Introducción Técnica Integral al Molde para Cubetas de Plástico

1. Descripción General del Producto y Aplicaciones de Mercado

Las cubetas de plástico, como artículos de uso diario y contenedores industriales de amplia aplicación, tienen una demanda de mercado enorme y estable. Desde cubetas para lavar ropa y lavar la cara en el hogar hasta contenedores químicos y macetas en el sector industrial, las cubetas de plástico cubren todos los aspectos de la vida gracias a sus ventajas de ligereza, bajo costo, durabilidad, facilidad de limpieza y flexibilidad de diseño.

Principales tipos de producto:

1. Cubetas para el hogar: Para lavar ropa, lavar verduras, lavar la cara, almacenamiento, etc.

2. Cubetas para baño: Lavabos, cubos de fregona, bañeras para bebés, etc.

3. Cubetas industriales/agrícolas: Para almacenamiento y transporte químico, cría, cultivo, cajas de transporte, etc.

4. Cubetas especiales: Recipientes médicos, para procesamiento de alimentos, etc.

Requisitos centrales de diseño del molde: Deben cumplir con la resistencia estructural (capacidad de carga), calidad superficial (acabado, textura), estabilidad dimensional (prevención de deformación), facilidad de desmoldeo (especialmente para productos de cavidad profunda) y eficiencia productiva (ciclos cortos, larga vida útil).

2. Tecnologías Clave en el Diseño de la Estructura del Molde

Los moldes para cubetas de plástico suelen clasificarse como moldes para piezas de pared delgada de cavidad profunda, medianas a grandes, con particularidades en su diseño.

1. Estructura básica del molde:

• Sistema de portamoldes: Se utilizan portamoldes estándar (como LKM), que deben tener rigidez y resistencia suficientes para soportar altas presiones de inyección y evitar deformaciones.

• Cavidad y Núcleo: Forman las superficies interior y exterior de la cubeta. La profundidad de la cubeta es clave en el diseño, requiriendo un ángulo de desmoldeo suficiente (generalmente 1°-3°) para garantizar un desmoldeo fluido.

• Sistema de alimentación:

  • Sistema de canal caliente: Para cubetas grandes o producción de alto volumen, se suele usar un sistema de canal caliente con múltiples válvulas de aguja. Reduce líneas de unión, ahorra material y acorta el ciclo.

  • Sistema de canal frío: Para cubetas pequeñas/medianas, se pueden usar puntos de inyección directos o en abanico. Estructura simple, menor costo. El punto de inyección suele ubicarse en el centro de la base para un llenado uniforme.

• Sistema de enfriamiento: Clave para la eficiencia y la calidad del producto (ej., reducir alabeo). Suele emplear circuitos de enfriamiento multicapa complejos alrededor de cavidad y núcleo. Se usan bafles (baffles) o circuitos de enfriamiento conformados (impresión 3D) para mejorar el enfriamiento en zonas profundas.

• Sistema de ventilación: La gran superficie proyectada de la cubeta favorece el atrapamiento de aire. Se requieren ranuras de ventilación (profundidad típica 0.02-0.04mm) en la línea de partición, extremos del núcleo y uniones de insertos para evitar defectos como quemaduras o llenado incompleto.

• Sistema de expulsión: Debido a la profundidad, gran superficie y paredes delgadas, la fuerza de desmoldeo es alta. Se usa un mecanismo de expulsión compuesto:

  • Expulsión asistida por aire (gas-assist): Inyección de aire comprimido al abrir para separar la pieza del núcleo.

  • Expulsión mecánica múltiple: Uso coordinado de muchos eyectores redondos, planos y una placa expulsora para distribuir uniformemente la fuerza y evitar marcas blancas o deformaciones.

  • Manejo de socavados (undercuts): Para asas u otras geometrías con retención lateral, se diseñan mecanismos de correderas (sliders) o expulsores inclinados (lifters).

2. Selección de materiales para el molde:

• Cavidad/Núcleo: Se usan aceros para moldes preendurecidos como P20, 718, NAK80, con buena pulibilidad y resistencia media al desgaste. Para cubetas de alto brillo, se puede usar acero para pulido espejo como S136.

• Componentes móviles críticos (correderas, expulsores inclinados): Se utilizan aceros más resistentes al desgaste como H13, con tratamientos superficiales como nitruración.

• Portamoldes: Se utiliza acero al carbono de calidad (ej., acero 45#, S50C).

3. Proceso de Producción y Materiales

1. Materiales plásticos comunes:

• Polipropileno (PP): El más común, mejor relación costo-beneficio, resistente a ácidos/álcalis, buena tenacidad. Ideal para cubetas de lavado y almacenaje.

• Polietileno (PE): Mayor flexibilidad, resistente al frío. El PE grado alimenticio se usa en contenedores de alimentos.

• ABS: Alta resistencia, buen brillo superficial, fácil coloración. Para cubetas de baño de gama alta.

• Policarbonato (PC): Transparente, alta resistencia al impacto. Para cubetas con requisitos especiales.

2. Puntos clave del proceso de moldeo por inyección:

• Temperatura: Ajustar la temperatura del cilindro y del molde según el material (PP: 40-60°C, ABS: 60-80°C típicamente).

• Presión y Velocidad: Inyección a velocidad media-alta para un llenado completo, con mantenimiento de presión en múltiples etapas para reducir contracción y deformación.

• Tiempo de enfriamiento: Ocupa la mayor parte del ciclo. Se optimiza el sistema de enfriamiento para reducir este tiempo.

• Post-procesado: Recorte del punto de inyección. Algunos productos pueden requerir tratamiento térmico de relajación de tensiones (annealing) para minimizar deformaciones.

4. Fabricación del Molde y Control de Calidad

1. Flujo de fabricación: Incluye típicamente Revisión de diseño → Compra de materiales → Mecanizado en bruto → Tratamiento térmico → Mecanizado de precisión (CNC, EDM, electroerosión por hilo) → Pulido/grabado de texturas → Ensamblaje → Pruebas de moldeo y puesta a punto.

2. Tecnologías clave:

   • Mecanizado de precisión: Garantiza la precisión dimensional y de forma de la cavidad.

   • Tratamiento superficial: La superficie de la cavidad requiere pulido de alta calidad (acabado espejo o mate) o grabado de texturas (imitación cuero, piedra, etc.), lo que impacta directamente la apariencia final del producto.

   • Cierre y ajuste del molde: Asegura un sellado perfecto de la línea de partición, sin rebabas.

3. Pruebas de moldeo y validación: Verifican la funcionalidad del molde, optimizan los parámetros de inyección y permiten realizar mediciones dimensionales, inspección visual y pruebas funcionales (carga, caída) del producto.