Después de haber establecido las bases de la transición entre la fase de llenado y el punto de conmutación hacia sostenimiento, el Proceso de Inyección deja de ser predominantemente dinámico (flujo de material) para convertirse en una etapa de estabilización termomecánica del sistema cavidad–material–molde.
En esta guía técnica se profundiza en dos etapas críticas del ciclo de moldeo:
- la presión de sostenimiento (packing/holding),
- y la fase de carga o plastificación,
ambas determinantes para la estabilidad dimensional, el peso final de la pieza y la eficiencia del ciclo.
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Efectos del sobrellenado y subllenado en la transición de fase
Una vez que el sistema alcanza el punto de conmutación, cualquier desviación en el control de la presión de sostenimiento puede generar dos escenarios opuestos:
- sobrellenado (overpacking),
- o subllenado (underpacking).
Cuando el material continúa ingresando a la cavidad más allá del volumen geométrico nominal, se produce un sobreempaque del sistema, lo cual tiene implicaciones directas en el comportamiento del molde y de la pieza final:
- Incremento de la fuerza de reacción dentro de la cavidad
- Necesidad de mayor fuerza de cierre para contener la presión interna
- Aumento de tensiones residuales en el polímero
- Incremento de peso de pieza por exceso de material
- Posibles dificultades en desmoldeo por adherencia o interferencia dimensional
En términos prácticos, este fenómeno obliga a trabajar con tonelajes de cierre más altos, ya que la presión interna del material tiende a “abrir” el molde si la fuerza de sujeción no es suficiente.
Por otro lado, cuando el sostenimiento es insuficiente:
- Se presentan contracciones excesivas
- Aparecen rechupes (sink marks)
- Se generan vacíos internos (voids)
- Se reduce el peso final de la pieza
- Se compromete la estabilidad dimensional
Ambos escenarios evidencian que el sostenimiento no es una variable secundaria, sino un parámetro de control estructural del producto final.
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Naturaleza de la presión de sostenimiento
La presión de sostenimiento puede definirse como la segunda fase de presión aplicada después del llenado parcial o total de la cavidad, con el objetivo de compensar la contracción volumétrica del polímero durante el enfriamiento.
También se conoce en la industria como:
- Segunda presión
- Presión de empaque
- Presión de recalque
- Presión residual de compactación
Su función no es llenar la cavidad (como en la inyección), sino mantener el flujo compensatorio de material mientras el polímero pierde energía térmica.
También lee: Variables críticas en el Moldeo por Inyección: velocidad, presión y control del proceso ➡️
En la práctica industrial, una referencia común es trabajar entre:
30% a 70% de la presión máxima de inyección, dependiendo del material, geometría y sistema de colada.
Sin embargo, esta relación no es lineal ni universal; debe ajustarse en función de:
- Viscosidad del polímero
- Espesor de pared
- Longitud de flujo
- Tipo de compuerta
- Temperatura de molde
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Importancia del cojín de masa en el sostenimiento
Un punto crítico en esta etapa es el cojín de masa (cushion). Este volumen residual de material frente al husillo es el que permite transmitir presión hacia la cavidad durante el sostenimiento.
Sin cojín de masa:
- No existe transmisión efectiva de presión
- El sistema pierde capacidad de compensación volumétrica
- Se compromete la estabilidad del proceso
En términos funcionales, el cojín actúa como un elemento hidráulico de transmisión de presión térmica, asegurando que el husillo no llegue a contacto mecánico con el barril y que exista material disponible para compensación.
Por ello, el cojín no es un parámetro de ajuste directo de proceso, sino un resultado derivado del balance entre carga, dosificación y conmutación.
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Tiempo de sostenimiento y su determinación experimental
El tiempo de sostenimiento es uno de los parámetros más sensibles del ciclo de inyección. Su determinación no debe basarse únicamente en experiencia empírica, sino en el comportamiento físico del material dentro de la cavidad.
Un método industrial ampliamente utilizado consiste en analizar la curva de peso de pieza vs. tiempo de sostenimiento.
El procedimiento general es:
- Iniciar con un tiempo de sostenimiento bajo (por ejemplo, 1 s)
- Incrementar progresivamente el tiempo
- Medir el peso de la pieza en cada condición
- Graficar peso vs. tiempo
El comportamiento típico muestra tres zonas:
- Zona de incremento rápido de peso
- Zona de transición
- Zona de estabilización (plateau)
El punto óptimo se encuentra cuando el peso deja de incrementarse significativamente. Más allá de este punto, cualquier aumento en el tiempo sólo genera:
- Sobreempaque
- Incremento de tensiones internas
- Mayor consumo de ciclo sin beneficio dimensional
Este punto corresponde a la condición donde la compuerta (gate) se ha sellado térmicamente.
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Efectos del sostenimiento excesivo o insuficiente
Sostenimiento excesivo:
- Incremento de peso de pieza
- Aparición de rebaba
- Altas tensiones internas
- Fragilidad mecánica en zonas críticas
- Mayor desgaste del sistema de cierre
- Posible daño en sistemas de colada caliente
Sostenimiento insuficiente:
- Contracción no compensada
- Rechupes visibles
- Vacíos internos
- Piezas incompletas o deformadas
- Inestabilidad dimensional
En ambos casos, el impacto final no sólo es estético, sino funcional, afectando la repetibilidad del proceso.
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Fase de carga o plastificación
Una vez concluida la etapa de sostenimiento, el sistema entra en la fase de plastificación o recarga del material, cuyo objetivo es preparar el siguiente disparo.
Aquí el husillo rota y realiza tres funciones simultáneas:
- Transporte del material sólido
- Compresión progresiva
- Plastificación por fricción y calentamiento externo
Esta etapa es crítica porque determina la homogeneidad térmica y mecánica del fundido.
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Variables principales en la fase de carga
En la plastificación intervienen tres parámetros fundamentales:
- a) Velocidad de carga (RPM del husillo)
Controla la tasa de fusión del material.
- Alta velocidad: mayor producción, pero riesgo de degradación térmica
- Baja velocidad: mayor estabilidad, pero posible plastificación incompleta
- b) Contrapresión
Es la resistencia aplicada al retroceso del husillo.
Su función es:
- Compactar el material fundido
- Eliminar aire atrapado entre pellets
- Mejorar homogeneidad del fundido
Rangos típicos industriales:
5 a 18 bar hidráulicos (aproximadamente 50 a 180 bar específicos)
- c) Carrera de dosificación
Define el volumen de material cargado para el siguiente ciclo.
Incluye:
- Disparo útil
- Cojín de masa
- Descompresión
También lee: ¿Cómo calcular correctamente tu molde de inyección? Guía práctica para coladas frías
- Descompresión del husillo
La descompresión es una fase breve de retroceso del husillo sin rotación, cuyo objetivo es:
- Reducir presión en la boquilla
- Evitar goteo (drooling)
- Estabilizar condiciones previas al siguiente disparo
Se recomienda típicamente:
- 10–20% del diámetro del husillo (colada caliente) antes de carga
- 5% del diámetro del husillo después de carga (aplicación general)
- Contrapresión y homogeneización del fundido
La contrapresión es uno de los mecanismos más importantes para garantizar uniformidad del material.
Sus efectos positivos incluyen:
- Distribución homogénea de temperatura
- Eliminación de bolsas de aire
- Mejor estabilidad de peso pieza a pieza
Sin embargo, un exceso de contrapresión puede provocar:
- Incremento de temperatura de masa
- Mayor consumo energético
- Degradación del polímero
- Desgaste prematuro del husillo
- Cierre de la fase: estabilidad del proceso
La interacción entre sostenimiento, cojín, carga y contrapresión define el nivel de estabilidad del Proceso de Inyección. En términos industriales, estos parámetros son los que determinan:
- Repetibilidad dimensional
- Consumo de material
- Estabilidad del ciclo
- Calidad superficial
- Vida útil del molde
Más que variables independientes, forman un sistema acoplado de control del proceso de moldeo.
Conclusiones
La etapa de sostenimiento y la fase de carga representan el equilibrio entre formación del producto y preparación del siguiente ciclo. Mientras el sostenimiento define la calidad final de la pieza, la plastificación define la consistencia del proceso futuro.
En conjunto, ambas etapas constituyen el núcleo de la eficiencia del Moldeo por Inyección moderno, donde el control fino de presión, tiempo y volumen determina la competitividad del proceso en entornos industriales de alta exigencia.
Coordinador Editorial de Ambiente Plástico: Julio César Sánchez Espinoza. Periodista con más de 15 años de experiencia en la investigación y desarrollo de contenidos especializados para medios impresos y digitales en México y Latinoamérica.
IG: @imjucesar // LinkedIn @imjucesar
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