Diferencias entre termoplástico y termoestable

Existen dos grandes categorías de materiales plásticos, los termoplásticos y los termoestables, que se diferencian por su comportamiento cuando se les aplica calor. En esta sugerencia de diseño se ofrecen algunas consideraciones que se deben tener en cuenta a la hora de utilizarlos.

Una forma de explicar la diferencia entre polímeros termoplásticos y termoestables es mediante el ejemplo de una tortilla.

Necesitamos un huevo, una loncha de queso y una sartén caliente. El huevo comienza siendo un líquido —en realidad, se trata de un coloide, pero no nos discutiremos por eso— y, cuando se echa en una sartén caliente, se convierte en un sólido. El queso, en cambio, es un sólido, pero cuando se calienta (y no se sobrecalienta) se convierte en un líquido viscoso.

Una vez calentado el huevo, se puede enfriar o recalentar, pero nunca volverá a su estado líquido, sino que seguirá siendo un sólido, al igual que los polímeros termoestables. Pero si el queso fundido se enfría, recupera su forma sólida, y si se vuelve a recalentar, se convierte de nuevo en un fluido, como los termoplásticos.

Pautas para el uso de termoplásticos

Una pieza bien diseñada puede fallar si se fabrica con el material equivocado. Por ello, a la hora de seleccionar los materiales para el moldeo por inyección, se deben tener en cuenta factores como la fuerza, la resistencia a los impactos, el rendimiento a altas temperaturas y otros elementos.

Asegúrese además de revisar las propiedades de los tipos de resina de uso habitual, como el acetal, acrílico, polietileno de alta densidad, policarbonato (PC), polipropileno (PP) y poliestireno (véase la tabla). Para obtener más información, consulte también nuestra Guía comparativa de materiales. Tenga en cuenta que si un material estándar no le proporciona todas las características que necesita, puede recurrir a una mezcla de resinas que se ajuste a sus necesidades. Al fin y al cabo, el material es lo que forma la pieza. Por ejemplo, en la tabla de esta página se puede observar que, cuando se combinan el policarbonato y el ABS, el nuevo material es más resistente y puede formar una pieza con mayor precisión que el ABS.

Consideraciones sobre los termoestables

En cuanto a los polímeros termoestables, en Protolabs ofrecemos una variedad de materiales de caucho de silicona líquida (LSR).

El LSR, un termoestable de uso común, es un material útil por su flexibilidad y resistencia química y al calor. Entre las aplicaciones habituales se encuentran superficies de tacto suave, juntas y aislamiento térmico. Los moldeadores mezclan dos componentes de LSR no curado para formar una solución de «caucho líquido» de viscosidad relativamente baja. El material se cura cuando se aplica calor formando una unión que no se puede deshacer.

En la siguiente tabla se muestran nuestros materiales de LSR generales. En nuestra Guía comparativa de materiales encontrará las hojas técnicas de todos estos materiales.

Cuando se trabaja con materiales de LSR, se deben solucionar una serie de problemas relativos al diseño y a los materiales. Para ello, hay que tener en cuenta varios puntos:

Espesor de paredes y nervaduras. Normalmente, el LSR rellena secciones de pared finas con dificultades mínimas, y se pueden crear paredes de tan solo 0,25 mm, dependiendo del tamaño de la pared y de la ubicación de las secciones más gruesas. El espesor de la nervadura debería ser entre 0,5 y 1,0 veces el espesor de la pared adyacente. El LSR se ajusta a las variaciones del espesor de la pared y prácticamente no se produce rechupe.

Encogimiento y rebaba. El índice de encogimiento con el LSR es bastante alto con una tolerancia prevista de 0,01 mm por mm. El LSR también tiene tendencia a formar rebaba con facilidad durante el moldeo (en huecos pequeños de hasta 0,005 mm), que en Protolabs ayudamos a reducir mediante la incorporación de elementos adicionales en el diseño del molde.

Juntas. Simplificar y minimizar las juntas de su diseño le ayudará a obtener piezas de LSR más limpias de la forma más rápida posible.       

Negativo. El LSR puede moldearse para adaptarse a piezas con negativos, que extrae manualmente un operario de prensa. En Protolabs se ofrece una selección de acciones de utillaje mecánico para liberar los negativos.

Expulsión de la pieza. Normalmente no se suelen utilizar extractores en el moldeo por LSR debido a la flexibilidad y baja viscosidad de este material. Por ello, las piezas deben diseñarse de tal forma que puedan conservarse en una mitad del molde cuando se abre al final del ciclo de moldeo. A continuación, la pieza se desmoldea manualmente, a menudo con ayuda de aire.

Otro aspecto que se debe mencionar en relación con los termoestables es la reticulación. La reticulación determina muchas de las características de los termoestables. Les aporta fuerza, estabilidad dimensional y una elevada resistencia al calor y a los productos químicos (véase la ilustración siguiente).

Un ejemplo de un producto habitual es el de los moldes flexibles de silicona alimentaria. La reticulación les permite resistir temperaturas del horno de 200 ºC y hace que sean antiadherentes, características muy importantes para los moldes de repostería. Pero los termoestables también tienen sus desventajas. En los formatos más duros, los plásticos termoestables no presentan la misma resistencia a los impactos que los termoplásticos y tienden a romperse.

Por último, cada tipo de material tiene unas reglas propias. Le recomendamos que consulte nuestra Guía comparativa de materiales, en la que podrá ver y elegir entre cientos de materiales de fabricación.

En Protolabs no podemos seleccionar por usted la resina que más le conviene, pero siempre estamos disponibles para ayudarle a evaluar las características de los termoplásticos y los termoestables. En caso necesario, póngase en contacto con uno de nuestros ingenieros de aplicaciones llamando al +34 932 711 332 o escribiendo a la dirección de correo electrónico [email protected].