Plásticos de Ingeniería: PBT

PBT son las siglas de Tereftalato de polibutileno, uno de los termoplásticos de ingeniería que inyectamos con diferentes aditivos como fibra de vidrio en Zatec como empresa de inyección de plásticos técnicos para diferentes aplicaciones como electrónica, automoción, hornos, grifería…

¿Como se obtiene?

El PBT se obtiene por la policondensación(proceso químico en el que varios monómeros se agrupan entre sí dando lugar a una molecula de mayor peso), del ácido de tereftalato o el dimetiltereftalato con butanodiol, empleando un catalizador especial. Todos ellos con origen en la industria petroquímica.

Características

Las características son muy variadas dependiendo del grado concreto de PBT, no obstante las mas importantes se podrían resumir en los siguiente puntos:

• Baja absorción de humedad y resistencia al agua, incluso a elevadas temperaturas con grados resistentes a la hidrólisis.
• Buena Resistencia a agentes químicos.
• Muy buena resistencia a la intemperie y excelente comportamiento al envejecimiento, con buen rendimiento eléctrico y térmico a largo plazo.
• Alta rigidez y resistencia, sobre todo en los grados reforzados con fibra de vidrio, permiten elevadas cargas mecánicas incluso a elevadas temperaturas, así como una muy buena estabilidad dimensional
• Grados de retardantes a la llama, también libre de halógenos para el sector eléctrico/electrónico.
• Se pueden emplear masterbatch para colorear, en base PBT. Solo en el caso de los retardantes a la llama, hay que tener muy en cuenta que no cambien su condición, según la carta amarilla UL.
• Grados con fibra de vidrio demuestran excelentes propiedades de creep, gracias a su baja absorción de humedad y elevada rigidez a temperaturas ambiente. También bajo carga a elevadas temperaturas.
• Temperatura de Uso en continuo de aproximadamente 120 ºC según el tipo de PBT. Pudiendo llegar a picos de unos 150-160ºC durante algunas horas de funcionamiento.
• Contracción,  según sea grados sin reforzar (1,8-2%, transversal/longitudinal) o reforzados con fibra de vidrio(0,5-0,9%).

Aplicaciones de inyección de plásticos donde empleamos este material

Industriales,  como por ejemplo carcasas para bombas de presión,  separadores para la puerta y mandos del horno, componentes en grifería y sanitarios.

Electrónica, conectores de conexión, interruptores, sensores…

Automoción, principalmente para sistemas mecatrónicos, diferentes carcasas para actuadores del espejo retrovisor y accionamiento de elevalunas, piezas de interior en el reposacabezas…

Para más información o si tienes un proyecto a desarrollar por moldeo de inyección, no dudes en contactar con nosotros.

PPS (sulfuro de polifenileno)

Dentro de la gama de plásticos de ingeniería con los que trabajamos para diferentes aplicaciones, os vamos hablar de uno de los materiales que trabajamos en ZATEC con mejores prestaciones mecánicas, hablamos del  Sulfuro de Polifenileno. Mas conocido como PPS, y que generalmente tiene 40% de fibra donde enseguida podrán reconocerlo por su característico sonido metálico al dejar caer la pieza sobre una superficie.

Características

Depende del grado de PPS, no obstante y como características generales:

Tiene un gran comportamiento mecánico a elevadas temperaturas, por encima de los 200ºc, llegando incluso a alcanzar picos de temperatura de 260ºC con buena estabilidad dimensional, por lo que es adecuado para tolerancias estrechas para una amplia variedad de aplicaciones y mercados, como automoción por citar un ejemplo.

Es un termoplástico con poca absorción de agua con buena resistencia a la hidrólisis tiene excelente resistencia a diferentes agentes químicos(no a todos, es aconsejable consultar a fabricante según la aplicación final), por tanto la pieza moldeada por inyección de plástico puede estar presente en ambientes con bastante corrosión.

Por otro lado, es inherentemente retardante a la llama, V0 segun UL94. Es decir, no necesitaremos aditivos añadidos para que sea ignífugarlo como otros materiales.

Finalmente a destacar, por si fuera poco lo citado anteriormente, es su excelente resistencia al Creep o plastodeformación en elevadas temperaturas.

Procesado

Por temas de know-how, no podremos entrar en excesivo detalle con temas de parámetros, entrada de inyección…, no obstante los fabricantes suelen dar muy buena información sobre ello, donde queremos destacar lo siguiente:

A pesar de su baja absorción de humedad se recomienda un adecuado secado previo a la inyección, como muchos otros materiales. El molde donde se realizará la inyección de plástico debe ser un acero adecuado para la elevada temperatura en molde, con la necesidad de refrigerar con aceite. Esta temperatura en molde es especialmente importante para que su aspecto superficial no se vea afectado, si está muy frío o no con la temperatura adecuada el aspecto será granulado o similar.

Desde nuestra modesta experiencia, cualquier proyecto o consulta según aplicación donde se requiera una pieza inyectada en PPS con fibra de vidrio, estamos a vuestra disposición, no dudes en contactar con nosotros.

Muchas veces se recibe un plano con unas tolerancias más que exigentes, o un diseño 3D que enciende todas las alarmas, como por ejemplo grandes acumulaciones de masa, necesidad de paralelismo, perpendicularidad o planitud entre otras características con materiales como puede ser una poliamida con alto porcentaje de fibra de vidrio. Es por eso, que vemos necesario tener en cuenta unas consideraciones previas en la fase de diseño para una pieza de inyección de plástico por si fuera de ayuda.

De cualquier modo, en ZATEC asesoramos a cliente colaborando en esa fase de análisis de factibilidad para optimizar ese diseño inicial reduciendo si es posible inversión y costes en la industrialización de un proyecto de moldeo por inyección, según requisitos finales de la aplicación. A continuación marcamos algunos ejemplos:

Espesor

Si bien es cierto que en ocasiones no es posible evitar variaciones de espesor, es muy importante que sea lo más regular posible, sin cambios bruscos. Un espesor irregular con excesos o defectos, puede ocasionar problemas como deformación por las diferencias de contracción o rechupes en la cara opuesta.

Aristas Vivas,

las aristas vivas son concentradores de tensión(kc) que fragilizan la pieza, y aunque realizar radios en según que zonas pueden complicar el molde, se producen mejoras importantes respecto de su fragilidad. Es necesario tener presente esa mayor acumulación de masa en los bordes al redondear, como por ejemplo en piezas tipo caja, con el efecto tonel.

Nervado

Si queremos una pieza rígida, es preferible nervar como refuerzo que incrementar el espesor. Importante como comentábamos, tener en cuenta los cruces de los nervios por la posible acumulación de masa, pudiendo provocar defectos estéticos en la cara opuesta. En aquellas piezas con superficies planas, además del nervado hay que tener en cuenta, obviamente, la refrigeración en el molde con variaciones de temperatura, ubicación de de entrada(s) de inyección y la elección del termoplástico más adecuado según la aplicación final.

Torretas o resaltes

Se deben diseñar par ano provocar grandes acumulaciones de masa, burbujas… importante que la diferencia entre el radio exterior e interior no debe de ser ni demasiado fuerte ni demasiado débil.

Roscados

evitar roscados de paso demasiado finos. En el caso de la rosca hembra, evitar que el filete llegué hasta el fondo de la pieza, evitando cualquier principio de rotura. En el caso de las roscas macho desmoldeadas por corredera, pueden ser interrumpidas a la altura del plano de unión, evitando en la medida de lo posible el problema de desgaste en los asientos. Como hemos comentado anteriormente, evitar ángulos vivos que presentan propiedades mecánicas pobres, por tanto suavizarlos en este tipo de piezas.

Piezas con insertos

El inserto no debe fragilizar el material que lo rodea, por ello se debe verificar el óptimo espesor del material alrededor del citado inserto. La contracción del plástico sobre el metal va a provocar un desbordamiento del inserto. Este desbordamiento será suprimido, practicando un estriado uniforme y cruzado de la pieza insertada. Por experiencia, es necesario calentar el inserto previamente a la inyección.

Con más de 30 años de experiencia en el sector de inyección de plásticos de ingeniería, nuestra empresa ubicada en Zaragoza(España) colabora activamente con cliente desde el diseño inicial. Cualquier duda o proyecto a desarrollar, estaremos encantados de colaborar, no dudes en contactar con nosotros.

Todo el mundo en esta industria conoce la importancia de la contracción en los termoplásticos durante el proceso de inyección y después en su enfriamiento, por eso es tan importante tener en cuenta este concepto en la realización del molde de cara a centrar las tolerancias en aquellas cotas de relevancia durante la fase de puesta a punto. De esta manera, desde Zatec como empresa española con mas de 25 años  de experiencia en moldeo por inyección de piezas técnicas en plásticos de ingeniería, intentaremos recoger  en estas líneas este comportamiento dada la importancia de la contracción en un nuevo proyecto a desarrollar.

No obstante, no es tan sencillo de controlar y aunque existan muy buenos programas como moldflow o moldex3D donde podemos analizar tendencias, lo mejor es basarnos en la experiencia acumulada a lo largo de los años. Esto se debe a que influyen varios factores en este concepto de contracción, como el material a inyectar(importante si tenemos por ejemplo una Poliamida con fibra de vidrio), la geometría de la pieza con un espesor lo mas homogéneo posible dentro de las posibilidades de diseño respecto a la aplicación final. Además, claro está, de las condiciones de nuestro proceso, como la elección correcta de la posición y dimensionado de la entrada o entradas de inyección, temperatura del proceso así como una adecuada refrigeración, etc.

materia prima,

debemos tener en cuenta las diferencias entre los termoplásticos semicristalinos y los amorfos.

Behaviour of Semi-crystalline and amorphous polymer, before transformation, injection process and cooling

Los semicristalinos,

como normal general todas las moléculas tienen una cierta regularidad· estructural  y pueden cristalizar bajo determinadas condiciones, cuentan una contracción mayor que los amorfos. Algunos ejemplos son la PA6, PA66 o POM. Si además estos materiales están reforzados con fibra de vidrio,  su comportamiento anisotropo provoca una diferencia entre la contracción lineal y perpendicular al flujo de inyección. Por lo tanto, podemos tener problemas de planitud,que en muchos casos es una característica clave en las piezas de plástico, y esto es un factor muy importante a tener en cuenta para una contracción adecuada en la concepción del molde. A continuación en la foto de abajo se puede observar varios ejemplos de piezas inyectadas con Poliamida con diferentes porcentajes de fibra de vidrio para el sector automoción, donde la planitud era una parte importante en su homologación dada la aplicación final.

ZATEC-Plastic Parts of PA with glass fiber

Los amorfos,

tienen una agrupación de macromoléculas lineales o ramificadas sin que exista un orden de la disposición de las cadenas, o bien por estructuras fuertemente reticuladas que suelen poseer una disposición irregular. Similar a un plato de espagueti. Como no tienen que volver a un estado ordenado en su enfriamiento una vez son procesados, son mas estables dimensionalmente y tienen una contracción menor que los semicristalinos. Un ejemplo típico de un material amorfo, es el Policarbonato (PC).

Read more

En varias ocasiones nos hemos encontrado situaciones donde un cliente necesita un «plástico ignífugo» o que emplee determinada marca de material por que necesita que su pieza sea «ignífuga»,  pero lo que realmente necesita es un plástico retardante a la llama en un grado concreto que luego comentaremos, y en un determinado espesor.

Battery Case with flame retardant_Zatec

Un ejemplo, en una consulta nos remarcaron que debíamos emplear el material «x» homologado. Pues bien, el problema era que no cumplía con los requisitos usando el citado material «x»  de cliente. ¿Por qué? por que un grado retardante a la llama de V0 en una probeta de ensayo pongamos de 3 mm, no nos vale para un espesor de pieza de apenas 1,5 mm. Por todo ello, vamos a hablar un poco de un aditivo para termoplásticos muy empleado para electricidad o electrónica así como en electrodomésticos, son los llamados retardantes a la llama.

Según la clasificación UL94 (Underwriters Laboratory en EEUU que emiten las conocidas cartas amarillas) y de acuerdo al ensayo donde se quema una muestra en vertical a la llama analizando cuando se extingue, los diferentes grados de retardante a la llama se agrupan generalmente en:

• V2, la combustión de la muestra se detiene en 30 segundos y hay un goteo de partículas ardiendo.
• V1, la combustión de la muestra se detiene en 30 segundos como antes, pero no hay un goteo de partículas ardiendo.
• V0, la combustión se detiene en 10 segundos y como en el caso anterior, no hay un goteo de partículas ardiendo.

Hay otras nomenclaturas como 5VA, 5VB también con la probeta en vertical donde se produce quemadura con o sin orificio, pero no son tan comunes como las anteriores. La clasificación UL94 más baja correspondería a HB, donde la probeta a diferencia de los casos anteriores se coloca en horizontal. Se considera «auto-extinguible» aunque es como si ardiera una madera(entiendan el símil).

Abajo podéis ver un vídeo de youtube(Fuente: Filoalfa 3D) bastante ilustrativo del comportamiento en piezas finales, en este caso de ABS, aunque hay muchos mas materiales a aditivar con retardantes a la llama, como Poliamida(PA), Policarbonato (PC), polipropileno(PP)…

Los agentes anti llama más empleados para conseguir algunos de los grados expuestos anteriormente son trióxido de antimonio, fósforo rojo (común para colores oscuros), halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo, astato)… entro otros. Pero en muchos de estos casos, son elementos que liberan un humo nocivo para los seres humanos durante su combustión, por ello cada vez más se emplean retardantes a la llama libres de halógenos que se obtienen de materias primas de origen biológico, producidas de manera sostenible reduciendo el consumo de  recursos fósiles así como las emisiones de carbono a la atmósfera.

Si necesitas asesoramiento técnico para elegir el plástico de ingeniería más adecuado según su aplicación final, estaremos encantados de ayudarte colaborando conjuntamente desde el diseño inicial, respecto del punto de vista de nuestro proceso de producción: moldeo por inyección de plásticos técnicos.

Más allá de certificaciones y normas aplicables por el sector o sectores donde trabajamos, como por ejemplo la IATF-16949 de Automoción, en Zatec como empresa de inyección de plásticos técnicos, nos hemos fijado el objetivo de desarrollar año tras año el área de responsabilidad social corporativa recogiendo todas esas buenas practicas que o bien se vienen haciendo, o bien se deben implantar.  Esto no es una moda pasajera, es una manera de pensar y actuar en consecuencia con los retos marcados por los objetivos de desarrollo sostenible(ODS), aportando en la medida de lo posible nuestro granito de arena.

RSC-Quiero trabajar ahí

Para ello y dentro de los grupos de interés que se agruparían en clientes, proveedores, empleados, entorno social y medio ambiente se ha decidido elaborar un plan de buenas acciones a poner en marcha integrándolo en el día a día de la empresa y su estrategia. Siempre teniendo muy presente la satisfacción de cliente, sirviendo piezas de valor añadido en la calidad y servicio requerido, como máximo referente en nuestros procesos.

Sin perder de vista lo citado anteriormente, este año se han dado pasos para potenciar el área de empleados, midiendo su satisfacción, escuchando propuestas a poner en marcha y detalles como el  regalo en el día de cumpleaños de cada empleado, favoreciendo en la medida de lo posible la conciliación laboral con la vida personal. Para ello hemos contado con la ayuda de la empresa Serlog, especializada en Recursos Humanos a modo de guía para mejorar continuamente en este área, analizando entre otras cosas el clima laboral.

Por otro lado, venimos participando cada año en la campaña de Lapices y Sonrisas para niños en situación de emergencia social con el clúster de Automoción de Aragón, que siempre es gratificante donar material escolar para aquellos no tienen acceso a algo tan básico.

Dicho esto y sin dar demasiado bombo, por que pensamos que pierde algo de valor, no se trata de un lavado de imagen, se trata de mejorar productividad y retener el talento con un alto valor añadido para los trabajadores. Aún queda mucho camino por recorrer, no obstante es un buen síntoma que en este primer año hayamos conseguido el sello de Responsabilidad Social de Aragón (RSA), teniendo un mayor impacto en la sociedad más allá de las piezas que inyectamos en diferentes termoplásticos.

Inyección de piezas técnicas con poliamida

Probablemente la materia prima mas empleada en  Zatec sea la poliamida. Por ello, en este post vamos a hablar a modo de pequeño resumen de inyección de piezas técnicas con poliamida, con sus aplicaciones y características generales para estos componentes, bien sea PA6, PA66… etc y con diferentes aditivos.

Piezas de Poliamida – ©property of Zatec S.A.

Cuantas veces  habremos recibido un plano y/o 3D para cotizar, pero con el material por definir. No es lo habitual, pero ocurre. Sabiendo la aplicación final y requerimientos de cliente, información que en ocasiones llega en cuenta gotas, podemos proponer un material adecuado. Por ello, queremos destacar las principales características por las que emplear poliamida en nuestro proceso de inyección de plásticos.

Antes de exponer las características generales principales, recordar la anterior entrada donde hablábamos del origen de la poliamida y su procedencia hasta recibir el material en nuestro almacén. Os haré un «breve y alegre» resumen: la PA6 proviene de de la polimerización hidrolítica de la caprolactama y la PA66 por la polimerización de la hexametilendiamina y el acido adípico. En muchos casos se incorporan una serie de añadidos como fibra de vidrio, retardantes a la llama, estabilizados al calor, teflón… y así un largo etc que se traduce en una amplia gama donde elegir. Read more