Este proceso semicontinuo de inyección aprovecha los polímeros en estado fundido para crear piezas de plástico de manera eficiente.
Gracias a esta operación, aparentemente tan sencilla, se crea la carcasa de tu teléfono, la botella de agua que llevas al gimnasio o el coche de juguete de tu hijo. La mayoría de objetos de plástico cotidianos o industriales se producen mediante el moldeo por inyección.
Introducción a la inyección de plástico
Antes de entrar en más detalles como su definición, su historia y su importancia en la industria, cabe destacar que este proceso se está adaptando en la actualidad a materiales sintéticos más sostenibles que los derivados del petróleo, como los plásticos reciclados o fabricados con almidones de plantas.
Por otro lado, el rápido desarrollo de la impresión 3D está ayudando a crear los moldes necesarios de más rápido y de forma más precisa. Así que existe una excelente perspectiva de futuro para la inyección de plástico.
Definición de la inyección de plástico
El proceso de inyección de plástico consiste en moldear piezas mediante la inyección a alta presión de polímeros fundidos dentro de un molde. Los polímeros termoestables o termoplásticos se inyectan a través de una boquilla, llenando el molde bajo presión constante a medida que se enfrían y solidifican, adoptando así la forma final dentro de la cavidad.
Esta es la definición del proceso central. Existen pasos previos, como la preparación del molde o el ajuste de parámetros, y pasos posteriores, como el control de calidad. Además, existen muchos tipos de plásticos y varios tipos de moldes, cada uno con sus características.
Historia de la inyección de plástico
La inyección de plásticos se ideó a finales del siglo XIX y fue evolucionando hasta convertirse en una tecnología imprescindible en la industria moderna.
No fue hasta la década de 1940 cuando comenzó a ganar gran popularidad por dos motivos: el primer motivo fue el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, que disparó la demanda de piezas de plástico; el segundo fue la creación de la primera máquina de inyección con husillo en 1946, por James Watson.
Más tarde, en los años 60 y 70, el moldeo por inyección evolucionó a la fabricación de productos más grandes y complejos. A principios de los años 80, la producción de plástico superó por primera vez a la de acero, un hito que marcaría los años siguientes de esta industria.
Durante las siguientes décadas, se mejoraron la creación de los moldes y la tecnología de las máquinas, perfeccionando el proceso aún más hasta alcanzar la relevancia actual en la industria.
Importancia de la inyección de plástico en la industria
La inyección por moldeo es actualmente el proceso más importante en la manufactura de piezas y productos de plástico. Permite producir todo tipo de artículos como envases, piezas para automóviles, aparatos electrónicos, juguetes, mobiliario, entre otros.
Su enorme versatilidad, eficiencia y bajo costo la convierten en una tecnología imprescindible en prácticamente todos los sectores.
Aplicaciones y sectores de la inyección de plástico
La cantidad de aplicaciones de esta técnica es tan grande que podría ocupar la longitud de varios artículos como este. Es utilizada en prácticamente todos los sectores, en mayor o menor medida.
Sectores industriales que utilizan la inyección de plástico
Casi todos los sectores manufactureros recurren a la inyección de plásticos:
- Industria automotriz: parachoques, salpicaderos, rejillas, etc.
- Electrónica: carcasas, teclados, piezas internas y todo tipo de componentes.
- Sector médico: instrumentos médicos, prótesis, piezas de equipos, etc.
- Construcción: tuberías, conexiones, aislantes, perfiles, entre otros.
- Embalajes: botellas, frascos, tapas, envases, cajas, etc.
- Hogar y electrodomésticos: muebles, carcasas de aparatos, accesorios, menaje, etc.
- Juguetería: muñecas, figuras, piezas de juegos, pelotas, etc.
Ejemplos de productos fabricados con inyección de plástico
Algunos ejemplos comunes de productos de inyección plástica son: envases de cosmética, botellas de agua y refrescos, cepillos de dientes, carcasas de teléfonos móviles, piezas de Lego, cubiertos desechables con plástico biodegradable, bolígrafos, perchas para ropa, bidones de gasolina, etc.
Prácticamente cualquier objeto de plástico moderno se hace mediante moldeo por inyección.
Tipos de máquinas de inyección de plástico
Clasificación de las máquinas de inyección de plástico
Existen diversos tipos de máquinas de inyección de plástico diseñadas para satisfacer diferentes necesidades productivas. Estas máquinas pueden clasificarse siguiendo diferentes criterios.
Uno de los criterios es por su método de propulsión. Se distinguen tres tipos principales:
- Máquinas hidráulicas: usan fluidos hidráulicos para impulsar el proceso de inyección. Son más económicas y versátiles para producciones medianas y pequeñas.
- Máquinas eléctricas: utilizan motores eléctricos para la propulsión. Permiten mayor control y precisión. Son adecuadas para producciones a gran escala.
- Máquinas híbridas: combinan sistemas hidráulicos y eléctricos para aprovechar las ventajas de ambos. Ofrecen un equilibrio entre precisión y versatilidad.
Otra clasificación común es según su estructura de inyección, distinguiendo máquinas monocromáticas y de varios colores. Las primeras inyectan un único color, mientras las segundas permiten cambiar automáticamente entre colores.
Finalmente, otras formas de clasificar las máquinas son por su capacidad productiva (gran escala, altos volúmenes, mediana escala, etc), por los materiales que utiliza (termoplásticos, polvo, termoestables) o por la dirección de funcionamiento (vertical, horizontal).
Características de las máquinas de inyección de plástico
Las máquinas se construyen con un sistema de calentamiento para fundir el material, una unidad de inyección con tornillo o pistón, y un sistema de control para regular parámetros como temperatura, presión, velocidad y tiempo de ciclo.
Cuentan con componentes de gran dureza y resistencia capaces de soportar altas presiones y temperaturas, además de ritmos de producción exigentes.
Las más modernas son totalmente eléctricas y automatizadas.
Ventajas de la inyección de plástico
Son muchos los beneficios de utilizar esta tecnología, aunque también existen algunos desafíos por completar en el futuro.
Ventajas de utilizar la inyección de plástico
- Permite producir grandes volúmenes, rápido y barato.
- Es excelente para fabricar piezas con formas complejas y con buenos acabados.
- Existe una gran variedad de materiales termoplásticos para inyección.
- Tiene una mayor precisión dimensional que otros métodos.
- A día de hoy, es posible la total automatización del proceso.
- Versatilidad para producir distintos tipos de piezas.
Desafíos y consideraciones en el proceso de inyección de plástico
Algunos desafíos son mejorar el diseño de moldes, lograr un control más preciso de las condiciones de inyección, minimizar los defectos de fabricación.
Además, se debe mejorar en aspectos como la selección del termoplástico más adecuado, los costos de los moldes, los tiempos de ciclo, entre otros. Requiere de personal altamente especializado en el proceso.
Futuro de la inyección de plástico
El futuro de la tecnología de inyección parece dirigirse hacia mejorar la adaptación a nuevos materiales sintéticos, más sostenibles, así como a aumentar el uso de plásticos reciclados. Además, los avances de la tecnología optimizarán al máximo la producción y la calidad.
Avances tecnológicos en la inyección de plástico
Las innovaciones tecnológicas se enfocan en lograr máquinas más veloces y eficientes, simulación del proceso por software, integración con impresión 3D, la total automatización con robots e inteligencia artificial, moldes inteligentes con sensores y controles más precisos.
Sostenibilidad y la inyección de plástico
Ante las preocupaciones por el futuro del medio ambiente, se crearán nuevos y mejores plásticos biodegradables de origen renovable, optimización del reciclaje de materiales y reducción del uso de plástico derivado del petróleo cuando sea posible. La inyección buscará adaptarse a las crecientes demandas de sostenibilidad.
