Evaluación del efecto de las tensiones residuales en piezas plásticas inyectadas y su desempeño mecánico

Resumen

La producción de piezas plásticas es una industria de gran demanda y crecimiento, donde el procesamiento por inyección es uno de los métodos de manufactura más ampliamente usados. Los problemas de calidad y desempeño de productos inyectados generan muchos reprocesos y fallas en el desempeño de los mismos en diferentes aplicaciones, debido a que no se tiene en cuenta el efecto de sus condiciones de procesamiento. El propósito del presente estudio es analizar el efecto de las condiciones de cómo se realiza la inyección en una pieza plástica típica para ensayos mecánicos (tensión y flexión), de tal forma que se pueda identificar las variables más críticas. Para tal propósito, se realizaron simulaciones computarizadas del proceso de inyección para definir las condiciones críticas y determinar condiciones de tensiones residuales que pueden afectar el desempeño de la pieza. Posteriormente, se reprodujeron los análisis de simulación en la inyección real de la pieza en un molde e inyectora, las piezas inyectadas fueron llevadas luego a pruebas mecánicas. Se analizaron dos materiales (Policarbonato y Poliestireno), se encontró una mayor influencia de las condiciones de proceso en el Poliestireno, especialmente en las pruebas de flexión, determinando que este tipo de material tiene una ventana de procesamiento más estrecha que el Policarbonato. Lo anterior se puede explicar por la naturaleza de mayor rigidez y fragilidad del Poliestireno.