Originalmente destinadas principalmente a la extrusión, las nuevas opciones para compuestos de madera y plástico se han optimizado para abrir puertas para aplicaciones de moldeo por inyección.
Para moldear WPC, el gránulo ideal debe ser del tamaño de una BB pequeña y redondeado para lograr una relación óptima entre superficie y volumen.
Luke's Toy Factory, Danbury, Conn., buscaba un material biocompuesto para sus camiones y trenes de juguete.La empresa quería algo con un aspecto y tacto de madera natural que también pudiera moldearse por inyección para fabricar las piezas del vehículo.Necesitaban un material que pudiera colorearse para evitar el problema de la pintura descascarada.También querían un material que fuera duradero incluso si se dejaba al aire libre.El inodoro Terratek de Green Dot cumple con todos estos requisitos.Combina madera y plástico reciclado en un pequeño gránulo que se adapta bien al moldeo por inyección.
Si bien los compuestos de madera y plástico (WPC) irrumpieron en escena en la década de 1990 como materiales extruidos principalmente en tableros para cubiertas y cercas, la optimización de estos materiales para el moldeo por inyección desde entonces ha diversificado enormemente sus aplicaciones potenciales como materiales duraderos y sostenibles.El respeto al medio ambiente es una característica atractiva de los WPC.Vienen con una huella de carbono significativamente menor que los materiales puramente a base de petróleo y se pueden formular utilizando exclusivamente fibras de madera recuperadas.
Una gama más amplia de opciones de materiales para las formulaciones de WPC está abriendo nuevas oportunidades para los moldeadores.Las materias primas plásticas recicladas y biodegradables pueden mejorar aún más la sostenibilidad de estos materiales.Hay un número cada vez mayor de opciones estéticas, que se pueden manipular variando las especies de madera y el tamaño de las partículas de madera en el compuesto.En resumen, la optimización para el moldeo por inyección y la creciente lista de opciones disponibles para los fabricantes de compuestos significan que los WPC son un material mucho más versátil de lo que se pensaba.
LO QUE EL MOLDEADOR DEBE ESPERAR DE LOS PROVEEDORES Un número creciente de fabricantes de compuestos ofrece WPC en forma de gránulos.Los moldeadores por inyección deben ser exigentes cuando se trata de las expectativas de los compuestos en dos áreas especialmente: el tamaño de los gránulos y el contenido de humedad.
A diferencia de la extrusión de WPC para cubiertas y cercas, el tamaño uniforme de los gránulos para una fusión uniforme es crucial en el moldeado.Dado que los extrusores no tienen que preocuparse por llenar su WPC en un molde, la necesidad de un tamaño de gránulo uniforme no es tan grande.Por lo tanto, es importante verificar que un fabricante de compuestos tenga en cuenta las necesidades de los moldeadores por inyección y que no se centre demasiado en los usos más tempranos e inicialmente más frecuentes de los WPC.
Cuando los gránulos son demasiado grandes, tienden a derretirse de manera desigual, crean fricción adicional y dan como resultado un producto final estructuralmente inferior.El gránulo ideal debe ser del tamaño de un BB pequeño y redondeado para lograr una relación ideal de superficie a volumen.Estas dimensiones facilitan el secado y ayudan a garantizar un flujo uniforme durante todo el proceso de producción.Los moldeadores por inyección que trabajan con WPC deben esperar la misma forma y uniformidad que asocian con los gránulos de plástico tradicionales.
La sequedad también es una cualidad importante que se puede esperar de los gránulos de WPC de un fabricante de compuestos.Los niveles de humedad en los WPC aumentarán junto con la cantidad de relleno de madera en el compuesto.Si bien tanto la extrusión como el moldeo por inyección requieren un bajo contenido de humedad para obtener los mejores resultados, los niveles de humedad recomendados son ligeramente más bajos para el moldeo por inyección que para la extrusión.De nuevo, es importante verificar que un fabricante de compuestos haya considerado a los moldeadores por inyección durante la fabricación.Para el moldeo por inyección, los niveles de humedad deben estar por debajo del 1 % para obtener resultados óptimos.
Cuando los proveedores se encargan de entregar un producto que ya contiene niveles aceptables de humedad, los moldeadores por inyección dedican menos tiempo a secar los gránulos, lo que puede generar ahorros sustanciales de tiempo y dinero.Los moldeadores por inyección deberían considerar comprar gránulos de WPC enviados por el fabricante con niveles de humedad por debajo del 1%.
CONSIDERACIONES SOBRE LA FÓRMULA Y LAS HERRAMIENTAS La proporción de madera a plástico en la fórmula de un WPC tendrá algún efecto sobre su comportamiento a lo largo del proceso de producción.El porcentaje de madera presente en el compuesto tendrá un efecto sobre el índice de fluidez (MFI), por ejemplo.Como regla general, cuanta más madera se agrega al compuesto, menor es el MFI.
El porcentaje de madera también influirá en la resistencia y rigidez del producto.En términos generales, cuanta más madera se agrega, más rígido se vuelve el producto.La madera puede representar hasta el 70 % del compuesto total de madera y plástico, pero la rigidez resultante se produce a expensas de la ductilidad del producto final, hasta el punto de que incluso corre el riesgo de volverse quebradizo.
Las concentraciones más altas de madera también acortan los tiempos de ciclo de la máquina al agregar un elemento de estabilidad dimensional al compuesto de madera y plástico a medida que se enfría en el molde.Este refuerzo estructural permite que el plástico se elimine a una temperatura más alta donde los plásticos convencionales aún son demasiado blandos para ser desmoldados.
Si el producto se fabricará con las herramientas existentes, el tamaño de la entrada y la forma general del molde deben tenerse en cuenta al analizar el tamaño óptimo de las partículas de madera.Es probable que una partícula más pequeña sirva mejor para herramientas con puertas pequeñas y extensiones estrechas.Si otros factores ya han llevado a los diseñadores a decidirse por un tamaño de partícula de madera más grande, entonces puede ser beneficioso rediseñar las herramientas existentes en consecuencia.Pero, dadas las opciones existentes para diferentes tamaños de partículas, este resultado debería ser completamente evitable.
PROCESAMIENTO WPC Las especificaciones del procesamiento también tienen una tendencia a fluctuar significativamente en función de la formulación final de los gránulos de WPC.Si bien gran parte del procesamiento sigue siendo similar al de los plásticos tradicionales, es posible que sea necesario tener en cuenta en el procesamiento las proporciones específicas de madera a plástico y otros aditivos destinados a lograr algún aspecto, tacto o característica de rendimiento deseados.
Los WPC también son compatibles con agentes espumantes, por ejemplo.La adición de estos agentes espumantes puede crear un material similar a la balsa.Esta es una propiedad útil cuando el producto terminado debe ser especialmente liviano o flotante.Sin embargo, para el propósito del moldeador por inyección, este es otro ejemplo más de cómo la composición diversificada de los compuestos de madera y plástico puede llevar a que haya más que considerar que cuando estos materiales llegaron al mercado por primera vez.
Las temperaturas de procesamiento son un área en la que los WPC difieren significativamente de los plásticos convencionales.Los WPC generalmente se procesan a temperaturas alrededor de 50° F más bajas que el mismo material sin relleno.La mayoría de los aditivos para madera comenzarán a quemarse alrededor de los 400 F.
El cizallamiento es uno de los problemas más comunes que surgen al procesar WPC.Cuando se empuja un material que está demasiado caliente a través de una compuerta demasiado pequeña, el aumento de la fricción tiende a quemar la madera y provoca rayas reveladoras y, en última instancia, puede degradar el plástico.Este problema se puede evitar haciendo funcionar los WPC a una temperatura más baja, asegurándose de que el tamaño de la puerta sea adecuado y eliminando cualquier giro o ángulo recto innecesario a lo largo de la ruta de procesamiento.
Las temperaturas de procesamiento relativamente bajas significan que los fabricantes rara vez necesitan alcanzar temperaturas más altas que para un polipropileno tradicional.Esto minimiza la difícil tarea de eliminar el calor del proceso de fabricación.No es necesario agregar equipos mecánicos de enfriamiento, moldes específicamente diseñados para reducir el calor u otras medidas extraordinarias.Esto significa tiempos de ciclo aún más reducidos para los fabricantes, además de tiempos de ciclo ya más rápidos debido a la presencia de rellenos orgánicos.
NO SOLO PARA CUBIERTAS Los WPC ya no son solo para cubiertas.Están siendo optimizados para el moldeo por inyección, lo que los abre a una amplia gama de aplicaciones de nuevos productos, desde muebles para el jardín hasta juguetes para mascotas.La amplia gama de formulaciones ahora disponibles puede mejorar los beneficios de estos materiales en términos de sostenibilidad, diversidad estética y características como flotabilidad o rigidez.La demanda de estos materiales solo aumentará a medida que se conozcan mejor estos beneficios.
Para los moldeadores por inyección, esto significa que se debe tener en cuenta una serie de variables específicas de cada formulación.Pero también significa que los moldeadores deben esperar un producto que se adapte mejor al moldeo por inyección que la materia prima que fue designada principalmente para extruirse en tableros.A medida que estos materiales continúan desarrollándose, los moldeadores por inyección deben elevar sus estándares para las características que esperan ver en los materiales compuestos entregados por sus proveedores.
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Hora de publicación: 06-ago-2019