Emmotllament per injecció

En l'emmotllament per injecció assistit per gas, un gas inert a pressió (normalment gas nitrogenat) s'injecta al motlle just després del plàstic fos, forçant el material a les parets del motlle i deixant una cavitat on hi havia el gas. Aquest gas permet incorporar seccions buides en un motlle, però també afavoreix el refredament i evita distorsions uniformitzant els gruixos de les parets, especialment en parets gruixudes en un motlle d'injecció. Els usos de l'emmotllament per injecció assistit per gas inclouen la reducció de material en peces grans, productes buits i altres dissenys porosos.
Els avantatges d'aquest tipus d'emmotllament per injecció de plàstic giren al voltant de la seva capacitat per reduir l'ús de material i el temps de refredament. La butxaca de gas omplirà seccions més gruixudes, donant lloc a menys deformacions i temps de refredament més ràpids a mesura que el plàstic fos flueix cap a les parets del motlle més fredes. La pressió també fa que es produeixi menys contracció quan es refreda i minimitza la possibilitat que apareguin marques d'enfonsament. L'emmotllament per injecció assistit per gas també requereix forces de subjecció més baixes i tensions residuals generals, la qual cosa condueix a un procés d'emmotllament per injecció més estable.
L'emmotllament per injecció assistit per gas no ve sense les seves limitacions; només es pot aplicar realment a motlles d'una sola cavitat, en cas contrari, la canalització del gas es complica massa (això s'agreuja si les múltiples cavitats són úniques entre si). A més, alguns materials poden reaccionar amb el gas o s'emboiren a causa de la naturalesa del gas que s'interfaça amb la superfície del material. Els plàstics transparents són especialment propensos a aquest efecte i, per tant, normalment no poden ser modelats per injecció assistits per gas.

En l'emmotllament de parets primes, les peces maximitzen l'estalvi de materials i costos mitjançant l'ús de gruixos de parets primes en relació amb la mida total de la peça. L'emmotllament de paret prima permet parets de 1-2mm de gruix que redueixen el temps de cicle però augmenten la pressió d'injecció necessària. Les màquines especialitzades d'emmotllament per injecció de paret prima tenen les especificacions de precisió més altes entre les màquines d'emmotllament per injecció, ja que l'emmotllament de paret prima s'utilitza sovint per a peces petites. Els usos de l'emmotllament per injecció de paret prima són aplicacions petites i de tolerància estreta, com ara peces electròniques, tancaments, components de dispositius mèdics, tubs, etc.
Els avantatges de l'emmotllament per injecció de paret prima, com s'ha esmentat anteriorment, són l'estalvi de costos i la velocitat. Les peces de plàstic de paret prima requereixen menys material, la qual cosa comporta un menor cost del material i un consum global de recursos en comparació amb els mètodes tradicionals d'emmotllament per injecció. El temps de cicle també es redueix dràsticament i les peces produeixen menys emissions de l'enviament a causa del seu pes reduït. Un motlle d'injecció de paret prima també es pot fer de plàstics reciclables, i les peces de paret prima redueixen el pes (i, per tant, les emissions) en aplicacions basades en combustible com equips pesats i vehicles d'automòbil.
Els desavantatges de l'emmotllament per injecció de paret prima són que els motlles d'injecció de paret prima i les màquines d'emmotllament són més cares i el seu funcionament requereix tècnics d'emmotllament formats. Hi ha poc marge d'error perquè els motlles d'injecció de parets primes requereixen una precisió extrema i toleràncies baixes. Els tècnics i dissenyadors han d'explorar el projecte a la recerca de fonts de defectes i optimitzacions potencials, la qual cosa condueix a temps de lliurament més llargs dels motlles i del projecte en general. Les parets primes també requereixen pressions més altes, la qual cosa significa que les màquines han d'estar equipades amb components resistents a l'estrès que han de funcionar sense problemes durant milers i milers de cicles.

L'emmotllament per injecció de silicona líquida permet la producció massiva de productes de cautxú de silicona. Aquest tipus d'emmotllament per injecció es diferencia d'altres ja que el cautxú de silicona és tècnicament un cautxú termoestabl, per tant requerirà vulcanització (el procés que proporciona al cautxú les seves propietats materials beneficioses com la durabilitat i la flexibilitat). Al contrari de l'emmotllament per injecció típic, on s'injecta plàstic fos en un motlle més fred, el cautxú de silicona freda s'injecta en una cavitat del motlle escalfada i es vulcanitza. Aquesta tecnologia d'emmotllament per injecció requereix equips especialitzats com mescladors, unitats de mesura, motlles perfectament segellats i altres components. Els usos inclouen productes per a aplicacions de segellat, connectors, sobreemmotllament per a altres productes plàstics, productes infantils, productes mèdics biocompatibles, equips de cocció, productes aïllants i molt més.
L'emmotllament per injecció de silicona líquida té diversos avantatges únics. El material no requereix cap fusió i es pot mantenir en forma líquida, llest per al seu ús. La silicona generalment es solidifica ràpidament i produeix poques rebaves o residus si la màquina està dissenyada correctament. Aquesta tecnologia d'emmotllament per injecció normalment automatitza el procés d'injecció per reduir els errors de l'operador i ofereix un procés de menor risc, ja que en cap moment el material està calent excepte dins del motlle. Els productes de silicona són un dels únics materials biocompatibles i són impressionantment resistents als productes químics, la temperatura i l'electricitat, cosa que els converteix en una oferta única d'una selecció d'emmotllament per injecció carregada de termoplàstics.
L'emmotllament per injecció de silicona líquida no és perfecte; la vulcanització del material de silicona és un procés irreversible, és a dir, un cop posada una peça, no hi ha marxa enrere. No hi ha reciclatge de productes de silicona, i si es comet un error, el material no es pot tornar a convertir en estoc com passa amb altres tipus d'emmotllament per injecció. A més, la silicona líquida requereix un equip únic propi que pot ser més difícil d'obtenir i mantenir regularment.

L'emmotllament d'escuma estructural permet la producció en massa de peces molt grans, gràcies a la introducció d'un material compost format a partir d'un polímer barrejat amb un gas inert (com el nitrogen) o un agent de bufat químic. El material es manté separat en estat líquid i després es barreja dins del motlle. A continuació, s'afegeix el bufador de gas/químic a la mescla, provocant un canvi en la reacció química que dóna lloc a la formació d'una expansió ràpida i de baixa densitat d'escuma. A mesura que l'escuma s'expandeix i cura, l'interior conserva el seu nucli d'alta porositat mentre que la interfície superficial entre l'escuma i el motlle s'enfonsa, formant una pell protectora d'alta densitat a l'exterior de la peça. El motlle d'injecció resultant és un producte d'escuma lleuger, flexible i fort. Els usos per a l'emmotllament d'escuma estructural inclouen sostres d'automòbils, carcasses per a equips mèdics, esquís, peces interiors i exteriors d'automòbils i altres peces grans.
Els avantatges de l'emmotllament per injecció d'escuma estructural rau en la seva capacitat de fabricar peces grans, lleugeres, fortes i rendibles. Les peces d'escuma estructural poden expandir-se a la mida dels sostres dels cotxes i altres productes grans i utilitzar menys material gràcies a la seva porositat inherent. A més, aquesta naturalesa porosa contribueix a la reducció de pes sense compensació per la força; Les peces d'escuma estructural són fortes, duradores i fins a 8 vegades més rígides que els polímers sòlids. L'emmotllament per injecció d'escuma estructural és fàcil de modelar, ja que conquereix fàcilment parets de gruix variable, experimenta menys estrès durant el procés, és resistent a la deformació i té una menor incidència de danyar motlles i màquines. Les peces d'escuma estructural també es produeixen ràpidament, es pinten fàcilment i no es veuen afectades en gran mesura pels diferencials de temperatura.
Els desavantatges de l'emmotllament d'escuma estructural són principalment el resultat del material d'escuma, ja que els acabats superficials són rugosos, els gruixos de les parets no poden ser inferiors a ¼ de polzada de gruix i, en general, requereixen més postprocessament que altres tipus d'emmotllament per injecció. A més, l'emmotllament d'escuma estructural té velocitats de producció més baixes que altres tècniques d'emmotllament per injecció.

Probablement el tipus més nou i únic d'emmotllament per injecció, l'emmotllament per injecció de metall permet la producció de productes metàl·lics modelats per injecció. En el procés, la pols metàl·lica i l'aglutinant es barregen i es granulen. A continuació, aquesta anomenada "matèria prima" s'injecta a una unitat d'injecció, on es modela el producte en brut. Després de l'emmotllament, la peça es neteja amb un dissolvent i es desenganxa tèrmicament el seu material aglutinant, deixant enrere un producte totalment metàl·lic (però encara porós). El producte desenganxat es reforça encara més en un forn de sinterització on les partícules metàl·liques s'uneixen en una matriu sòlida (normalment sota buit per assolir una alta densitat de sòlids) i la peça està preparada per a procediments de postprocessament addicionals com l'acabat, el tractament tèrmic, etc. procés s'utilitza per produir en massa petits (<100g) metal components in a single step such as hand tool heads, mechanical components, linkages, automotive and aerospace parts, and more.
L'emmotllament per injecció de metall té l'avantatge de poder crear peces metàl·liques que abans eren impossibles de produir amb mètodes més tradicionals. A més, es pot modelar un gran volum de peces en un sol pas, cosa que pot rivalitzar amb el procés de fosa més comú per a peces metàl·liques petites. També ofereix funcions d'alta fidelitat per al producte final, com ara moletejats, forats i altres detalls fins. Els gruixos de paret es poden fer amb toleràncies dimensionals estretes (centenars de micròmetres) i pràcticament no hi ha residus (un benefici significatiu en comparació amb totes les altres tècniques de fabricació de metalls).
El principal inconvenient d'aquesta tecnologia d'emmotllament per injecció és que és una mica cara i limitada a volums i mides de peces més baixes. L'equip necessari per a l'emmotllament per injecció de metalls és bastant car i, fins ara, els usos de l'emmotllament per injecció de metalls es troben en aplicacions de gamma alta que requereixen peces metàl·liques increïblement complexes i detallades.