La fundición de resina es un método de fundición de plástico en el que se rellena un molde con una resina sintética líquida , que luego se endurece. Se utiliza principalmente para la producción a pequeña escala, como prototipos industriales y odontología. Puede ser realizada por aficionados con una pequeña inversión inicial y se utiliza en la producción de juguetes, modelos y figuras coleccionables, así como en la producción de joyería a pequeña escala.
La resina sintética para estos procesos es un monómero para fabricar un polímero termoendurecible plástico . Durante el proceso de endurecimiento, el monómero líquido se polimeriza en el polímero, endureciéndose así hasta convertirse en un sólido.
En el proceso se pueden utilizar resinas monoméricas que forman homopolímeros (polímeros que contienen un solo tipo de polímero). En estos usos, el "agente de curado" mezclado con la resina contiene lo que se denomina vagamente un " catalizador ", pero que técnicamente es una fuente inicial de radicales libres (como MEKP ) para actuar como iniciador en una polimerización por reacción química en cadena de radicales libres . Alternativamente, el moldeado de resina se puede lograr con una resina más una cantidad casi igual de un líquido "endurecedor" (como en muchos sistemas de resina epoxi o resina de poliéster ), que contiene funcionalmente un segundo polímero, para su uso en la formación de un producto plástico final que es un copolímero . Los copolímeros contienen dos entidades químicas alternas diferentes en la molécula de polímero final.
Lo más común es utilizar una resina termoendurecible que se polimeriza al mezclarla con un agente de curado (catalizador de polimerización) a temperatura ambiente y presión atmosférica normal. Las resinas reciben su nombre por analogía con las resinas vegetales, pero son monómeros sintéticos para fabricar plásticos poliméricos. Las denominadas resinas sintéticas utilizadas incluyen resina de poliestireno , resina de poliuretano , resina epoxi , resina de poliéster insaturado , resina acrílica y resina de silicona .
La resina epoxi tiene una viscosidad menor que la resina de poliuretano [ cita requerida ] ; la resina de poliéster también se encoge notablemente durante el curado. [1] La resina acrílica , en particular el tipo de resina sintética de metacrilato de metilo , produce vidrio acrílico (también llamado PMMA, Lucite, Plexiglass), que no es un vidrio sino un polímero plástico que es transparente y muy duro. Es adecuado para incrustar objetos (como, por ejemplo, trofeos acrílicos ), con fines de exhibición. El estireno es un monómero líquido similar a temperatura ambiente, que también se polimerizará en plástico de poliestireno similar al vidrio transparente , con la adición de un catalizador adecuado.
Se puede fabricar un molde flexible de caucho de látex , caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente , de los cuales hay dos tipos: catalizado con estaño [2] (a veces llamado curado por condensación debido a que los alcoholes se filtran como subproducto de la reacción) o catalizado con platino [3] (o curado por adición, por lo tanto sin subproducto). Se pueden utilizar otros materiales similares a un costo relativamente bajo, pero solo se pueden utilizar para un número limitado de piezas fundidas.
El método más simple es el colado por gravedad, en el que la resina se vierte en el molde y se introduce en todas las piezas por gravedad. Cuando se mezclan las dos partes de resina, tienden a introducirse burbujas de aire en el líquido, que pueden eliminarse en una cámara de vacío . El colado también puede realizarse en una cámara de vacío (cuando se utilizan moldes abiertos) para extraer estas burbujas, o en un recipiente a presión, para reducir su tamaño hasta el punto en que no sean visibles. Un equipo especializado puede permitir que los moldes cerrados se llenen mientras están al vacío, un proceso conocido como colado al vacío de resina, en el que las burbujas de aire y gas se eliminan por completo de la pieza fundida. Se puede utilizar presión y/o fuerza centrífuga para ayudar a empujar la resina líquida hacia todos los detalles del molde. El molde también se puede hacer vibrar para expulsar las burbujas.
Cada unidad requiere cierta cantidad de mano de obra, lo que hace que el costo final por unidad producida sea bastante alto. Esto contrasta con el moldeo por inyección , donde el costo inicial de crear el molde de metal es más alto, pero el molde se puede utilizar para producir una cantidad mucho mayor de unidades, lo que resulta en un costo por unidad más bajo.
La fundición de resina se utiliza para producir juguetes y figuras coleccionables y personalizadas, como juguetes de diseño , kits de garaje y muñecas articuladas , así como modelos a escala , ya sean piezas individuales o modelos completos de objetos como trenes , aviones o barcos . Por lo general, se producen en pequeñas cantidades, desde decenas hasta unos pocos cientos de copias, en comparación con las figuras de plástico moldeadas por inyección que se producen en muchos miles. La fundición de resina requiere más mano de obra que el moldeo por inyección, y los moldes blandos utilizados se desgastan en cada fundición. El bajo costo de inversión inicial de la fundición de resina significa que los aficionados individuales pueden producir pequeñas tiradas para su propio uso, como la personalización, mientras que las empresas pueden usarla para producir pequeñas tiradas para la venta al público.
La creación de un juguete o figura comienza con el proceso tradicional de esculpido , en el que el artista diseña una escultura de arcilla . Cuando es apropiado, por ejemplo, al hacer un kit de garaje, la escultura se disecciona en varias partes, como la cabeza, el torso, los brazos y las piernas. Para cada parte se hace un molde flexible hecho de caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente (RTV).
Una vez realizado el molde, se vierte en cada cavidad del mismo una resina sintética (como poliuretano o epoxi) mezclada con un agente de curado. Al mezclar las dos partes líquidas se produce una reacción exotérmica que genera calor y, en cuestión de minutos, hace que el material se endurezca, lo que da lugar a piezas fundidas o copias con la forma del molde en el que se ha vertido. Los moldes suelen dividirse por la mitad (como los huevos de Pascua de chocolate ahuecados con caramelos en su interior) y se puede utilizar un agente desmoldante para facilitar la extracción de la resina endurecida/fraguada del molde. La pieza fundida de resina endurecida se retira del molde flexible y se deja enfriar.
Debido a la naturaleza agresiva de la mayoría de los compuestos utilizados para la fundición y a la alta temperatura de la reacción, el molde se degrada gradualmente y pierde pequeños detalles. Por lo general, un molde flexible rendirá entre 25 y 100 piezas fundidas, dependiendo del tamaño de la pieza y de la intensidad del calor generado.
Dependiendo del tipo de producto, se puede cortar o lijar para eliminar cualquier defecto de fundición, como gradas y juntas. Algunos productos también se ensamblan y pintan, mientras que algunos modelos y kits, que están destinados a que los ensamble el consumidor, se dejan sin terminar.
La capacidad de los moldes de silicona RTV para reproducir hasta el más mínimo detalle significa que muchas de estas piezas fundidas de bajo volumen son de muy alta calidad. La calidad de los originales y de las piezas fundidas de resina varía debido a las diferencias en la habilidad del creador, así como en las técnicas de fundición.