Moldeo por soplado (BrE moulding) Es un proceso de fabricación mediante el cual se forman piezas plásticas huecas. En general, existen tres tipos principales de moldeo por soplado: el moldeo por soplado por extrusión, el moldeo por soplado por inyección y el moldeo por soplado por estiramiento por inyección. El proceso de moldeo por soplado comienza con la fusión del plástico y su formación en una pieza denominada parison o, en el caso del moldeo por inyección y el moldeo por soplado por estiramiento (ISB), en una preforma. La parison es una pieza de plástico tubular con un agujero en un extremo a través del cual puede pasar el aire comprimido.
Luego, la chapa se fija en un molde y se soplan aire dentro de él. La presión del aire empuja el plástico hacia fuera para que coincida con el molde. Una vez que el plástico se haya enfriado y endurecido, el molde se abre y la pieza se saca.
En el moldeo por soplado por extrusión (EBM), El plástico se funde y se extrude en un tubo hueco (un parison). Este parison se captura cerrándolo en un molde de metal enfriado. Luego se soplara aire dentro del parison, inflándolo hasta formar la forma de la botella hueca, el recipiente o la pieza. Después de que el plástico se haya enfriado suficientemente, se abre el molde y se saca la pieza. La extrusión por soplado continua y intermitente son dos variantes de la técnica de extrusión por soplado. En la extrusión continua por soplado, el parison se extrude continuamente y las piezas individuales se cortan con un cuchillo adecuado. En la extrusión intermitente por soplado hay dos procesos: la extrusión continua es similar a la primera, en la moldeo por inyección que la espiga gira y luego se detiene y empuja la masa fundida hacia fuera. Con el método del acumulador, un acumulador recoge la masa fundida y, cuando el molde anterior se haya enfriado y haya acumulado suficiente plástico, una barra empuja la masa fundida y forma el parison. En este caso, el tornillo puede girar de forma continua o intermitente. Con la extrusión continua, el peso del molde arrastra el parison y dificulta la calibración del grosor de la pared. Los sistemas de acumulador o los métodos de tornillo alternante utilizan sistemas hidráulicos para empujar el parison hacia fuera rápidamente, reduciendo así el efecto del peso y permitiendo un control preciso del grosor de la pared mediante el ajuste del espacio entre las matrices con un dispositivo de programación de parison.
Los procesos de EBM pueden ser continuos (extrusión constante del parison) o intermitentes. Los tipos de equipos de EBM se pueden categorizar de la siguiente manera:
Equipos de extrusión continua
Sistemas de moldeo por soplado con rueda giratoria
Máquinas de transporte
Máquinas de extrusión intermitente
Máquinas de tornillo de pistón
Máquinas para cabeza acumuladora
Algunos ejemplos de piezas fabricadas mediante el proceso EBM incluyen la mayoría de los productos huecos de polietileno, botellas de leche, botellas de champú, conductos de ventilación para automóviles, cubos de agua y piezas industriales huecas como los tambores.
Las ventajas del moldeo por soplado incluyen: bajo coste de los moldes y herramientas; velocidades de producción rápidas; capacidad para moldear piezas complejas; y la posibilidad de incorporar elementos de agarre en el diseño.
Los inconvenientes del moldeo por soplado incluyen: limitación a piezas huecas, baja resistencia, necesidad de aumentar las propiedades de barrera, uso de parchas multicapa de diferentes materiales que no son reciclables y necesidad de realizar un corte para hacer jarras con cuello ancho.
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Los contenedores, como los jarrones, suelen tener un exceso de material debido al proceso de moldeo. Este exceso de material se retira mediante el giro de un cuchillo alrededor del contenedor, lo que corta el material. Este exceso de plástico se recicla para crear nuevos moldes. Los cortadores de plástico de giro se utilizan con varios materiales, como el PVC, el HDPE, el PE+LDPE y otros. Cada tipo de material tiene sus propias características físicas que afectan al proceso de corte. Por ejemplo, los moldes fabricados con materiales amorfsos son mucho más difíciles de recortar que los materiales cristalinos. A menudo se utilizan cuchillas recubiertas de titanio en lugar de las habituales de acero para aumentar la vida útil en un factor de 30 veces.
Moldeo por inyección por soplado
El proceso de moldeo por inyección (IBM) se utiliza para la producción de objetos de vidrio y plástico huecos en grandes cantidades. En el proceso IBM, el polímero se inyecta en un núcleo; luego el núcleo se gira hacia una estación de moldeo por inyección para inflarse y enfriarse. Este es el proceso menos utilizado de los tres procesos de moldeo por inyección y se utiliza normalmente para fabricar pequeñas botellas médicas y para servir porciones individuales. El proceso se divide en tres etapas: inyección, soplado y expulsión.
La máquina de moldeo por inyección a chorro se basa en un cilindro de extrusión y un conjunto de tornillos que funden el polímero. El polímero fundido se introduce en un colector de chorros calientes, donde se inyecta a través de los boquillas en una cavidad calentada y un pin de núcleo. La cavidad de molde forma la forma externa y se sujeta alrededor de un vástago de núcleo que forma la forma interna de la preforma. La preforma consta de un cuello de botella/jarón completamente formado con un tubo grueso de polímero unido, que formará el cuerpo. Aspecto similar a un tubo de ensayo con un cuello roscado.
El molde de preforma se abre y la barra central se gira y se sujeta en el molde hueco y refrigerado. El extremo de la barra central se abre y permite que el aire comprimido entre en el preforma, lo que la infla hasta alcanzar la forma del artículo final.
Después de un periodo de enfriamiento, el molde de soplado se abre y la barra central se gira hacia la posición de expulsión. El artículo terminado se retira de la barra central y, como opción, se puede realizar una prueba de fugas antes de embalarlo. La preforma y el molde de soplado pueden tener muchas cavidades, normalmente entre tres y dieciséis, dependiendo del tamaño del artículo y de la salida requerida. Existen tres conjuntos de barras centrales, que permiten la inyección simultánea de preformas, el soplado y la expulsión.
Ventajas: Produece un cuello moldeado por inyección para garantizar la precisión.
Desventajas: solo es adecuado para botellas de capacidad pequeña, ya que es difícil controlar el centro de la base durante el soplado. No se logra un aumento en la resistencia de la barrera, ya que el material no está estirado biaxialmente. No se pueden incorporar asas.
Proceso de moldeo por inyección con estiramiento
Existe una variante principal de este proceso: el proceso de dos etapas. Este proceso se divide en tres estaciones y cuatro estaciones. En el proceso de inyección de dos etapas, la plastilina se molda primero en un “preform” utilizando este moldeo por inyección proceso. Estos preformas se producen con los colas de los botellas, incluyendo los hilos (el “acabado”) en un extremo. Estas preformas se empaquetan y se alimentan posteriormente (después de enfriarse) a una máquina de inyección de dos etapas. En el proceso de ISB, las preformas se calientan (típicamente utilizando calentadores infrarrojos) por encima de su temperatura de transición vítrea, luego se inyectan mediante aire a alta presión en botellas utilizando moldes metálicos. La preforma siempre se estira con un bastón de núcleo como parte del proceso.
Ventajas: Se producen volúmenes muy elevados. Hay poca restricción en el diseño de las botellas. Las preformas se pueden vender como un artículo completo para que un tercero las fabrique. Desventajas: Coste de capital elevado. La superficie requerida es elevada. Solo se adaptan a botellas redondas.
En el proceso de una sola etapa, tanto la fabricación de la preforma como el soplado de la botella se realizan en la misma máquina. El método anterior de 4 estaciones, que incluye inyección, recalentamiento, soplado de estiramiento y expulsión, es más costoso que la máquina de 3 estaciones, que elimina la etapa de recalentamiento y utiliza la calor latente en la preforma, ahorrando así costos de energía para recalentar y un 25% de reducción en el uso de herramientas. El proceso se explica de la siguiente manera: Imaginemos que las moléculas son bolas redondas pequeñas; cuando están juntas, tienen grandes espacios de aire y un contacto superficial pequeño; primero se estira verticalmente las moléculas y luego se soplan para estirar horizontalmente; el estiramiento biaxial hace que las moléculas se conviertan en una forma cruzada; estas “cruzadas” se juntan formando un solo cuerpo, dejando poco espacio, ya que más superficie se ha contactado, lo que hace que el material sea menos poroso y aumente la resistencia a la permeación. Este proceso también aumenta la resistencia para ser ideal para el llenado de bebidas carbonatadas.
Ventajas: Muy adecuado para volúmenes bajos y tiradas cortas. Dado que la preforma no se libera durante todo el proceso, el grosor de la pared de la preforma se puede adaptar para obtener una anchura uniforme al soplar formas rectangulares y no redondas.
Desventajas: Restricciones en el diseño de las botellas. Solo se puede elaborar una base de champagne para las botellas con gas.