizan moldes. Aunque existe un grado significativo de superposición, estos dos métodos de fabricación son significativamente diferentes y generalmente satisfacen diferentes necesidades de fabricación.
Molde abierto versus cerrado
El moldeo por compresión utiliza un diseño de molde abierto. El material se coloca en la cavidad del molde expuesta antes de que la parte superior del molde se cierre encima.
Por otra parte, moldeo por inyección usos un diseño de molde cerradoEl material se inyecta en un molde ya cerrado. Existen conductos para la introducción del material o la ventilación.
Diseño de parte
La naturaleza abierta de los moldes utilizados para el moldeo por compresión lo convierte en un buen proceso para fabricar piezas grandes con geometrías sencillas, por ejemplo, paneles. Piezas como parachoques de coche Se puede hacer fácilmente usando este proceso.
El carácter cerrado de moldeo por inyección Los moldes lo convierten en un proceso excelente para la producción de piezas con diseños más complicados. Los materiales se introducen en el molde a una presión alta que le permite fluir en formas complejas.
Coste de instalación
La configuración de una operación de moldeo por inyección tiende a ser más caro que instalarlo Para el moldeo por compresión. Los costos de las herramientas son bastante altos, ya que deben soportar las altas presiones del proceso de moldeo por inyección y controlar estrictamente los parámetros del proceso.
Las herramientas para el moldeo por compresión no cuestan tanto, y esto las convierte en una mejor opción cuando El volumen de producción es menor.
tiempos de ciclo
Los ciclos de moldeo por compresión pueden durar entre uno y seis minutos. Algunos ciclos de moldeo por inyección, por otro lado, pueden ser... tan sólo dos segundos.
Hay casos en los que los tiempos de producción para el moldeo por inyección Tienen una duración de más de un minuto, pero generalmente es un proceso más rápido y es una excelente opción para la producción en masa.
Esta diferencia en los tiempos de ciclo proviene del hecho de que los procesos de moldeo por inyección suelen estar completamente automatizados, mientras que el moldeo por compresión puede ser manual, con piezas necesitando tiempo para curarse antes de ser expulsado. La carga de materiales y la expulsión de piezas también pueden realizarse manualmente en el moldeo por compresión.
Nivel de precisión
El proceso de moldeo por inyección es un proceso mucho más preciso En comparación con el moldeo por compresión, los moldes utilizados para el moldeo por inyección están fabricados con materiales muy resistentes. Son menos propensos a desarrollar defectos que afecten la forma y las dimensiones de las piezas.
El nivel de precisión es lo suficientemente alto como para que las piezas moldeadas por inyección no necesiten ningún Postprocesamiento.
Opciones de material
Aunque el moldeo por inyección funciona bien con muchos materiales, un caso especial del moldeo por compresión es que puede utilizar compuesto de moldeo a granel o compuesto de moldeo en láminas. Estos materiales contienen fibras cortadas y pueden utilizarse para fabricar piezas compuestas.
El moldeo por inyección no puede utilizar dichos materiales y no es adecuado para fabricar piezas compuestas de materiales compuestos.
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Ventajas e inconvenientes del moldeo por compresión
El moldeo por compresión ha sobrevivido durante más de un siglo. Esto se debe a que tiene ventajas que incluye:
- Menor costo de herramientas: Los equipos asociados con el moldeo por compresión, como las prensas hidráulicas, son más sencillos que los utilizados para el moldeo por inyección. Esto abarata el inicio de una operación de moldeo por compresión.
- Mejor para producción de bajo volumen: El menor costo de las herramientas de moldeo por compresión las hace mejores para volúmenes de producción bajos. Esto se debe a que se necesitan menos productos para alcanzar el punto de equilibrio.
- Ideal para artículos grandes: Los principales factores limitantes en términos de tamaño y peso de las piezas fabricadas mediante moldeo por compresión son el tonelaje y el tamaño de la prensa. Por lo tanto, el moldeo por compresión se utiliza comúnmente para fabricar piezas más grandes en comparación con el moldeo por inyección y otros procesos.
- Las inserciones son posibles: La moldura por inserción es el moldeado de un material sobre otro. Esto es posible con el moldeo por compresión si se utilizan los métodos y herramientas adecuados.
- Partes fuertes: El moldeo por compresión produce piezas densas que son bastante robustas, gracias a las grandes fuerzas de compresión que utiliza.
- Compatibilidad de materiales: El moldeo por compresión es compatible con muchos tipos diferentes de materiales, incluidos los compuestos impregnados de fibra.
Este método de fabricación no siempre es adecuado para algunos productos. desventajas Los métodos de moldeo por compresión incluyen:
- Complejidad de la pieza: El nivel de complejidad que se puede lograr mediante el moldeo por compresión no es pobre, pero no puede competir con el moldeo por inyección y algunos otros procesos.
- Tiempos de producción: Los tiempos de producción del moldeo por compresión son más largos que los del moldeo por inyección.
- Postprocesamiento: Sin las medidas adecuadas, la rebaba puede ser un problema importante en el moldeo por compresión. Este exceso de material debe recortarse, y este paso adicional puede resultar costoso.
Las aplicaciones del moldeo por compresión
El moldeo por compresión se puede utilizar para fabricar una amplia gama de piezas a partir de polímeros termoplásticos y termoestables. Algunos ejemplos de estos son:
- Partes eléctricas: Se pueden fabricar enchufes, placas frontales, interruptores y otros componentes eléctricos mediante moldeo por compresión.
- Dispositivos electrónicos: Utilizando esta técnica se pueden fabricar partes de teclados, mandos de juegos, etc.
- Piezas de automóviles: Se pueden fabricar paneles grandes y otras partes de vehículos mediante moldeo por compresión.
- Partes de dispositivos médicos: Las máscaras respiratorias y otros dispositivos médicos se fabrican mediante moldeo por compresión.
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Conclusión
El moldeo por compresión no tiene la sofisticación del moldeo por inyección, pero sigue siendo el mismo. mejor método para fabricar determinados tipos de productos.
Este proceso de fabricación es sencillo, y los materiales incluso se cargan manualmente en el molde. A pesar de su simplicidad, produce productos con un acabado muy... Alta resistencia y buen acabado superficial., e incluso puede gestionar algunas geometrías complejas.
El moldeo por compresión ahora funciona con muchos materiales termoendurecibles y termoplásticos, y sus productos se utilizan en muchas industrias.
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El moldeo por compresión es un proceso de fabricación versátil que puede utilizar para fabricar productos que incluyen juntas tóricas, teclados, patas de goma y más. Es una excelente opción si necesita un producto de volumen bajo a medio.
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