La fundición de resina es un método de fundición de plástico en el que se llena un molde con una resina sintética líquida , que luego se endurece. Se utiliza principalmente para producción a pequeña escala, como prototipos industriales y odontología. Lo pueden realizar aficionados con poca inversión inicial y se utiliza en la producción de juguetes, modelos y figuras coleccionables, así como en la producción de joyas a pequeña escala.
La resina sintética para tales procesos es un monómero para fabricar un polímero plástico termoendurecible . Durante el proceso de fraguado, el monómero líquido se polimeriza formando 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 tales usos, el "agente de curado" mezclado con la resina contiene lo que se conoce vagamente como un " catalizador ", pero que es más técnicamente una fuente inicial de radicales libres (como MEKP ) para actuar como iniciador en una reacción libre. Polimerización por reacción química en cadena por radicales . Alternativamente, la fundición 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 funcionalmente contiene un segundo polímero, para usar en la formación de un producto plástico final que sea un copolímero . Los copolímeros contienen dos entidades químicas alternas diferentes en la molécula de polímero final.
Lo más común es que se use una resina termoendurecible que polimeriza mezclándose 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 la fabricación de 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 metacrilato de metilo , produce vidrio acrílico (también llamado PMMA, Lucita, Plexiglás), que no es un vidrio sino un polímero plástico 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 formando un plástico de poliestireno transparente similar al vidrio , con la adición de un catalizador adecuado.
Un molde flexible puede estar hecho de caucho de látex , caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente , del cual hay dos tipos: catalizado con estaño [2] (a veces llamado curado por condensación debido a los alcoholes que salen como subproducto de la reacción) o platino [ 3] (o curado por adición, por lo tanto sin subproducto) catalizado. Se pueden utilizar otros materiales similares a un coste relativamente bajo, pero sólo se pueden utilizar para un número limitado de piezas fundidas.
El método más simple es la fundición por gravedad, donde la resina se vierte en el molde y se empuja hacia todas las piezas por gravedad. Cuando se mezclan las dos partes de resina, tienden a introducirse burbujas de aire en el líquido que se pueden eliminar en una cámara de vacío . La fundición también se puede realizar en una cámara de vacío (cuando se utilizan moldes abiertos) para extraer estas burbujas, o en una olla a presión, para reducir su tamaño hasta el punto en que no sean visibles. Un equipo especializado puede permitir llenar moldes cerrados al vacío, un proceso conocido como fundición 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 mayor, pero el molde se puede usar para producir una cantidad mucho mayor de unidades, lo que resulta en un menor costo por unidad.
La fundición de resina se utiliza para producir juguetes y figuras coleccionables y personalizados, como juguetes de diseño , kits de garaje y muñecos articulados , así como modelos a escala , ya sean piezas individuales o modelos completos de objetos como trenes , aviones o barcos . Generalmente se producen en pequeñas cantidades, desde decenas hasta unos pocos cientos de ejemplares, en comparación con las figuras de plástico moldeadas por inyección, que se producen por miles. La fundición de resina requiere más mano de obra que el moldeo por inyección, y los moldes blandos utilizados se desgastan con 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 personalización, mientras que las empresas pueden utilizarlo para producir pequeñas tiradas para la venta pública.
La creación de un juguete o figura comienza con el proceso tradicional de escultura donde el artista diseña una escultura de arcilla . Cuando corresponde, por ejemplo al hacer un kit de garaje, la escultura se disecciona en varias partes, como cabeza, torso, brazos y piernas. Para cada pieza se fabrica un molde flexible hecho de caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente (RTV).
Una vez fabricado el molde, se vierte en cada cavidad del molde una resina sintética , como poliuretano o epoxi, mezclada con un agente de curado. La mezcla de las dos partes líquidas provoca una reacción exotérmica que genera calor y en cuestión de minutos hace que el material se endurezca, produciendo piezas fundidas o copias con la forma del molde en el que se ha vertido. Los moldes suelen estar divididos por la mitad (como los huevos de Pascua de chocolate ahuecados con caramelos en el interior) y se puede utilizar un agente desmoldante para facilitar la extracción de la resina endurecida/fraguada del molde. La pieza 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 reacción, el molde se degrada gradualmente y pierde pequeños detalles. Normalmente, un molde flexible producirá entre 25 y 100 piezas fundidas dependiendo del tamaño de la pieza y la intensidad del calor generado.
Dependiendo del tipo de producto, se puede cortar o lijar para eliminar cualquier artefacto de fundición, como bebederos y costuras. Algunos productos también se ensamblan y pintan, mientras que algunos modelos y kits, que están destinados a ser ensamblados por el consumidor, quedan 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 tanto de los maestros originales como de las piezas fundidas en resina varía debido a las diferencias en las habilidades del creador, así como a las técnicas de fundición.