PlastXnow explica Máquinas de moldeo por inyección: funcionamiento, ventajas y aplicaciones

De Melanie Ehrhardt 3 min Tiempo de lectura

Las máquinas de moldeo por inyección son el núcleo de la producción moderna de plásticos. Permiten la fabricación precisa, eficiente y repetible de piezas de plástico para los sectores más diversos, desde la automoción hasta la medicina y el embalaje. 

Máquina de moldeo por inyección Macropower 500/3400 de Wittmann Battenfeld(Bild:  Wittmann)
Máquina de moldeo por inyección Macropower 500/3400 de Wittmann Battenfeld
(Bild: Wittmann)

Las máquinas de moldeo por inyección son máquinas destinadas a la fabricación industrial de piezas de plástico. Moldean componentes inyectando plástico fundido a alta presión en un molde (herramienta).

El proceso de moldeo por inyección, muy popular hoy en día en numerosos sectores industriales, experimentó un enorme impulso durante la Segunda Guerra Mundial, cuando aumentó la demanda de productos fabricados en serie. Sin embargo, sus orígenes se remontan mucho más atrás. Ya en 1872, el inventor estadounidense John Wesley Hyatt y su hermano Jesaja desarrollaron la primera máquina para el moldeo por inyección de plástico.

¿Cómo funciona el proceso de moldeo por inyección?

El proceso de moldeo por inyección se desarrolla en varias etapas perfectamente coordinadas entre sí. El objetivo es fabricar piezas moldeadas de gran precisión a gran escala a partir de granulado de plástico. El desarrollo del proceso depende de muchos factores, aunque existe un esquema básico:

  • Dosificación y plastificación: El granulado de plástico se vierte en la tolva; un sinfín giratorio impulsa el material hacia delante, donde se funde gracias al calor y a la fricción.
  • Cierre del molde: La unidad de cierre se desplaza y el molde se cierra herméticamente con gran fuerza para evitar que se escape el plástico.
  • Inyección: El husillo se desplaza axialmente hacia delante y la masa de plástico líquida se inyecta a alta presión en el molde, hasta que la cavidad queda completamente llena.
  • Fase de mantenimiento de presión: Una vez que el material fundido ha llenado la cavidad del molde, se aplica presión adicional para evitar la formación de huecos debidos a la contracción por solidificación o a puntos débiles en la zona de entrada del material. De este modo se garantiza una resistencia suficiente de la pieza.
  • Enfriamiento: El plástico se solidifica en el molde y los canales de enfriamiento del molde disipan el calor. Este paso suele ser el que más tiempo lleva. 
  • Apertura y expulsión del molde: Una vez que se ha enfriado lo suficiente, la máquina abre el molde y los pasadores de expulsión empujan la pieza terminada fuera del molde. 

La suma de todos estos pasos da como resultado el tiempo de ciclo, que suele ser de tan solo unos segundos o minutos, dependiendo del tamaño y el material de la pieza.

Estructura y componentes principales

Una máquina de moldeo por inyección se compone, básicamente, de varios conjuntos que, en conjunto, permiten llevar a cabo el proceso de moldeo por inyección. Entre los componentes más importantes se encuentran:

  • Unidad de cierre: mantiene la herramienta cerrada durante la inyección.
  • Unidad de inyección (unidad de plastificación): aquí se funde el plástico y se inyecta.
  • Molde: Da forma a la pieza.
  • Sistema de propulsión: genera los movimientos y las fuerzas de la máquina.
  • Sistema de control: el «cerebro» de la máquina.

¿Qué tipos de máquinas de moldeo por inyección hay?

Las máquinas de moldeo por inyección se pueden clasificar según diversos criterios, sobre todo según el tipo de accionamiento, el diseño, el número de unidades de inyección y el ámbito de aplicación.

En función del , se distinguen las máquinas de moldeo por inyección hidráulicas, eléctricas e híbridas:

  • Las máquinas hidráulicas funcionan con aceite hidráulico y pueden generar fuerzas de cierre muy elevadas. Son robustas y han demostrado su eficacia, pero consumen más energía y son relativamente ruidosas. 
  • Las máquinas de moldeo por inyección eléctricas utilizan servomotores para todos los movimientos, lo que las hace especialmente precisas, eficientes desde el punto de vista energético y silenciosas.
  • Las máquinas híbridas combinan accionamientos hidráulicos y eléctricos, y aúnan una gran potencia con una buena eficiencia energética.

Según el tipo de construcción, se distingue entre máquinas con largueros y sin largueros:

  • Las máquinas de largueros, de diseño clásico, tienen cuatro largueros y son muy estables y versátiles. 
  • Las máquinas sin montantes, por su parte, prescinden de estos, ofrecen un mejor acceso al troquel y una distribución uniforme de la fuerza de cierre, lo que resulta especialmente ventajoso en el caso de troqueles grandes o complejos.

Otra característica distintiva es el número de unidades de inyección:

  • La mayoría de las máquinas son máquinas de un solo husillo con una unidad de inyección, lo cual es suficiente para piezas estándar. 
  • Las máquinas multicomponente o 2K/3K cuentan con dos o más unidades de inyección y permiten fabricar piezas a partir de varios plásticos o colores, como, por ejemplo, combinaciones de materiales duros y blandos.

Por último, las máquinas de moldeo por inyección pueden clasificarse según el plástico que procesan:

  • Las máquinas de moldeo por inyección de termoplásticos están diseñadas para el procesamiento de termoplásticos como el polipropileno, la poliamida o el ABS.
  • Las máquinas para termoplásticos se utilizan para trabajar con termoplásticos y funcionan con moldes calentados. 
  • Las máquinas para elastómeros o LSR están especializadas en caucho o silicona y cuentan con husillos y herramientas especiales. 

Además, existen máquinas especiales, como las micromáquinas de moldeo por inyección para piezas muy pequeñas, las máquinas de moldeo por inyección verticales para piezas de inserción o sobremoldeado, así como máquinas para el moldeo por inyección-reacción (RIM).

K 2025: Estas máquinas de moldeo por inyección causaron sensación

  • El tema central de la K 2025 —«The Power of Plastics! Green – Smart – Responsible» — se abordó en el foro de la VDMA. Allí, Wittmann presentó dos instalaciones que se ajustan a este lema, entre ellas una máquina Ecopower totalmente eléctrica en versión DC.

  • Con el nuevo Victory Electric, Engel ha lanzado al mercado una primicia mundial en el ámbito eléctrico: Este concepto de cierre, de nuevo desarrollo, combina las ventajas de la tecnología sin travesaños con la dinámica de la propulsión eléctrica.

  • En el stand de Arburg se presentó, entre otras cosas, la Allrounder 475 V. Según el fabricante, la máquina destaca por su alta eficiencia energética, su reducido espacio de instalación y una atractiva relación calidad-precio. 

Ventajas y desventajas del moldeo por inyección

El moldeo por inyección es un proceso muy extendido para la fabricación de piezas de plástico y ofrece numerosas ventajas. Cabe destacar especialmente su alta precisión y repetibilidad. Su velocidad de producción es elevada, por lo que este proceso resulta especialmente adecuado para la producción en serie. 

Además, en el moldeo por inyección se producen pocas pérdidas de material, ya que el plástico sobrante suele poder reutilizarse. La calidad de la superficie de las piezas fabricadas también es muy buena, y permite obtener geometrías complejas y funciones integradas, como socavados, nervaduras o bisagras. Además, este proceso es muy versátil, ya que en las máquinas de moldeo por inyección se pueden procesar muchos tipos diferentes de plásticos.

Das Bild zeigt Vertikalmaschine Allrounder 475 V von Arburg (links) und eine holmlose elektrische Engel Victory Electric 220 mit 2.200 kN Schließkraft (rechts).
(Imagen: Arburg/Engel)

A la izquierda: Máquina vertical Allrounder 475 V de Arburg

A la derecha: la prensa eléctrica sin travesaños «Engel Victory Electric 220», con una fuerza de cierre de 2.200 kN

Por otro lado, el moldeo por inyección también presenta algunas desventajas. Los costes de adquisición de las máquinas y los moldes son elevados, especialmente en el caso de las máquinas multicomponente o de alta precisión. La fabricación de los moldes requiere mucho tiempo y es costosa, lo que hace que este proceso resulte menos rentable para pequeñas series. 

Además, el proceso requiere un control preciso, ya que pequeñas variaciones en la temperatura, la presión o la refrigeración pueden provocar errores de dimensiones o de calidad. La flexibilidad para adaptarse a los cambios de diseño también es limitada, ya que es necesario fabricar un nuevo molde para cada pieza nueva.

Aplicaciones y productos

Las máquinas de moldeo por inyección se utilizan en todos aquellos casos en los que se necesitan grandes cantidades de piezas de plástico idénticas. Constituyen uno de los procesos más importantes en la transformación del plástico, ya que son rápidas, precisas y versátiles.

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(Imagen: Wittmann; Infografía: PlastXnow)

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Conclusión

Las máquinas de moldeo por inyección se encuentran entre las instalaciones de producción más importantes de la industria moderna, ya que permiten la fabricación rentable de piezas de plástico en grandes cantidades. Una ventaja fundamental del moldeo por inyección es su alta precisión y repetibilidad, lo que permite fabricar incluso componentes complejos con una calidad constante. Además, este proceso permite tiempos de ciclo cortos, lo que se traduce en una productividad muy elevada y lo hace especialmente atractivo para la producción en serie.

Otra ventaja fundamental es la gran libertad de diseño. Con las máquinas de moldeo por inyección se pueden fabricar geometrías tanto sencillas como muy complejas, incluidos componentes con funciones integradas, como clips, bisagras o nervaduras de refuerzo. Al mismo tiempo, la pérdida de material es mínima, ya que el plástico sobrante suele poder reciclarse. Gracias a la posibilidad de procesar diferentes plásticos, así como combinaciones de varios componentes o de materiales duros y blandos, este proceso resulta extremadamente versátil.

Gracias a estas características, las máquinas de moldeo por inyección se utilizan en numerosos sectores, como la industria del automóvil, la industria del embalaje, la tecnología médica, la ingeniería eléctrica y la fabricación de artículos para el hogar y de consumo. Allí donde se necesitan piezas de plástico precisas, duraderas y económicas en grandes cantidades, las máquinas de moldeo por inyección son la solución preferida.