Viscosidad

Parámetros de temperatura determinados por el tipo de material a producir. Se controlan por control de mando y se dividen en cuatro zonas principales.

**Presión de inyección (Injection Pressure)** es la presión que ejerce el husillo sobre el material fundido durante la fase de llenado dinámico, hasta el punto de transferencia. Es **resultado** del proceso, no parámetro: se eleva tanto como sea necesario para mantener la velocidad de inyección programada. ## Tipos de presión de inyección - **Plástica (Ppsi)**: presión real en el material, medida en bar - **Hidráulica (Hpsi)**: presión del aceite en el cilindro hidráulico - Relación: **Ppsi = Hpsi × factor de intensificación** del husillo (típicamente 10:1 a 15:1 según diámetro) ## Valores típicos por resina - Commodity (PE, PP): 400 – 1200 bar plástico - Técnicos (ABS, PC, PA): 700 – 1800 bar - Reforzados con fibra: 1000 – 2200 bar - Resinas de alta viscosidad (PEEK, PSU): hasta 2500 bar - Máquinas modernas: hasta 2400 bar máximo ## Por qué importa Si la presión satura (alcanza el máximo de la máquina), la velocidad cae y la pieza se llena más lento → pieza fría, soldaduras frías, short shot. Hay que **diseñar para no saturar**: aumentar diámetro de gates, runners, espesor o reducir longitud de flujo. ## Diagnóstico - Picos repetibles disparo a disparo: proceso estable - Picos crecientes: degradación de check valve, contaminación, gate parcialmente bloqueado - Picos decrecientes: temperatura de molde subiendo, gate desgastado ## Optimización Aumentar temperatura de masa, ampliar gates si la restricción es ahí, usar resinas de mayor MFI, o cambiar a máquina con mayor capacidad de presión (rara vez necesario en moldes bien diseñados).

**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.

**Masa fundida (Melt)** es el plástico en estado fluido viscoso obtenido al calentar el polímero por encima de su temperatura de transición o fusión (Tg para amorfos, Tm para semicristalinos) en el barril de la máquina de inyección. Su temperatura, presión y viscosidad determinan la calidad del moldeo. ## Temperaturas típicas de masa - PE / PP: 200 – 280 °C - PS: 180 – 260 °C - ABS: 220 – 260 °C - PA 6 / PA 66: 240 – 290 °C - PC: 280 – 320 °C - PET: 270 – 290 °C - PEEK: 360 – 400 °C - PVC rígido: 165 – 195 °C (baja por sensibilidad térmica) ## Diferencia masa vs. cilindro La temperatura de masa **no es igual** a la temperatura del cilindro: - T° cilindro: lectura de las resistencias en cada zona (control) - T° masa: temperatura real del polímero fundido al salir de la nariz - T° masa típicamente 10 – 30 °C **mayor** que T° cilindro por trabajo de cizallamiento ## Cómo medir T° de masa real - **Pirómetro de aguja** en disparo de purga (método más común) - Sensor infrarrojo en boquilla - **Air shot** purgado sobre placa caliente y medición rápida - Sensores embebidos en el barril (raros, alta gama) ## Características del fundido - **Pseudoplástico**: viscosidad disminuye con la velocidad de cizallamiento (shear thinning) - **Memoria viscoelástica**: recuerda el flujo, genera contracción direccional - **Densidad menor** que el sólido: 0.7 – 0.9 g/cm³ (vs. 0.9 – 1.4 sólido) - **Conductividad térmica baja**: 0.1 – 0.3 W/m·K (limita la velocidad de enfriamiento) ## Problemas asociados al fundido Degradación térmica si excede temperatura de proceso, sobre-cizallamiento que reduce peso molecular, atrapamiento de aire en el frente de flujo, y heterogeneidad de color por mal mezclado en la zona de plastificación.

**Viscosidad relativa (Relative Viscosity, RV)** es la razón entre la viscosidad de una solución de polímero y la del solvente puro, medida en condiciones estandarizadas (concentración, temperatura). Es el indicador más práctico del **peso molecular** de la resina y se usa para certificar lotes de PA (nylon). ## Cómo se mide Norma ISO 307 / ASTM D789: - Disolver 0.5 – 1.0 g de resina en 100 mL de ácido fórmico al 90 % o ácido sulfúrico al 96 % - Medir el tiempo de eflujo en viscosímetro Ubbelohde a 25 °C - **RV = t_solución / t_solvente** ## Valores típicos para PA (nylon) - PA 6 extrusion: RV 230 – 270 (alto peso molecular) - PA 6 inyección: RV 130 – 200 (bajo a medio peso molecular) - PA 66 inyección: RV 40 – 80 (escala IV / Inherent Viscosity) - PA 12: RV 140 – 220 ## Por qué importa en moldeo - RV alto → polímero rígido, alta resistencia mecánica, peor fluidez (más presión, ciclo más lento) - RV bajo → fácil llenado, ideal para piezas finas o complejas, pero menor tenacidad - La selección depende de la pieza: técnicos eligen RV, no MFI, porque correlaciona mejor con propiedades finales ## Diferencia vs. MFI (Melt Flow Index) MFI mide fluidez del fundido bajo carga estándar (g/10 min). RV mide peso molecular vía viscosidad de solución. Para PA, RV es más preciso y reproducible que MFI. ## Errores comunes Mezclar RV de PA 6 con RV de PA 66 (escalas distintas), comparar RV de proveedores con métodos distintos (formic vs. sulfuric), y olvidar que RV cambia con humedad absorbida en PA antes de la medición.