El moldeo por compresión es un método de moldeo en el que el material de moldeo, generalmente precalentado, se coloca primero en una cavidad de molde abierta y calentada . El molde se cierra con un elemento de fuerza superior o tapón, se aplica presión para forzar que el material entre en contacto con todas las áreas del molde, mientras se mantienen el calor y la presión hasta que el material de moldeo se haya curado; Este proceso se conoce como método de moldeo por compresión y en el caso del caucho también se conoce como "vulcanización". [1] El proceso emplea resinas termoestables en una etapa parcialmente curada, ya sea en forma de gránulos, masas similares a masillas o preformas.
El moldeo por compresión es un método de gran volumen y alta presión adecuado para moldear refuerzos de fibra de vidrio complejos y de alta resistencia. Los termoplásticos compuestos avanzados también se pueden moldear por compresión con cintas unidireccionales, tejidos, esteras de fibra orientadas aleatoriamente o hebras cortadas. La ventaja del moldeo por compresión es su capacidad para moldear piezas grandes y bastante complejas. Además, es uno de los métodos de moldeo de menor costo en comparación con otros métodos como el moldeo por transferencia y el moldeo por inyección ; además, desperdicia relativamente poco material, lo que le da una ventaja cuando se trabaja con compuestos costosos.
Sin embargo, el moldeo por compresión a menudo proporciona una mala consistencia del producto y dificultad para controlar el rebaba , y no es adecuado para algunos tipos de piezas. Se producen menos líneas de tejido y se nota una menor degradación de la longitud de la fibra en comparación con el moldeo por inyección. El moldeo por compresión también es adecuado para la producción de formas básicas ultragrandes en tamaños que superan la capacidad de las técnicas de extrusión. Los materiales que normalmente se fabrican mediante moldeo por compresión incluyen: sistemas de resina de fibra de vidrio de poliéster (SMC/BMC), Torlon , Vespel , poli(sulfuro de p-fenileno) (PPS) y muchos grados de PEEK . [2]
El moldeo por compresión es comúnmente utilizado por ingenieros de desarrollo de productos que buscan piezas de caucho y silicona rentables. Los fabricantes de componentes moldeados por compresión de bajo volumen incluyen PrintForm, 3D, STYS y Aero MFG.
El moldeo por compresión se desarrolló por primera vez para fabricar piezas compuestas para aplicaciones de reemplazo de metal; el moldeo por compresión se utiliza normalmente para fabricar piezas planas o moderadamente curvas más grandes. Este método de moldeado se utiliza mucho en la fabricación de piezas de automóviles, como capós, guardabarros, palas, alerones, así como piezas más pequeñas y complejas. El material a moldear se coloca en la cavidad del molde y los platos calentados se cierran mediante un ariete hidráulico. El compuesto de moldeo a granel (BMC) o el compuesto de moldeo en láminas (SMC) se adaptan a la forma del molde mediante la presión aplicada y se calientan hasta que se produce la reacción de curado. El material de alimentación SMC generalmente se corta para ajustarse a la superficie del molde. Luego se enfría el molde y se retira la pieza.
Los materiales se pueden cargar en el molde en forma de gránulos o láminas, o el molde se puede cargar desde una extrusora de plastificación. Los materiales se calientan por encima de sus puntos de fusión, se forman y se enfrían. Cuanto más uniformemente se distribuya el material de alimentación sobre la superficie del molde, menos orientación del flujo se producirá durante la etapa de compresión. [3]
El moldeo por compresión también se usa ampliamente para producir estructuras tipo sándwich que incorporan un material central como un panal o espuma de polímero. [4]
Las matrices termoplásticas son habituales en las industrias de producción en masa. Un ejemplo significativo son las aplicaciones automotrices donde las tecnologías líderes son los termoplásticos reforzados con fibra larga (LFT) y los termoplásticos reforzados con fibra de vidrio (GMT).
En el moldeo por compresión hay seis consideraciones importantes que un ingeniero debe tener en cuenta [ cita necesaria ] :
El moldeo por compresión es un proceso de formación en el que un material plástico se coloca directamente en un molde de metal calentado y luego el calor lo ablanda y, por lo tanto, se obliga a adaptarse a la forma del molde, a medida que éste se cierra. Una vez que se completa el moldeado, se puede eliminar el exceso de Flash. Normalmente, las máquinas de moldeo por compresión se abren a lo largo de un eje vertical.
El uso de compuestos plásticos termoestables caracteriza este proceso de moldeo de muchos de los otros procesos de moldeo. Estos termoestables pueden tener forma de preforma o de gránulos. A diferencia de algunos de los otros procesos, encontramos que los materiales generalmente se precalientan y miden antes del moldeo. Esto ayuda a reducir el exceso de flash. Con el plástico también se pueden moldear inserciones, normalmente metálicas. Como nota al margen, recuerde no permitir ningún corte en la forma, ya que hará que la expulsión sea especialmente difícil. Las matrices termoplásticas con una vida útil inherente indefinida y tiempos de ciclo de moldeo más cortos se utilizan ampliamente y se muestran ejemplos en la Ref. 3.
El moldeo por compresión es una de las técnicas de fabricación más antiguas para el moldeado de caucho [ cita requerida ] . Los parámetros del proceso incluyen tiempo de moldeo, temperatura y presión. Por lo general, se utiliza una presión de sujeción de 300 a 400 toneladas. El molde típico tiene forma de concha de almeja y el fondo es la cavidad del molde. La prensa de moldeo se parecía mucho a una prensa vertical llena de cuchara utilizada para fundir aluminio. El moldeo por compresión utiliza preformas hechas por una extrusora y una cortadora (en las que dos cuchillas se unen en el centro para cortar el extruido a la medida) o un troquel de rodillo y una troqueladora .
Las botellas de agua moldeadas por compresión están hechas de láminas troqueladas de 3 por 6 pulgadas. Se coloca una hoja debajo de un núcleo y una hoja de igual tamaño encima del núcleo, y luego se baja la parte superior del molde con la mano o con un elevador hasta casi cerrarlo. Luego, el molde se empuja hacia la prensa y la prensa se cierra hidráulicamente hasta alcanzar la presión máxima. La temperatura del molde es de unos 350 grados. Cuando finaliza el ciclo (después de aproximadamente 3,5 a 4,0 minutos), la prensa se abre y el molde se saca hacia el operador. El operador abre la parte superior del molde de almeja y apoya la parte superior del molde contra la prensa. Expuesta está la botella con el núcleo todavía dentro. Mientras la botella aún está caliente, el operador inserta unas púas entre la botella y el núcleo de acero y estira la botella por el cuello para liberarla del núcleo.
Las preformas para centros de pelotas de golf moldeadas por compresión se extruyen . La preforma tiene un trozo redondo de 1 pulgada por 1 pulgada que se levanta en la cavidad del molde. Durante el ciclo, el operador carga la plantilla con trozos y coloca la plantilla sobre el molde. Las preformas se liberan en la cavidad del molde cuando se tira de la bandeja deslizante. Cuando se abre el molde, la placa inferior desciende y el molde se empuja hidráulicamente hacia el operador. La lámina térmica (todas las piezas moldeadas de ese ciclo unidas por una línea de separación (flash)) luego se coloca en un carro de transferencia para ser troquelada.
Se utilizan tres tipos de moldes: los de tipo émbolo rápido, los de tipo émbolo recto y los de tipo émbolo "aterrizado". El molde tipo flash debe tener una carga precisa de plástico y producir un flash horizontal (material sobrante que sobresalga del molde). El molde tipo émbolo recto permite cierta imprecisión en la carga del plástico y produce un destello vertical. El molde tipo émbolo aterrizado debe tener una carga precisa de plástico y no se produce rebaba. Se explican más detalles en la Ref 3.
