Los polímeros, hoy por hoy, han logrado lo impensable: remplazar a otros materiales como maderas, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta vistosas gemas. La Industria del Plástico no ha dejado de crecer durante el último cuarto de siglo, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido de la extrusión.
El éxito de este proceso se debe a los moldes que emplea la máquina de inyección. El molde se concibe como una cavidad cuya forma es idéntica a la de la pieza que se desea obtener. Dicha cavidad se llena con plástico fundido, el cual se solidifica, manteniendo la forma moldeada.
Para reproducir su tamaño con exactitud se aplica un factor de contracción, que se añade en las medidas de la cavidad para que la pieza, una vez moldeada y al enfriarse ajuste precisamente las dimensiones esperadas.
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Es impresionante la variedad de piezas que pueden elaborarse; y también lo es la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización (de acuerdo con el costo de la pieza), y con geometrías muy complicadas, que serían imposibles de conceptualizar mediante otras técnicas.
Como se sabe, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado. Por lo general, son llevadas a cabo con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores. Abundan los ejemplos, como los LEGO y los Playmobil, así como una cantidad creciente de componentes de autos y aviones y otros medios de transporte.
De igual forma, el moldeo por inyección es un proceso que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, además, registra bajos niveles de ruido. No obstante, hay algunos plásticos que no pueden ser reciclados y otros más, que sí son susceptibles de serlo, pero son arrojados al ambiente, causando daños a la naturaleza.
El diseño de la máquina de moldeo por inyección depende de la demanda de productos con diferentes características geométricas y con los polímeros, aditivos y colorantes que intervienen. Además, la máquina de moldeo se ha modificado de manera que las piezas resulten menos costosas, lo cual implica mayor rapidez de inyección, bajas temperaturas y un ciclo de moldeo más corto y preciso.
La historia de estas máquinas moldeadoras no es tan remota. La industria del moldeo por inyección de plástico ha evolucionado a lo largo de unas cuántas décadas, y desde la producción de peines y botones hasta la producción de una amplia gama de productos para muchas industrias. Entre ellas la automotriz, la médica, la aeroespacial, los productos de consumo, los juguetes, la plomería, el embalaje y la construcción:
1872
En ese año, John Hyatt registra la primera patente de una máquina de inyección. Consistía en un pistón que contenía en la cámara derivados celulósicos fundidos.
- Esta máquina era relativamente simple en comparación con las máquinas que se utilizan hoy en día: funcionaba como una gran aguja hipodérmica, utilizando un émbolo para inyectar plástico a través de un cilindro calentado en un molde.
- La industria progresó lentamente a lo largo de los años, produciendo productos como collares, botones y peinetas.
1903
Los químicos alemanes Arthur Eichengrün y Theodore Becker inventan las primeras formas solubles de acetato de celulosa que era mucho menos inflamable que el nitrato de celulosa.
- Finalmente se puso a disposición en forma de polvo a partir del cual se moldeó por inyección fácilmente.
1912
Pero quién sabe qué hubiera sido de la historia del moldeo por inyección sin la creación de la baquelita.
- El primer plástico hecho a partir de un polímero sintético fue creado por Leo Hendrik Baekeland, un inmigrante belga que llegó a Nueva York y que después de varios años de experimentación en un esfuerzo por crear un producto más uniforme y de alta calidad, finalmente lo logró y lo bautizó con su nombre.
- La baquelita fue el primer plástico verdaderamente sintético, un material sin una sola molécula que se encuentra en la naturaleza.
1919
Arthur Eichengrün desarrolla la primera prensa de moldeo por inyección.
1928
No obstante, lustros después, la compañía alemana Cellon-Werkw se atribuye haber sido pionera de la máquina de inyección moderna.
- Esta firma presentó una patente con todo y la descripción de la nitrocelulosa.
- Debido a la naturaleza inflamable de la nitrocelulosa, más tarde se emplearon otros derivados celulósicos como el etanoato de celulosa.
1930
El primer artículo de producción masiva en Inglaterra fue una pluma fuente, de la compañía Mentmore Manufacturing.
- La misma utilizaba máquinas de moldeo por inyección de Eckert & Ziegler (de Alemania).
- Estas máquinas funcionaban con aire comprimido; el sistema de apertura de molde y la extracción de la pieza se hacían a mano, y los controles incluían válvulas manuales, sin control automático; además, no tenían sistemas de seguridad.
1931
Los británicos John Beard y Peter Delafield, pretextando diferencias en la traducción de la patente alemana, desarrollan la misma técnica en Inglaterra, con los derechos de patente inglesa para la compañía F.A. Hughes Ltd.
1932
A partir de la patente alemana de las máquinas de inyección, muchos países comienzan a desarrollar sus propias versiones, con algunas modificaciones y variantes.
1934
Eckert & Ziegler desarrolla en esos años la patente de la máquina de inyección operada por sistemas electrónicos.
1939
Al mismo tiempo, en Suiza e Italia registran importantes avances en sus máquinas correspondientes.
- El Polietileno y el PVC provocan en esos tiempos una revolución en el desarrollo de la maquinaria.
1939
Arthur Eichengrün patenta el moldeo por inyección de acetato de celulosa plastificado.
1940
La industria se expande a toda prisa en esa década porque la Segunda Guerra Mundial crea una gran demanda de productos económicos producidos en masa.
- La industria de la inyección del plástico crece exponencialmente durante el desarrollo de la guerra.
- Debido a la escasez de materias primas los países involucrados buscan alternativas para aumentar sus suministros.
1946
El inventor estadounidense James Watson Hendry construye la primera máquina de inyección de tornillo, que permite un control mucho más preciso sobre la velocidad de inyección y la calidad de los artículos producidos.
- Esta máquina también permite que el material se mezcle antes de la inyección, de modo que el plástico coloreado o reciclado pueda agregarse al material virgen y mezclarse completamente antes de inyectarlo.
- Hendry perfecciona su proceso de moldeo, que sigue siendo la base de los equipos en la actualidad, ya que pudo integrar sistemas para producir piezas huecas y complejas, que ofrecían mayores posibilidades de diseño, reducción de tiempo, costo, peso y residuos.
1970
En esta década, Hendry desarrolla el primer proceso de moldeo por inyección asistido por gas, que permite la producción de artículos huecos complejos que se enfrían rápidamente.
- Esto mejora enormemente la flexibilidad de diseño, así como la resistencia y el acabado de las piezas fabricadas, a la vez que redujo el tiempo de producción, el costo, el peso y el desperdicio.
1979
La producción de plástico supera a la de acero.
1980
A partir de los años 80, las mejoras han sido eficientes en diseño y en el flujo del polímero.
1990
Los moldes de aluminio se utilizan ampliamente en el moldeo por inyección.
- Con las TEC se adapta un sistema software CAD, inyección asistida por computadora, mejor control de calentamiento y eficacia en el control de calidad del producto.
2000
En la actualidad, la industria de la inyección del plástico está experimentando un crecimiento constante y sostenido.
- Hoy se trata de un proceso de producción completamente automatizado, capaz de sustituir con el plástico a toda clase de materiales.
