Observación, análisis e inspección de defectos de moldeo por inyección y materiales de moldeo
El moldeo por inyección de materiales de resina (plástico) es un proceso delicado, que puede estar sujeto a defectos de moldeo que perjudican la calidad dependiendo de los requisitos de moldeo y de las condiciones de los materiales y aditivos. Los tipos de defectos de moldeo y la forma en que se producen pueden variar enormemente.
En esta sección se explican los defectos de moldeo típicos y sus causas. En esta sección también se presentan ejemplos de aplicaciones del uso del último Microscopio Digital 4K de KEYENCE, que logra una observación, medición y evaluación rápidas y precisas de dichos defectos.
- Necesidades y defectos de los productos moldeados en plástico
- Defectos típicos de moldeo
- Últimos ejemplos de observación e inspección de productos moldeados de plástico, materiales y aditivos
- Observación de líneas de soldadura
- Medición 3D de las rebabas en los productos moldeados
- Observación y medición automática de la dispersión del relleno en el plástico
- Observación de partículas de material plástico
- Observación de una superficie fracturada en un producto moldeado por inyección
- Observación inclinada e inspección de apariencia de productos moldeados compuestos
- Un microscopio fácil de usar, multifuncional y de alta definición que refleja las necesidades de los usuarios
Necesidades y defectos de los productos moldeados en plástico
En el contexto de la necesidad de materiales más ligeros, se están adoptando en diversos campos productos moldeados que utilizan plásticos con mayor funcionalidad y mayor durabilidad. Por ejemplo, en la industria automotriz, es posible conseguir un ahorro de energía utilizando un diseño ligero en el que algunos componentes, que antes eran de metal, se han sustituido por productos moldeados por inyección de alto valor añadido.
Por otro lado, en los productos moldeados por inyección, varias condiciones —incluyendo las proporciones y la dispersión del material y los contenidos de aditivos, la temperatura utilizada para fundir el plástico, la presión y el tiempo de enfriamiento— afectan significativamente a la calidad. Particularmente en el moldeo por inyección, un método típico de formación de plástico, se debe tener cuidado con el molde y la presión del plástico fundido. Además, se deben implementar precauciones y medidas preventivas para evitar problemas de desmoldeo, que pueden causar paradas del sistema y daños en los moldes.
Defectos típicos de moldeo
A continuación, se presentan ejemplos de defectos típicos de moldeo (deformaciones y defectos superficiales) que perjudican la calidad de los productos moldeados en plástico y los factores que los provocan.
- Rebaba
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Fenómeno: Deformación que implica que el plástico fundido se solidifica fuera y a lo largo de la línea de separación de las dos mitades del molde.
Causas posibles: alto rendimiento de inyección, sujeción insuficiente del molde, cantidad excesiva de plástico inyectado, distorsión en el molde, etc. - Hundimiento
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Fenómeno: Deformación que supone una abolladura en la superficie de un producto moldeado. También se denomina marca de hundimiento.
Posibles causas: La contracción que se produce mientras el plástico fundido se solidifica en el interior del molde provoca una insuficiencia de volumen de plástico para llenar el molde, dando lugar a una abolladura. Cuando se produce un hundimiento dentro del plástico moldeado, se denomina vacío. - Alabeo
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Fenómeno: Deformación en la que el producto moldeado se alabea en una dirección.
Posibles causas: Deformación causada por una fuerza externa durante el desmoldeo (fallo de desmoldeo) o una tasa de contracción diferente debido a la dirección del flujo de plástico fundido dentro del molde. - Línea de soldadura
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Fenómeno: Defecto superficial en el que la soldadura, o la parte en la que los flujos de plástico fundido se encuentran dentro del molde, aparece en la superficie como un surco o patrón.
Posibles causas: Baja temperatura o fluidez del plástico fundido durante el moldeo por inyección. Una presión y una velocidad de inyección insuficientes pueden provocar líneas de soldadura. - Línea de flujo
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Fenómeno: Defecto superficial en el que se forman rayas onduladas como una ondulación centrada alrededor de la compuerta.
Posibles causas: baja temperatura del plástico fundido inyectado o baja velocidad de inyección durante el moldeo por inyección, lo que provoca una baja fluidez del plástico dentro del molde. Las rayas se forman por la superposición del plástico en el molde con el plástico que le sigue. - Agrietamiento y cuarteo
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- A. Grieta
- B. Cuarteo
Fenómeno: Defecto de la superficie en el que se producen grietas y cuarteos (agrietamientos y líneas finas).
Posibles causas: Las grietas y fracturas pueden producirse en los productos moldeados debido a tensiones externas o internas.
Últimos ejemplos de observación e inspección de productos moldeados de plástico, materiales y aditivos
Los defectos de moldeo antes mencionados, las burbujas que ingresan a los materiales plásticos y la dispersión del relleno y otros aditivos afectan de forma significativa a la calidad. Además, los productos moldeados de plástico en general están sujetos a una observación y evaluación frecuentes utilizando microscopios ópticos.
Sin embargo, los microscopios ópticos convencionales no soportan una inspección de apariencia precisa mediante la observación de productos moldeados que tienen atributos como bajo contraste de color, formas tridimensionales, zonas de formas complejas, brillo superficial y transparencia. Tampoco permitían la evaluación cuantitativa mediante la medición de porciones defectuosas o dispersión de las partículas de material y los aditivos.
Desarrollado en base a las aportaciones y comentarios de usuarios reales que hemos recibido a lo largo de los años, el Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX de KEYENCE resuelve todos los problemas de los microscopios ópticos convencionales. Una unidad también puede acomodar las nuevas necesidades en la I+D y la fabricación de los recientes y sofisticados productos, materiales y aditivos moldeados por inyección.
La Serie VHX está equipada con una lente de alta resolución y un CMOS 4K, lo que permite una observación precisa, una evaluación cuantitativa en 2D y 3D y la creación automática de informes.
En esta sección se presentan ejemplos de la aplicación de la Serie VHX en la evaluación de productos, materiales y aditivos moldeados por inyección.
Observación de líneas de soldadura
Con la excepción del moldeo multicolor, los productos moldeados por inyección suelen ser de un solo color y, por lo tanto, tienen poco contraste, lo que no permite observar fácilmente los defectos de la superficie. Resultaba especialmente difícil identificar las condiciones de iluminación adecuadas para la observación de las líneas de soldadura, que son surcos o patrones causados por una fusión deficiente en la soldadura, donde los flujos de plástico fundido se encuentran en el molde de inyección.
La función de iluminación múltiple del Microscopio Digital 4K Serie VHX permite obtener rápidamente múltiples imágenes con iluminación desde todas las direcciones con sólo pulsar un botón. La observación se puede realizar simplemente seleccionando las imágenes adecuadas para la observación desde la colección de imágenes.
Los usuarios pueden experimentar una observación rápida y precisa, ahorrando el tiempo que antes se dedicaba a averiguar las condiciones de iluminación adecuadas.
Medición 3D de las rebabas en los productos moldeados
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede medir formas 3D de alta precisión en el orden submicrónico y los perfiles de piezas defectuosas, todo ello además de la observación mediante imágenes de alta definición.
El Microscopio Digital 4K de KEYENCE puede realizar mediciones e inspecciones cuantitativas incluso en la rebaba microscópica que se produce cuando un poco de plástico fundido se escapa del pequeño espacio en la línea de separación debido a una distorsión en el molde o a una fuerza de sujeción insuficiente. La adquisición de información tridimensional detallada de la pieza defectuosa también puede contribuir a la rápida detección de la causa, a partir de la cual se pueden buscar medidas preventivas.
Observación y medición automática de la dispersión del relleno en el plástico
Se utilizan rellenos y aditivos para aumentar la funcionalidad y agregar más valor a los productos plásticos resultantes. La dispersión uniforme del relleno y otros aditivos en el material plástico es un reto en el moldeo por inyección de plástico. Por lo tanto, es importante una evaluación precisa mediante la observación y la medición de la dispersión del relleno.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX permite la observación de la dispersión de relleno utilizando imágenes 4K de alta definición, incluso con grandes aumentos. Las imágenes de observación también se pueden utilizar para la medición de áreas y el conteo automáticos de alta precisión, lo que permite una evaluación cuantitativa continua basada tanto en la observación como en la medición.
Mediante el uso de plantillas, los operadores también pueden utilizar la Serie VHX para crear informes automáticamente utilizando las imágenes capturadas y los valores medidos. Con un solo microscopio que realiza una serie de tareas, la eficiencia de la evaluación de la dispersión del relleno mejora considerablemente.
Observación de partículas de material plástico
Debido a la superficie irregular de los materiales plásticos, los microscopios convencionales sólo pueden enfocar parcialmente todo el campo de visión cuando observan las partículas de los materiales plásticos. Además, la luz reflejada en forma de anillo causada por el brillo del material dificulta la observación de las burbujas.
La función de composición de profundidad en tiempo real del Microscopio Digital 4K Serie VHX hace posible obtener imágenes completamente enfocadas incluso cuando el objeto tiene una superficie irregular. La función de eliminación de reflejo de anillo también se puede aplicar para eliminar la luz reflejada similar a un anillo para una observación más clara de las partículas y burbujas de material plástico.
Observación de una superficie fracturada en un producto moldeado por inyección
Las causas de las roturas y fracturas en los productos moldeados de plástico se pueden identificar analizando de forma rápida y precisa el estado de la superficie fracturada (fragilidad, ductilidad, cizallamiento, fatiga, fluencia, etc.), lo que contribuye a la adopción temprana de medidas preventivas y de mejora.
Las lentes de alta resolución y el revólver motorizado del Microscopio Digital 4K Serie VHX permiten una función de acercamiento continuo que cambia automáticamente entre lentes de aumento de 20x a 6000x con operaciones intuitivas. Esto ahorra el tiempo y el esfuerzo, que de otro modo se gastaría en el cambio de lentes, para capturar una imagen 4K de alta definición, logrando así una observación y un análisis precisos y eficientes de la superficie fracturada.
Observación inclinada e inspección de apariencia de productos moldeados compuestos
Una inspección de apariencia de un producto moldeado compuesto con una forma tridimensional compleja, como un conector para partes eléctricas de vehículos, requiere una observación desde múltiples ángulos diferentes.
El uso del sistema de observación de ángulo libre y la plataforma motorizada XYZ de alta precisión del Microscopio Digital 4K Serie VHX permite la observación inclinada desde una amplia variedad de ángulos. Es posible una observación inclinada suave sin necesidad de ajustar manualmente la posición de la pieza de trabajo.
Las imágenes 4K de alta resolución y alta definición creadas por la lente de alta resolución de la Serie VHX y el CMOS 4K pueden capturar claramente las marcas de hundimiento, las líneas de flujo y otros defectos finos en los productos moldeados, incluso con la observación con poco aumento que captura el objeto en su totalidad.
Un microscopio fácil de usar, multifuncional y de alta definición que refleja las necesidades de los usuarios
KEYENCE ha mejorado y reformado continuamente sus microscopios digitales durante más de 20 años reflejando los comentarios y aportes que nos brindan los clientes en su sitio de trabajo. El fruto de estos esfuerzos es el Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX.
Además de las funciones presentadas aquí, la Serie VHX está equipada con muchas más funciones útiles que pueden ofrecer soluciones a los problemas experimentados en el sitio de trabajo. Todas las funciones están diseñadas de manera única para ofrecer un sistema que permita realizar observaciones e inspecciones avanzadas con operaciones sencillas, independientemente del nivel de habilidad del operador.
La amplia variedad de tipos de lentes y sistemas de observación también permite una configuración personalizada para los objetos y materiales que está manipulando.
Para obtener más detalles sobre la Serie VHX, haga clic en el botón que se muestra a continuación para descargar el folleto. Para consultas, haga clic en el otro botón que se muestra a continuación para ponerse en contacto con KEYENCE.
