Presión de Inyección

**Primera etapa de llenado (Fill - First Stage)** es la fase del ciclo en la que el husillo avanza con control por velocidad, llenando la cavidad del molde aproximadamente al 95 – 99 % de su volumen. Termina en el punto de transferencia, momento en que se cambia al control por presión. ## Características clave - **Control**: velocidad (mm/s o cm³/s), no presión - **Objetivo**: llenado dinámico rápido y reproducible - **Duración**: 0.3 – 5 s típicamente - **Volumen llenado**: 95 – 99 % de la cavidad ## Por qué se separa del sostenimiento La primera etapa privilegia velocidad para un frente de flujo uniforme; la segunda etapa (sostenimiento) privilegia presión constante para compensar contracción. Mezclar ambas en un solo paso (single-stage) reduce la calidad y aumenta variabilidad. ## Perfil multi-stage Las máquinas modernas permiten 5 – 10 escalones de velocidad a lo largo del recorrido del husillo: 1. Lento al entrar al gate (evita jetting) 2. Rápido en cavidades amplias 3. Lento cerca de venteos críticos 4. Lento al final para suave transición ## Parámetros típicos - Velocidad: 30 – 200 mm/s según pieza y resina - Presión real (no control): puede llegar a saturación si la geometría es restrictiva - Tiempo: 0.5 – 3 s en piezas técnicas - Volumen residual: 5 – 10 % de cojín como margen para el sostenimiento ## Indicadores de buena primera etapa - Frente de flujo uniforme (visible en short-shot studies) - Tiempo de llenado reproducible (±2 % disparo a disparo) - Pico de presión repetible - Cojín final estable ## Errores comunes - Velocidad muy alta: jetting, splay, burn marks - Velocidad muy baja: piezas frías, líneas de soldadura visibles, short shot - Transferencia tarde: flash, sobre-empaque - Transferencia temprana: rechupes, dimensiones bajas

**Presión de sostenimiento (Hold / Packing Pressure)** es la presión aplicada al material en la cavidad después del punto de transferencia, durante la fase de sostenimiento. Su función es **compensar la contracción volumétrica** mientras la pieza se enfría y solidifica. ## Por qué se necesita Cuando el plástico se enfría, su volumen disminuye. Sin sostenimiento aparecen rechupes, vacíos internos y dimensiones por debajo de tolerancia. La presión de sostenimiento empuja material adicional para llenar este "déficit volumétrico" hasta que el gate congela. ## Valores típicos - **40 – 80 % de la presión pico de inyección** como punto de partida - Resinas commodity (PE, PP): 300 – 700 bar (plásticos) - Resinas técnicas (ABS, PC, PA): 500 – 1000 bar - Multi-stage: presión decreciente en 2 – 4 escalones a medida que el gate se congela - Tiempo: típicamente hasta el **freeze-off del gate** (medido con prueba "pressure to fill" o gate seal study) ## Cómo ajustar — gate seal study 1. Inyectar piezas con tiempos de hold crecientes (0.5, 1, 2, 4, 6, 8 s…) 2. Pesar cada pieza 3. El peso aumenta hasta estabilizarse cuando el gate congela 4. El tiempo de hold óptimo es el primero al que el peso ya no crece ## Problemas comunes Hold demasiado bajo: rechupes, vacíos, dimensiones bajas. Hold demasiado alto: flash, sobre-empaque, tensiones residuales, dificultad de desmolde. Hold demasiado largo (después del gate seal): solo desperdicia tiempo de ciclo sin afectar la pieza.

**Velocidad de inyección (Injection Speed)** es la velocidad lineal con la que el husillo avanza durante la fase de llenado, programada en mm/s (o caudal cm³/s). Es **uno de los parámetros que controla la calidad de llenado**, junto con la temperatura y la presión de sostenimiento. ## Por qué importa La velocidad determina: - **Tiempo de llenado**: 0.3 – 3 s en piezas técnicas - **Esfuerzo cortante** en el material (más rápido → más shear → menor viscosidad efectiva) - **Marcas estéticas**: jetting (velocidad excesiva en gate pequeño), flow marks (velocidad muy lenta o discontinua) - **Orientación molecular** y stress residual ## Perfil multi-stage Las máquinas modernas permiten 5 – 10 escalones de velocidad a lo largo de la posición del husillo: 1. Lenta al entrar al gate (evita jetting) 2. Rápida en cavidades amplias 3. Lenta cerca de zonas con venteos críticos (evita atrapamiento de aire) 4. Lenta al fin de llenado para suave transición a hold ## Valores típicos - Resinas commodity, piezas de espesor estándar: 50 – 150 mm/s - Piezas técnicas con detalle: 30 – 80 mm/s - Piezas de pared muy delgada (<0.8 mm): 200 – 500 mm/s (máquinas servo de alta dinámica) - Resinas degradables al shear (PVC, PMMA): velocidad moderada ## Optimización Análisis de Moldflow / Moldex3D para definir perfil teórico, ajuste iterativo con visión al cierre del frente de flujo, y monitoreo de temperatura de masa al final de inyección (no debe subir más de 5 – 10 °C por sobre-shear). ## Problemas comunes Jetting con velocidad alta en gate puntual, flow marks por velocidad insuficiente, burn marks por atrapamiento de aire al fin, y delaminación si el frente se enfría parcialmente.

**Tiempo de inyección (Injection Time / Fill Time)** es el tiempo que tarda el husillo en avanzar desde la posición inicial hasta el punto de transferencia, ejecutando la fase de llenado dinámico. Resulta del perfil de velocidad programado y el volumen a inyectar. ## Valores típicos - Piezas pequeñas (<10 g): 0.3 – 0.8 s - Piezas medianas (10 – 100 g): 0.8 – 2.5 s - Piezas grandes (>100 g) o con paredes finas: 2 – 5 s - Piezas técnicas espesas: 3 – 8 s ## Por qué importa Un tiempo de inyección reproducible es **señal de un proceso estable**. Variaciones disparo a disparo indican: - Desgaste de check valve (peor sello, retroceso de material) - Cambio de viscosidad de la resina (humedad, temperatura) - Restricción variable en gates (degradación, contaminación) - Velocidad real que no alcanza la programada (saturación de presión) ## Diferencia entre tiempo programado y tiempo real El tiempo programado es ideal según el perfil; el real puede ser mayor si la presión de inyección se satura (la velocidad cae). Monitorear el tiempo real es clave en moldeo científico. ## Optimización - Llenado constante (volumetric flow rate constante) requiere ajustar velocidad por etapa - Inyectar lo más rápido sin generar defectos (jetting, splay, burn marks) - Tiempos cortos reducen ciclo pero generan más shear y orientación ## Diagnóstico de variaciones Registrar histograma del tiempo de inyección durante 100 disparos. Desviación >5 % indica problema: - Tendencia creciente: check valve gastándose - Saltos aleatorios: variación de humedad en la resina - Aumento súbito: bloqueo parcial en algún gate

**Husillo / Tornillo (Screw)** es el componente helicoidal dentro del barril de la unidad de inyección. Gira sobre su propio eje para arrastrar, plastificar (fundir) y dosificar la resina; durante la inyección actúa como pistón empujando el material fundido hacia el molde. ## Anatomía del husillo Tres zonas funcionales a lo largo de su longitud: 1. **Zona de alimentación (feed)**: profunda, recibe los pellets del hopper. 50 – 60 % de la longitud 2. **Zona de compresión (compression)**: profundidad decrece, comprime y empieza a fundir el material. 20 – 30 % 3. **Zona de dosificación / metering**: profundidad constante mínima, homogeneiza y mide el shot. 20 % ## Parámetros geométricos - **Diámetro (D)**: 18 – 200 mm en máquinas comerciales - **Relación L/D**: 18:1 a 24:1 estándar; hasta 30:1 para alta mezcla - **Relación de compresión**: 2.0:1 a 3.5:1 según resina - **Material**: acero nitrurado (estándar), bimetálico (PVC, retardantes), recubrimiento de carburo de tungsteno (fibra de vidrio) ## Husillos especiales - **De barrera (barrier screw)**: divide el canal en dos para mejor fusión - **De mezcla (mixing screw)**: con elementos de cizalladura adicionales - **Para PVC**: relación de compresión baja, sin zona caliente - **Para reforzados con fibra**: poca cizalladura para no romper fibras ## Mantenimiento - Inspección visual cada 6 meses - Medición de diámetro y holguras con micrómetro de tres puntos - Cambio típico: 1 – 3 millones de ciclos según resina abrasividad - Indicadores de desgaste: variación de peso, cojín inestable, color desigual ## Problemas comunes Desgaste del filete por resinas abrasivas, corrosión por PVC sin recubrimiento adecuado, atascamiento de pellets en feed por humedad o tamaño irregular, y check valve desgastada que devuelve material durante inyección.