¿Cómo identificar y solucionar el defecto de burbujas en el moldeo por inyección?

Creado 01.13
En la fabricación, es común ver problemas visuales o estructurales en las piezas terminadas. Un problema molesto son las bolsas de aire internas, o burbujas. ¿Alguna vez ha encontrado ampollas o huecos en el interior de una pieza transparente después de que sale del molde? Esto realmente afecta la cantidad de piezas que pasan la inspección y su resistencia. Esta guía explicará los defectos de burbujas en el moldeo por inyección. Repasaremos por qué aparecen, cómo distinguir los diferentes tipos y qué puede hacer para solucionarlos para que pueda mantener las cosas funcionando sin problemas.
burbuja de moldeo por inyección en productos plásticos terminados

Identificando al Culpable: Burbujas vs. Vacíos de Vacío

Antes de implementar una solución, necesitas averiguar qué está mal. Cuando se trata de moldeo por inyección, no todas las burbujas son iguales. La mayoría de los problemas similares a burbujas son burbujas de gas o vacíos por succión.

La Diferencia Visual

  • Burbujas de Gas: Generalmente, provienen de aire atrapado, agua o plástico que se ha deteriorado. A menudo parecen bolsas pequeñas, redondas o alargadas. Si detectas un montón de pequeñas nubes o la burbuja es amarillenta o parduzca, es probable que sea gas o daño por calor.
  • Vacíos por Succión: Estos ocurren estrictamente durante el proceso de enfriamiento. A medida que el plástico se enfría, se contrae. Si la piel exterior de la pieza se endurece demasiado rápido mientras el centro permanece fundido, el material que se contrae se separa de sí mismo, creando un orificio lleno de vacío. Estos se encuentran típicamente en las secciones más gruesas de una pieza y suelen ser claros y nítidos en apariencia.

El Diagnóstico de la "Prueba de Calor"

Una prueba de campo sencilla para distinguirlos es la prueba de llama. Si calienta cuidadosamente el área afectada con un soplete, una burbuja de gas a menudo se expandirá o "explotará" porque el gas atrapado aumenta de presión. Un vacío, sin embargo, generalmente colapsará hacia adentro a medida que el plástico se ablanda, porque no hay aire en el interior que empuje hacia afuera, solo un vacío.

Causas Raíz y Soluciones Dirigidas: Un Análisis Técnico Profundo

Basado en estándares de la industria y en la solución de problemas avanzada de expertos en moldeo de primer nivel, resolver los defectos de burbujas requiere observar los "cuatro pilares" del moldeo: material, máquina, molde y proceso.

1. Aire atrapado y ventilación inadecuada

Una causa frecuente de burbujas de gas es simplemente aire atrapado, a veces llamado el efecto del motor diésel. Cuando el plástico derretido entra en el molde, tiene que empujar el aire que ya está allí. Si el aire no puede salir, se comprime y se empuja hacia el plástico.
La Causa Raíz: No hay suficiente ventilación al final del camino de flujo o en áreas profundas.

La Solución Dirigida:

  • Mejor Ventilación: Asegúrate de que tus ventilaciones estén limpias y sean del tamaño correcto (generalmente de .0005 a .0015 pulgadas de profundidad para la mayoría de los plásticos).
  • Inyección Más Lenta: Reducir la velocidad de inyección a medida que se llena el molde le da al aire más tiempo para escapar.
  • Ubicación del Gate: Si la forma en que el plástico entra en el molde causa turbulencia, el aire puede quedar atrapado. Verifica la ubicación de tu gate.

2. Humedad y Volátiles (El Problema del Secado)

Muchas resinas de grado de ingeniería son higroscópicas, lo que significa que absorben la humedad del aire. Cuando estos gránulos entran en el barril calentado, la humedad se convierte en vapor, creando "rayas plateadas" o burbujas internas.
La Causa Raíz: Tiempo de secado insuficiente, un secador deshumidificador defectuoso o exceder el "tiempo ambiente" del material en la tolva.

La Solución Dirigida:

  • Verificar el Punto de Rocío: Asegúrese de que su secador alcance un punto de rocío de -40°C (-40°F).
  • Presecado Adecuado: Siga estrictamente la hoja de datos del material (TDS). Por ejemplo, el policarbonato (PC) generalmente requiere de 3 a 4 horas a 120°C.
  • Reducir la Temperatura de Fusión: El calor elevado puede exacerbar la conversión de la humedad en vapor.

3. Vacíos por Vacío y Encogimiento Excesivo

Los vacíos por vacío son puramente el resultado de la física: el material se encoge más de lo que la máquina puede compensar.
La Causa Raíz: La compuerta se congela (solidifica) antes de que el interior de la pieza se haya enfriado por completo. Una vez que la compuerta está congelada, no se puede "inyectar" más plástico en la cavidad para llenar el espacio dejado por las moléculas que se encogen.

La Solución Dirigida:

  • Aumentar la Presión y el Tiempo de Mantenimiento: Esta es la solución más efectiva para los vacíos. Mantenga una alta presión hasta que la compuerta se haya solidificado por completo.
  • Disminuir la Temperatura de Fusión: El plástico más frío se encoge menos que el plástico extremadamente caliente.
  • Agrandar la Compuerta: Una compuerta más grande permanece abierta por más tiempo, lo que permite una fase de inyección más prolongada.

4. Dinámica del Tornillo y el Cilindro (Presión de Espalda)

A veces, las burbujas aparecen incluso antes de que el plástico entre en el molde.
La Causa Raíz: Si la contrapresión es demasiado baja, el aire puede ser succionado hacia el cilindro cuando el husillo se recupera y se prepara para la siguiente inyección.

La Solución Dirigida:

  • Aumentar la Contrapresión: Aumente la contrapresión a un valor entre 50 y 150 psi. Esto comprimirá el plástico fundido y expulsará el aire atrapado.
  • Inspeccionar la Válvula de Retención: Si la válvula de retención tiene fugas, puede afectar la presión y crear bolsas de aire. También puede causar problemas para obtener un colchón de plástico consistente al final de la inyección.

5. Degradación Térmica y Tiempo de Residencia

Si el plástico permanece en el cilindro demasiado tiempo a altas temperaturas, las cadenas poliméricas se "rompen", liberando gas como subproducto.
La Causa Raíz: El cilindro es demasiado grande para el tamaño de la inyección (tiempo de residencia largo) o las bandas calefactoras no funcionan correctamente.

La Solución Dirigida:

  • Calcula cuánto tiempo permanece el plástico en el barril: Asegúrate de que el plástico no permanezca en el barril más de 2 a 5 minutos (depende del tipo de plástico).
  • Busque puntos demasiado calientes: Use un pirómetro para verificar si la temperatura real del plástico coincide con la configurada en la máquina.

Prevención proactiva optimizando el flujo de trabajo del moldeo por inyección

Esperar a ver qué sucede puede costar dinero. Para evitar problemas, es mejor mejorar su proceso al diseñar y configurar las cosas.

Mantenga el grosor de la pared uniforme

Es importante diseñar piezas con el mismo grosor de pared en toda su extensión. Si hay secciones gruesas y delgadas juntas, las partes delgadas se endurecen primero. Esto detiene el flujo de material hacia la parte más gruesa, lo que causa espacios vacíos. Si necesita secciones gruesas, utilice métodos para mantener el grosor uniforme en toda la pieza.

Colocación y dimensionamiento estratégico de los puntos de inyección

Las compuertas deben posicionarse en la sección más gruesa de la pieza. Esto permite aplicar la mayor presión a las áreas más propensas a la contracción. Además, la compuerta debe ser lo suficientemente grande como para permanecer abierta hasta que la parte más gruesa de la cavidad se haya rellenado lo suficiente.

Simulación de Flujo de Moldeo

Utilizar software para copiar el proceso de inyección ayuda a predecir burbujas de aire y contracciones antes de fabricar el molde. De esta manera, se puede cambiar la ubicación de los respiraderos y las compuertas basándose en la información. Esto asegura un proceso más estable desde el principio.

¿Por qué es importante la prevención en el proceso de moldeo por inyección?

Es fácil desechar piezas con burbujas, pero esa no es una solución real. Llegar a la raíz de los problemas de burbujas en el moldeo por inyección es vital porque:
  • Integridad Estructural: Una burbuja no solo es fea; debilita la pieza. Para las piezas que soportan peso, las burbujas pueden hacer que se rompan antes o fallen.
  • Eficiencia de Costos: Muchas piezas desechadas afectan tus ganancias. La energía, los materiales y el tiempo de máquina desperdiciados en piezas defectuosas no se pueden recuperar.
  • Reputación de Marca: Para industrias como dispositivos médicos o electrónica de alta gama, la claridad y la perfección son innegociables. Entregar piezas con defectos internos puede dañar las relaciones con los clientes a largo plazo.
Al dominar el equilibrio entre la temperatura de fusión, la presión de inyección y el diseño del molde, pasas de la resolución reactiva de problemas a la garantía de calidad proactiva.

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