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Comprender los valores de la ficha técnica

Comprende los valores en la hoja de datos,
y obtiene el mejor rendimiento de su producto.


La producción de piezas a partir de productos semielaborados extruidos es generalmente preferible cuando el moldeo por inyección no tiene sentido, y también a menudo debido al mejor rendimiento de la pieza extruida. Los ingenieros plásticos experimentados han aprendido que el rendimiento de una pieza mecanizada puede ser mucho mejor que el de una pieza inyectada. Desafortunadamente, una comparación de las fichas técnicas del polímero y las piezas mecanizadas sugiere exactamente lo contrario.

¿Por qué las propiedades de las piezas extruidas raramente se corresponden con las de una ficha técnica?

Es necesario saber cómo fluye el material durante la fabricación. Esta es la clave para entender este fenómeno, especialmente en los productos reforzados con fibras. La orientación molecular basada en los perfiles de flujo de fusión también se aplica a los tipos no cargados, por lo que se aplican los mismos principios, aunque la anisotropía es menos problemática para los tipos sin carga.

Todos los datos de las fichas técnicas y certificados de análisis se generan mediante barras de tracción inyectadas. Las fichas técnicas y los certificados de análisis producidos por los fabricantes de polímeros son aceptados por la industria para confirmar que un lote cumple con las normas. Estos valores son raramente o nunca una representación precisa de la resistencia, alargamiento o expansión térmica de una pieza acabada.


Figura 1: Barra de tracción inyectada – Perfil de llenado de una barra de tracción. Se ve la orientación de las fibras durante la inyección del material en una matriz pulida. El molde más frío congela el plástico, y el pulido asegura una excelente calidad de superficie, sin fibras rotas o cortadas. Las fibras están casi perfectamente alineadas en la dirección del ensayo.

Dado que todas las propiedades se miden en las barras de tracción inyectadas, como se ha descrito anteriormente, la opinión general es que todas las piezas inyectadas tienen mejores propiedades que sus homólogas fabricadas a partir de productos semielaborados extruidos. Esto es cierto para una barra de tiro, pero muy pocos productos moldeados tienen un perfil de llenado "casi perfecto". Este perfil optimiza la resistencia del material en la orientación deseada. Sólo unas pocas piezas moldeadas pueden ser utilizadas para producir buenas barras de tracción. Por lo tanto, sigue existiendo la idea errónea de que las propiedades óptimas de los polímeros sólo pueden obtenerse mediante el moldeo por inyección.

La siguiente tabla muestra los resultados de un producto inyectado que contiene 30% de fibras de carbono, que se transforma en barras de prueba, y cómo difieren las barras. Los valores del certificado de lote se comparan con los valores de las barras de tracción fabricadas a partir de una placa cuadrada inyectada de 4 mm (75 mm x 75 mm) de espesor del mismo lote. Las barras de tracción se cortaron en 3 direcciones: en la dirección del flujo, a 45° de la dirección del flujo, y finalmente perpendiculares a la dirección del flujo. Esto es para ilustrar las diferencias en las propiedades en cada dirección.

Resistencia a la tracción (MPa) Módulo de tracción (GPa) Alargamiento (%) Comparación con la barra ISO527 (%)
Barra de tracción inyectada (ISO 527) 259 26.2 1.5
Barra de tracción, cortada de la placa inyectada, en la dirección del flujo 162 17.2 1.0 62%
Barra de tracción, cortada de la placa inyectada, a 45° de la dirección del flujo 126 11.0 0.7 49%
Barra de tracción, cortada de la placa inyectada, transversal a la dirección del flujo 112 9.7 0.6 43%

Tenga en cuenta que incluso las muestras procesadas en la dirección del flujo no alcanzan las "propiedades de la ficha técnica". Por lo tanto, las propiedades de los productos moldeados por inyección y semiacabados también dependen de la dirección del flujo.

¿Cómo es la orientación de las piezas extruidas?

La muy lenta velocidad de extrusión y enfriamiento, desde el exterior hacia el interior, conduce a un "cono de fusión". Este es el límite entre la fase de polímero fundido y la fase de polímero sólido. Gran parte del refuerzo de fibra está alineado a lo largo de este cono de fusión, lo que significa que la orientación cambia de acuerdo con la forma del cono de fusión.

Nótese que la forma de este cono es tridimensional, lo que significa que la forma es cónica en el caso de una barra o parabólica en la forma de una placa. Los tubos sin soldadura de Drake son un cono de fusión que es difícil de ilustrar en un dibujo bidimensional pero fácil de imaginar.


Figura 2: Barra de 15.9 mm de diámetro – - muestra el perfil de flujo de las barras producidas por Drake. El perfil de flujo se congela y determina así la orientación de las fibras. Nótese que una barra de tracción hecha de ellos es casi perpendicular a la orientación de las fibras.


Figura 3: Barra de 102 mm de diámetro - muestra el perfil de flujo y la orientación de la fibra asociada.


Figura 4 : 305 x 305 x 32 mm Placa plana extruida de Drake - muestra el perfil de flujo y por lo tanto la orientación de las fibras.

Para obtener un rendimiento óptimo de las piezas de plástico, es necesario consultar cuidadosamente el molde. Si tiene previsto fabricar piezas moldeadas por inyección o productos semiacabados, empiece por posicionar las piezas en el molde y determine la posición exacta de los umbrales de inyección y de los respiraderos. Los ingenieros de Drake saben y entienden esto, y siempre lo tienen en cuenta al desarrollar nuevos procesos para la fabricación de piezas críticas. Pregúntale a Drake.