Espesor de pared

Dimensionamiento

El espesor general recomendado para las paredes de piezas moldeadas por inyección depende del tamaño de la geometría, el material seleccionado y el rendimiento deseado para la geometría. Aquí, el rendimiento se utiliza para resumir las características deseadas en los siguientes campos:

• Mecánica: resistencia y rigidez.
• Impacto: capacidad para absorber energía mecánica.
• Aislamiento: térmico y/o eléctrico.
• Inflamabilidad: facilidad con la que se enciende un material.

Típicamente, el espesor de la pared estará en el rango de 0,5 mm a 4 mm. En casos específicos, también pueden darse espesores menores o mayores. Una recomendación básica de diseño es mantener los espesores de pared lo más delgados y uniformes posible. Donde no se puedan evitar variaciones de espesor por requerimientos de diseño, la transición debe ser gradual, como se indica en la Figura 1.

En general, es relativamente fácil eliminar metal de una cavidad de molde metálico existente. Agregar metal, por el contrario, puede ser difícil (costoso) o incluso imposible (requiriendo rehacer el molde, lo cual es costoso). Desde la perspectiva del espesor de pared de la pieza, se puede aumentar el espesor, pero no reducirlo. Por lo tanto, en caso de duda, comience con espesores más delgados en lugar de más gruesos; este principio se denomina diseño "steel safe" o "metal safe".

Influencia del espesor de pared

Es importante elegir cuidadosamente el espesor nominal de la pared. Esto se debe a que, además del rendimiento estructural, el espesor de pared influye en los siguientes aspectos:

• Llenado del molde: si el espesor de la pared no es adecuado para el comportamiento de flujo del material termoplástico, puede resultar difícil llenar por completo el molde.
• Peso de la pieza: obviamente, a mayor espesor de pared, mayor será el peso de la pieza.
• Tiempo de enfriamiento: cuanto mayor sea el espesor de la pared, más tardará la pieza en enfriarse tras el moldeo por inyección.
• Costo de la pieza: tanto el mayor peso como el incremento en el volumen y el tiempo de ciclo de moldeo por inyección resultan en costos de pieza más elevados.
• Precisión dimensional: diferentes zonas de la pieza experimentan distintas velocidades de enfriamiento, lo que suele ocurrir cuando el espesor de la pared es alto o no es uniforme, generando tensiones residuales que pueden causar deformaciones tras la expulsión del molde.
• Rendimiento de la pieza: las secciones gruesas pueden provocar la formación de vacíos dentro del espesor de la pared.
• Estética de la pieza: si el espesor (local) de la pared es demasiado alto, las velocidades de enfriamiento no uniformes pueden dar lugar a marcas de hundimiento (ver Figura 3).

Espesor de pared específico del material

El espesor de pared recomendado depende también del comportamiento de flujo de los materiales. Los siguientes factores relacionados con el material influyen en su comportamiento de flujo:

• Viscosidad a la temperatura de moldeo.
• Nivel y velocidad de cristalización.
• Presencia de refuerzo de fibras y otros aditivos.

Para obtener una primera impresión del comportamiento de flujo de un material específico, se pueden consultar las curvas de flujo en espiral. Estas proporcionan una medida relativa de la longitud máxima de flujo alcanzable para un determinado espesor de pared y presión de inyección. Las curvas de flujo en espiral de materiales Envalior ampliamente utilizados están disponibles en nuestro PlasticsFinder.

Espesor de pared y viscosidad del material

El comportamiento de flujo de un material plástico fundido se expresa en términos de su viscosidad: un valor menor de viscosidad significa que el material fluye mejor en estado fundido. Esto resulta beneficioso al moldear piezas con secciones de pared muy delgadas.

Envalior’s Akulon (PA6 & PA66) y Stanyl (PA46)  ofrecen varias calidades de flujo mejorado. Mayor flujo translates en lo siguiente:

• Relleno más sencillo de la cavidad del molde en caso de secciones delgadas.
• Tiempos de ciclo más cortos.
• Moldeo a menor temperatura y/o utilizando una prensa de menor tonelaje.
• Mejor calidad superficial.