Hace menos de un siglo, el uso de materiales plásticos era muy limitado y se consideraban como una rareza en la industria y, sin embargo, hoy en día existe una gran variedad y muchas fábricas dependen exclusivamente de ellos.
Gracias a la innovación y el desarrollo de nuevos procesos, el uso del plástico fue escalando hasta la posición actual en el sector industrial.
Uno de los procesos clave, fruto de la evolución de años, es el moldeo por inyección, una técnica de fabricación utilizada para producir más del 80% de piezas de plástico.
Introducción a la fabricación de piezas de plástico
Además del moldeo por inyección, existen otros procesos como el termoformado, la extrusión, el soplado o el moldeo por compresión. Cada uno de ellos tiene sus propias aplicaciones, ventajas e inconvenientes.
Ninguno de estos métodos de procesado serviría para nada sin la existencia de un proceso fundamental: la polimerización. Es el paso primero para la fabricación de todos los tipos de plástico, incluso los que no son derivados de hidrocarburos como los plásticos biodegradables.
Materiales utilizados en la fabricación de piezas de plástico
Cada tipo de plástico deriva de un monómero en particular. Por ejemplo, entre los hidrocarburos existen diferentes monómeros (todos ellos formados por carbono y oxígeno) como el etileno, el propileno o el cloruro de vinilo, entre otros.
Por otro lado, la polimerización puede ser de dos tipos: aditiva o por condensación. Según el tipo de polimerizado de cada monómero y otros factores como el añadido de aditivos se obtienen distintos materiales para la fabricación de piezas de plástico.
Plásticos comunes utilizados en la fabricación de piezas
Aunque existe una gran variedad y se van creando nuevos tipos gracias a la investigación y al desarrollo, algunos de los polímeros más utilizados en la fabricación de piezas de plástico son:
- Polietileno (PE): uno de los más utilizados, es un plástico versátil, ligero y de bajo costo. Se usa en envases, juguetes, tuberías, entre otros productos.
- Polipropileno (PP): similar al PE, pero algo más duro y más resistente al calor. Se utiliza para envases, tapas, componentes de automóviles, etc.
- Poliestireno (PS): es bastante económico y más fácil de moldear que otros plásticos.
- Policloruro de vinilo (PVC): es muy resistente. Se usa para tuberías, perfiles de ventanas y puertas, envases médicos, revestimientos para suelos, etc.
- Policarbonato (PC): fuerte y transparente. Se usa para hacer lentes, viseras, componentes electrónicos, planchas protectoras, etc.
- ABS: plástico muy duradero y resistente al impacto, por eso es utilizado para carcasas de aparatos electrónicos y automóviles.
Selección de materiales según la aplicación
La selección del plástico depende de varios factores, como: resistencia mecánica, térmica, química y eléctrica necesaria, facilidad de moldeo, costo y acabado.
Cada material tiene sus propiedades y en función del producto a fabricar se decide la utilización de uno o de otro.
Por ejemplo, para una botella de champú o de agua se precisa de un material que sea moldeable, económico, resistente químicamente y transparente, como el PET.
Proceso de fabricación de piezas de plástico
Para la fabricación de piezas de plástico existen varios procesos principales, y muchos de ellos dependen de un molde.
Moldes para piezas de plástico: fundamento y funcionamiento
Por lo tanto, los moldes son la clave en la fabricación de piezas de plástico. Se fabrican con aceros especiales o aleaciones de aluminio y determinan la forma final de la pieza, por lo que deben de estar preparados para soportar altas presiones y temperaturas.
El tipo más utilizado se compone de dos mitades (macho y hembra) que encajan perfectamente, pero hay otros tipos de moldes más complejos, como el molde de tres placas.
Técnicas de moldeo de piezas dvc ve plástico
Algunas de las técnicas más comunes de moldeo son:
- Inyección: el plástico fundido se inyecta a presión en el molde. Es el más utilizado en grandes volúmenes.
- Extrusión: el plástico se hace pasar a través de un troquel con la forma deseada. Para tubos, varillas, películas.
- Soplado: el plástico se calienta y se inyecta aire para expandirlo dentro del molde. Botellas y recipientes huecos.
- Termoformado: láminas de plástico se calientan y se vacían sobre un molde por presión o vacío. Envases.
Otros tipos de moldeo son el rotacional, el moldeo por inmersión, el moldeo por espuma o el RTM (por transferencia de resina).
Aplicaciones específicas en la fabricación de piezas de plástico
Dada la existencia de muchos polímeros, se espera que cada uno de ellos tenga sus propias aplicaciones en la producción de piezas de plástico. Uno de los mejores ejemplos es la industria automotriz, donde se utilizan diferentes tipos en función de la pieza a fabricar.
Piezas de plástico en la industria automotriz
Actualmente, los coches, motos y otros vehículos incorporan cada vez más el plástico para sus componentes. Usan piezas plásticas en interiores, exteriores, sistemas eléctricos y mecánicos.
Gracias a esto, se logra reducir peso, aislar de ruido y vibraciones, y abaratar los costos de producción. Algunos ejemplos de las aplicaciones de los plásticos en la industria del automóvil:
- Parachoques, retrovisores, carenados: de PP o PC. Resistentes a impactos.
- Tanques de combustible: de HDPE. Impermeables y duraderos.
- Tableros: de ABS, PC o compuestos. Gran durabilidad, son moldeables.
- Ventiladores: aspas de PP reforzado con fibra de vidrio. Resistentes y ligeras.
Consideraciones en la fabricación de piezas de plástico
Una de las consideraciones que más se tienen en cuenta en la fabricación de piezas plásticas son los costes. Aunque se trata de uno de los materiales más baratos, se intentan economizar cada vez más los procesos para aumentar la competitividad y satisfacer la demanda de forma más eficiente. La innovación es clave para lograrlo.
Costes en la fabricación de piezas plásticas
Los costos de fabricación dependen, principalmente, de estos factores:
- Material: hay tipos de plásticos más caros.
- Proceso: los tipos de moldes y la automatización pueden incrementar bastante los costos iniciales.
- Volumen: normalmente, los grandes lotes abaratan los costos unitarios.
- Complejidad: las piezas con muchos detalles requieren moldes más complejos y caros.
Por lo tanto, se deben optimizar el diseño y los procesos para lograr reducir al mínimo los costes.
Innovación en la fabricación de piezas de plástico
Algunas innovaciones importantes que se están aplicando en la fabricación de piezas de plástico son:
- Piezas híbridas plástico-metal para combinar propiedades y reducir peso.
- Materiales reforzados con fibra de carbono para piezas resistentes y ligeras en automóviles.
- Fabricación aditiva de piezas plásticas mediante impresión 3D, sin necesidad de moldes.
- Uso de plásticos reciclados y bioplásticos para reducir el impacto ambiental.
- Plastrónica: la combinación de inyección de plástico con electrónica para crear objetos más inteligentes.
Sin duda, la fabricación de piezas plásticas seguirá evolucionando con la creación de nuevos materiales, procesos y otras aplicaciones innovadoras.
