Entre los muchos termoplásticos industriales, el PVC (cloruro de polivinilo) se ha ganado el favor de numerosos fabricantes debido a su amplia gama de aplicaciones, excelente rendimiento y bajo costo. costo de moldeo por inyección. Desde tuberías y equipos médicos hasta cables y paneles de paredes de edificios, el PVC está en todas partes.
Para satisfacer la gran demanda del mercado de productos de PVC, los fabricantes buscan continuamente métodos de producción más refinados y eficientes. Uno de esos métodos es el moldeo por inyección de PVC, una técnica que implica controlar con precisión la temperatura y la presión para inyectar material de PVC en moldes, produciendo piezas de diversas formas y tamaños. Este proceso aprovecha al máximo las propiedades no higroscópicas y de resistencia química del PVC, lo que da como resultado productos que no solo exhiben un rendimiento excelente sino que también ofrecen una alta rentabilidad.
Si está considerando aplicar la tecnología de moldeo por inyección de PVC a su próximo proyecto, continúe leyendo para obtener más información sobre el moldeo por inyección de PVC.
¿Qué es el PVC?
El PVC, o cloruro de polivinilo, es un polímero formado por la polimerización de monómeros de cloruro de vinilo (VCM) mediante un mecanismo de polimerización por radicales libres, bajo la acción de iniciadores específicos (como peróxidos y compuestos azo) o condiciones externas (como la luz y el calor). ). Debido a su excelente desempeño y amplia gama de aplicaciones, el PVC se ha convertido en el tercer polímero plástico sintético más producido a nivel mundial.
La comercialización del PVC se inició en el siglo XX, con la primera producción a gran escala realizada por la empresa estadounidense de neumáticos BF Goodrich. El PVC existe en dos formas principales: rígido y flexible. El PVC rígido se puede subdividir en grados no plastificado (PVC-U) y modificado (PVC-M).
El PVC rígido moldeado por inyección se usa ampliamente en la construcción, la industria y otros campos debido a su alta densidad, excelente rigidez, propiedades retardantes de llama y excelente resistencia al impacto. Por ejemplo, en la industria de la construcción, el PVC rígido se utiliza habitualmente para fabricar componentes como puertas, ventanas, tuberías y carcasas de máquinas.
En comparación con el PVC rígido, el PVC flexible moldeado por inyección es conocido por su flexibilidad y personalización. Al agregar diferentes tipos y cantidades de plastificantes, se puede controlar con precisión la suavidad y elasticidad del PVC flexible. Este material encuentra amplias aplicaciones en las industrias médica, automotriz y de jardinería.
Propiedades de los plásticos PVC
El PVC es un polímero en polvo blanco amorfo con una temperatura de transición vítrea que oscila entre 77 y 90 °C y comienza a descomponerse alrededor de los 170 °C, lo que demuestra inestabilidad a la luz y al calor. Cuando se expone a altas temperaturas superiores a 100 °C o a la luz solar prolongada, el PVC se descompone y libera cloruro de hidrógeno, lo que acelera aún más el proceso de descomposición, provocando cambios de color y una rápida disminución de las propiedades físicas y mecánicas.
A pesar de su resistencia a la tracción y resistencia térmica relativamente bajas, la versatilidad del PVC y otras excelentes propiedades lo convierten en una opción ideal para el moldeo por inyección. El PVC exhibe una alta resistencia al impacto, es fácil de moldear y posee una rigidez relativamente baja y buena resistencia química. Estas características hacen del PVC un material económico, reciclable y respetuoso con el medio ambiente.
La siguiente tabla contiene propiedades físicas, mecánicas, eléctricas, de procesamiento, ópticas y térmicas típicas del PVC moldeado por inyección.
| Propiedades físicas | Densidad | 1.16 - 1.65 g / cc |
| Tamaño de partícula | 63.0 - 250 μm | |
| Espesor | 3000 - 12000 micrones | |
| Derretir el flujo | 3.50 – 54.0 g/10 minutos | |
| Propiedades mecánicas | Dureza | 100 – 111 |
| Resistencia a la tracción, Ultimate | 14.3 - 55.2 MPa | |
| Elongación en Break | 2.00 - 330% | |
| Módulo de elasticidad | 1.82 - 7.03 GPa | |
| Módulo de flexión | 0.220 - 6.43 GPa | |
| Propiedades Eléctricas | La resistividad eléctrica | 2.00e+14 – 1.00e+16 ohmios-cm |
| Constante dieléctrica | 2.98 – 8.00 | |
| Propiedades ópticas | Brillo | 5.00 - 60.0% |
| Calina | 4.00 - 8.00% | |
| Propiedades de procesamiento | Temperatura de fusión | 177 - 216 ° C |
| Temperatura de procesamiento | 150 - 221 ° C | |
| Temperatura de la boquilla | 180 - 185 ° C | |
| Propiedades termales | Temperatura de deflexión | 41.1 - 88.9 ° C |
| Temperatura de fragilidad | -28.0 - 15.0 ° C | |
| Punto de reblandecimiento Vicat | 51.0 - 98.9 ° C |
Tabla 1: Propiedades del PVC
¿Se puede moldear el PVC por inyección?
Sí, el PVC se puede moldear por inyección. Como termoplástico, el PVC posee excelentes capacidades de procesamiento. Durante moldeo por inyección, El material de PVC se funde a altas temperaturas y luego se inyecta en moldes para producir los productos plásticos deseados después del enfriamiento. Este método es adecuado para fabricar productos plásticos de diversas formas y tamaños complejos.
En el moldeo por inyección de PVC, normalmente no se requiere secado, con una temperatura de fusión que oscila entre 185 y 205 °C y temperaturas del molde entre 20 y 50 °C. Además, si la temperatura no se controla adecuadamente durante el proceso de calentamiento, el PVC puede degradarse y liberar gases nocivos, lo que hace que el control preciso de la temperatura sea fundamental en el moldeo por inyección de PVC.
El PVC es un material de alta demanda y BOYI posee un amplio conocimiento y experiencia en el moldeo por inyección de PVC. BOYI puede proporcionar soluciones personalizadas de moldeo por inyección de PVC adaptadas a los requisitos del cliente, ayudándolos a completar diversos proyectos de moldeo por inyección de PVC.
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Ventajas del moldeo por inyección de PVC
A continuación se proporciona una buena descripción general de las principales ventajas del moldeo por inyección de PVC.
Económico
El PVC (cloruro de polivinilo) tiene costos de producción relativamente bajos, lo que lo hace más económico en comparación con los plásticos especiales y las mezclas de polímeros. Su uso generalizado ha dado como resultado una cadena de suministro bien desarrollada, lo que lo hace fácilmente accesible con cantidades mínimas de pedido (MOQ) bajas, lo que resulta particularmente ventajoso para las pequeñas y medianas empresas.
Resistencia química
El PVC exhibe una excelente estabilidad química y resiste la corrosión de muchos ácidos, bases, sales, grasas y alcoholes. Si bien tiene poca tolerancia a ácidos fuertes concentrados a temperaturas superiores a 60 °C, el PVC mantiene su rendimiento y apariencia en diversos entornos químicos.
Aislante eléctrico
El PVC tiene una alta rigidez dieléctrica, lo que significa que puede soportar altos voltajes sin ruptura dieléctrica. Combinado con sus propiedades ignífugas e impermeables, el PVC es un material aislante esencial en equipos eléctricos y electrónicos, utilizado en aplicaciones como carcasas de equipos y revestimientos de cables.
Buena procesabilidad
El PVC demuestra excelentes propiedades de flujo y llenado durante el moldeo por inyección, llenando fácilmente cavidades complejas del molde para producir productos complejos y de alta precisión. Su baja tasa de contracción ayuda a mantener la estabilidad dimensional, asegurando una calidad constante del producto.
Respetuoso con el medio ambiente y reciclable
El PVC es reciclable y, con un procesamiento adecuado, puede reutilizarse para fabricar nuevos productos, reduciendo así el impacto ambiental. Sin embargo, es importante manipular y reciclar el PVC con cuidado para mitigar la liberación de sustancias nocivas, lo que requiere medidas medioambientales adecuadas.
Atractivo estético
El PVC se puede modificar con pigmentos y aditivos para cambiar su color y apariencia, haciéndolo adecuado para diversas aplicaciones y requisitos de diseño. Las piezas moldeadas por inyección de PVC tienen superficies lisas y fáciles de limpiar, manteniendo su atractivo estético en el tiempo.
Durabilidad y resistencia
Las piezas moldeadas por inyección de PVC suelen tener una gran durabilidad y resistencia, resistiendo el desgaste diario. Al ajustar la formulación y las condiciones de procesamiento, las propiedades físicas de las piezas moldeadas por inyección de PVC, como la dureza y la tenacidad, se pueden optimizar aún más para satisfacer las necesidades de aplicaciones específicas.
Desventaja del moldeo por inyección de PVC
Aunque el PVC tiene muchas ventajas, también tiene algunos inconvenientes a tener en cuenta.
Poca estabilidad térmica
El PVC se degrada fácilmente a altas temperaturas. Cuando se calienta, los átomos de cloro inestables del PVC comienzan a desprenderse, produciendo sustancias nocivas como el cloruro de hidrógeno (HCl). Para mejorar la estabilidad térmica del PVC, comúnmente se agregan durante el procesamiento estabilizadores térmicos como sales básicas de plomo y jabones metálicos.
Temperatura de distorsión de calor baja
La temperatura de distorsión por calor del PVC es relativamente baja, generalmente entre 55°C y 85°C, dependiendo de su formulación y condiciones de procesamiento. Esto significa que los productos de PVC pueden deformarse fácilmente a altas temperaturas, lo que afecta su rendimiento.
Pérdida de fuerza
El PVC blando experimenta una disminución en las propiedades del material con el tiempo o cuando se expone a condiciones adversas como la luz ultravioleta y las altas temperaturas. Aunque el PVC rígido tiene mejor resistencia a los rayos UV, también puede degradarse cuando se expone a la luz solar durante períodos prolongados.
Altos costos iniciales
El moldeo por inyección de PVC requiere importantes costos iniciales para la fabricación de moldes personalizados. Los costos del molde pueden oscilar entre $1,500 y más de $100,000. Sin embargo, estos costos pueden amortizarse mediante la producción de una gran cantidad de piezas. Si se esperan grandes volúmenes de piezas idénticas, el moldeo por inyección de PVC puede ser un método de producción rentable.
BOYI ofrece moldes de aluminio y acero para su procesamiento. Los moldes de acero tienen una larga vida útil, se pueden reutilizar muchas veces y, en algunos casos, se pueden reparar. Para obtener más información, lea este artículo sobre las diferencias entre moldes de aluminio y acero: Moldes de aluminio versus moldes de acero.
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Aplicaciones del moldeo por inyección de PVC
El PVC (cloruro de polivinilo) es un material ampliamente utilizado con aplicaciones que cubren múltiples industrias.
- Componentes del sello
- Piezas decorativas para asientos
- Panel de Control
- Tapas de botellas de bebidas y alimentos.
- Carretes de alambre (o tambores de alambre)
- tuberías y accesorios de PVC
- Perfiles de ventana de PVC
- tubos medicos
- Carcasa del mando a distancia del televisor
- Tubos de drenaje
Proceso de moldeo por inyección de PVC
El proceso de moldeo por inyección de PVC es un procedimiento preciso y exigente. El PVC, como termoplástico, puede descomponerse y producir sustancias nocivas si se sobrecalienta o se somete a un corte excesivo. Para lograr productos moldeados por inyección de PVC de alta calidad, aquí encontrará una guía completa del proceso de moldeo por inyección de PVC.
Diseño de moldes y puertas
Para optimizar el ciclo de moldeo, el diseño de la puerta debe ser lo más corto posible con una sección transversal circular. Se recomienda utilizar una boquilla cónica con un diámetro de 6 mm y un ángulo interno de 5 grados, equipada con un pozo frío para evitar que entre material mal fundido en la cavidad. El ángulo de salida del molde debe estar entre 0.5° y 1° para garantizar una ventilación adecuada del molde. Los tamaños de ventilación comunes son de 0.03 a 0.05 mm de profundidad y 6 mm de ancho, o un espacio libre de 0.03 a 0.05 mm alrededor de cada pasador expulsor. El molde debe estar hecho de acero inoxidable o cromado duro para mayor durabilidad.
Secado de PVC
El PVC debe secarse antes del moldeo por inyección para eliminar cualquier rastro de humedad. Se recomienda secar a 75-90°C durante 1.5-2.5 horas para minimizar el impacto de la humedad en la calidad del producto.
Relación longitud-diámetro del tornillo (L/D)
La relación L/D es la relación entre la longitud del tornillo y su diámetro exterior o diámetro nominal. Generalmente, una relación L/D de tornillo de 20:1 es óptima, con una relación de compresión entre 1:1.6 y 1:1.2, para lograr un buen flujo de fusión y calidad del producto.
Cojín de tornillo
El cojín de PVC que queda entre la punta del tornillo y el cilindro después de llenar completamente la cavidad del molde debe ajustarse según el modelo de la máquina de moldeo por inyección y los requisitos del producto moldeado por inyección, generalmente dentro del rango de 2 a 3 mm.
Contrapresión
La contrapresión es un parámetro clave en el moldeo por inyección de PVC para controlar la calidad del PVC fundido y prevenir el sobrecalentamiento y la descomposición. Debe controlarse alrededor de 1MPa. Una contrapresión excesiva genera demasiada fuerza de corte, lo que provoca el sobrecalentamiento y la descomposición del PVC. Se debe utilizar un control de contrapresión de múltiples etapas durante la plastificación para minimizar el riesgo de fuerza de corte y descomposición térmica.
Velocidad del tornillo
La velocidad del tornillo debe ajustarse según el diámetro del tornillo y el rendimiento de la máquina de moldeo por inyección. Para tornillos con un diámetro inferior a 60 mm, la velocidad debe ser de 50 a 70 rpm; para tornillos con un diámetro superior a 70 mm, la velocidad debe controlarse entre 20 y 50 rpm.
Temperatura del barril
La temperatura del barril es un factor crítico que afecta el flujo de la masa fundida de PVC y la calidad del producto. Se recomienda configurar las temperaturas para la zona de alimentación, la zona trasera, la zona media y la zona delantera en 30-60°C, 160-180°C, 150-170°C y 140-160°C respectivamente. Estas temperaturas son solo de referencia y deben ajustarse de acuerdo con las condiciones reales de la máquina y los materiales, posiblemente superando el rango recomendado.
Temperatura del molde
La temperatura del molde debe ajustarse según el tamaño, la forma y los requisitos de rendimiento del producto. Se recomienda establecer la temperatura del agua entre 70 y 100 °F, siendo la temperatura del lado del eyector entre 10 y 20 °F más baja.
Velocidad de inyección
La velocidad de inyección debe ser lenta para evitar la degradación del PVC y luego aumentarse para la producción a gran escala. Al producir productos de paredes gruesas extremadamente suaves con UPVC, se debe utilizar una velocidad de inyección de varias etapas. Si salen rayas de color marrón claro desde la compuerta, indica que la velocidad de inyección es demasiado rápida.
Presión de inyección
La presión de inyección depende del tamaño, la forma y el tamaño de apertura de la compuerta del producto. Generalmente se recomienda establecer la presión de inyección entre 80 y 120 MPa (800 y 1200 bar).
cierre
Debido a la baja estabilidad térmica del PVC, el proceso de apagado es crucial. Antes de la parada, el barril debe limpiarse a fondo para evitar que el PVC residual se descomponga a altas temperaturas. Para la limpieza se pueden utilizar otros termoplásticos con alta estabilidad térmica y sin reacciones adversas con el PVC, como PMMA, PP, LDPE o GPPS. No mezcle materiales como POM y UPVC en el mismo barril, ya que esto puede provocar reacciones químicas que dañen la máquina.
Si sigue esta guía del proceso de moldeo por inyección de PVC, podrá producir productos moldeados por inyección de PVC de alta calidad que cumplan con las especificaciones. Sin embargo, los parámetros y configuraciones específicos pueden variar según la máquina, el material y el producto, por lo que se deben realizar ajustes en función de las condiciones reales.
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Preguntas Frecuentes
El PVC (cloruro de polivinilo) es fácil de formar en condiciones adecuadas, pero requiere temperatura, presión y diseño del molde correctos para garantizar un moldeado exitoso.
Tres desventajas del cloruro de polivinilo (PVC): el PVC adolece de una mala estabilidad térmica, lo que lo hace propenso a deformarse a altas temperaturas. Con el tiempo, los plastificantes migran, afectando sus propiedades. Además, el PVC flexible tiene una menor resistencia química en comparación con el PVC rígido.
Guía del catálogo: Guía de moldeo por inyección
Este artículo fue escrito por ingenieros del equipo de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen es ingeniero y técnico con 20 años de experiencia en prototipado rápido y fabricación de piezas metálicas y plásticas.
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plataforma que existe ahora mismo. (por lo que he visto)
leer) ¿Es eso lo que estás usando en tu blog?