Dongying (Suzhou Dongying Electronic Technology Co., Ltd.) fabrica moldes y piezas por inyección en Suzhou, China. Hacemos moldes y piezas moldeadas para refrigeración electrónica y componentes de automoción, incluidos rodetes, marcos y bases de ventilador. Para conocer el proceso completo, consulte nuestra guía sobre moldeo por inyección de rodetes de refrigeración (en inglés).
PBT, PA66-GF y LCP para rodetes: comparación rápida
En breve: el PBT es una opción equilibrada y dimensionalmente estable; la PA66-GF aporta tenacidad, pero exige prever la absorción de humedad; el LCP se reserva para álabes muy delgados y rígidos.
| Tendencia general (depende del grado) | PBT con fibra de vidrio | PA66-GF | LCP |
|---|---|---|---|
| Absorción de humedad tras el moldeo | Baja | Alta; la pieza se hincha y pierde rigidez | Muy baja |
| Servicio en ambiente cálido y húmedo | Riesgo de hidrólisis a temperaturas elevadas, salvo con un grado HR | Buena resistencia al calor; las propiedades cambian con la humedad | Bueno |
| Llenado de álabes delgados | Bueno | Bueno | Muy bueno |
| Efectos de la orientación | La orientación de la fibra provoca alabeo | La orientación de la fibra provoca alabeo | Marcada orientación del flujo; líneas de unión débiles |
| Secado antes del moldeo | Necesario | Necesario | Necesario, hasta un contenido de humedad muy bajo |
| Coste relativo del material | Más bajo | Bajo a medio | Más alto |
Son tendencias generales; revise las fichas técnicas de los grados concretos que esté considerando.
PBT con fibra de vidrio: estabilidad dimensional y atención al calor húmedo
En breve: el PBT es adecuado cuando el rodete debe mantener sus dimensiones en un ambiente interior normal; para servicio cálido y húmedo conviene un grado resistente a la hidrólisis.
El PBT absorbe poca agua, por lo que las dimensiones de los álabes y el equilibrado varían poco con las estaciones. Su punto débil es la hidrólisis. BASF explica que la humedad, sobre todo a temperaturas más altas, daña el PBT y altera sus propiedades; por eso muchas especificaciones de automoción incluyen ensayos a 85 °C y un 85% de humedad relativa (BASF). LANXESS indica que el PBT estándar ofrece resistencia suficiente hasta unos 60 °C y que, por encima de esa temperatura, los grados no estabilizados pueden perder resistencia al impacto y alargamiento (LANXESS). Los grados resistentes a la hidrólisis (HR) están formulados para esas condiciones.
Dentro del molde, las fibras de vidrio se orientan con el flujo, de modo que la pieza contrae menos en la dirección del flujo que en la transversal. La guía del distribuidor sobre PBT reforzado identifica esta diferencia como la causa principal del alabeo (Sales Plastics). En un rodete, se manifiesta en variaciones del ángulo de los álabes y de su posición respecto al plano.
PA66-GF: tenacidad y resistencia térmica, con la humedad prevista
En breve: la PA66-GF permite obtener álabes tenaces y resistentes al calor, pero la pieza sigue absorbiendo agua después del moldeo y su tamaño y rigidez cambian con el tiempo.
Los datos de DuPont muestran que la PA66 sin refuerzo alcanza aproximadamente un 2.5% de contenido de agua a 23 °C y un 50% de humedad relativa, y alrededor del 7.5% por inmersión (guía DuPont Zytel). La información de diseño de DuPont añade que, al 50% de humedad relativa, esta absorción aumenta las dimensiones de las piezas de PA66 en torno a un 0.6%, reduce la rigidez y la resistencia mecánica y aumenta la tenacidad. El cambio es lento y reversible (módulo de diseño de DuPont). La fibra de vidrio lo reduce, pero no lo elimina.
Un rodete medido en seco, recién moldeado, no está en el mismo estado que durante su uso. Acuerde si las dimensiones y el equilibrado se comprueban en seco tras el moldeo, después de acondicionar la pieza o en ambos estados. La norma ISO 1110 describe el acondicionamiento acelerado de probetas de poliamida a 70 °C y un 62% de humedad relativa; se obtiene una humedad próxima al equilibrio a 23 °C y un 50% de humedad relativa (ISO).
LCP: álabes muy delgados y rígidos, con un molde diseñado para ello
En breve: el LCP llena secciones muy delgadas y apenas absorbe agua, pero su resistencia depende mucho de la dirección del flujo y de las líneas de unión.
La guía de diseño de Vectra de Celanese describe el LCP como un material que conserva una estructura molecular ordenada tanto en estado fundido como sólido. De ahí su elevada rigidez en la dirección del flujo, baja absorción de humedad, baja dilatación térmica y resistencia inherente a la llama. Puede llenar paredes muy delgadas con una presión de inyección inferior a la de las resinas semicristalinas convencionales, sin una tendencia marcada a formar rebabas (Celanese).
Las propiedades son mucho mayores en la dirección del flujo que en la transversal, aunque los rellenos de vidrio o minerales reducen la diferencia. Las líneas de unión son puntos débiles; Celanese recomienda una inyección muy rápida para mejorar su resistencia. En un rodete, esto exige situar las entradas de forma que la masa fluya desde la raíz hasta la punta de cada álabe y que las líneas de unión queden alejadas de las raíces. El material también cuesta más, por lo que tiene sentido cuando realmente se necesitan álabes delgados y rígidos.
Cómo cambia el molde según el material
En breve: la contracción, las entradas, la temperatura del molde y la ventilación dependen del material; por eso hay que fijar el grado antes de diseñar el molde.
| Aspecto del molde | Por qué influye el material |
|---|---|
| Compensación de la contracción en la cavidad | Cada grado contrae de forma distinta, tanto en magnitud como entre la dirección del flujo y la transversal. Un cambio posterior puede exigir mecanizar de nuevo el acero. |
| Posición y tipo de entrada | Determinan la orientación de las fibras o moléculas en los álabes y dónde se forman las líneas de unión. |
| Control de la temperatura del molde | Afecta a la cristalinidad, la superficie y el alabeo; cada grado tiene su intervalo recomendado. |
| Ventilación en las puntas de los álabes | Los grados de llenado rápido, como el LCP, necesitan buena ventilación para evitar quemaduras y llenados incompletos. |
| Secado y manipulación del material | El PBT o la PA66 húmedos se degradan en el cilindro; el LCP necesita una humedad residual muy baja. |
Realice el análisis de flujo con el grado que vaya a utilizarse. Si todavía se barajan dos materiales, decida antes de mecanizar el acero.
Qué incluir en la solicitud de oferta del rodete
En breve: indique las condiciones de servicio y el método de aceptación, además del nombre del material.
- Temperatura y humedad de funcionamiento, incluido cualquier ensayo de calor húmedo exigido en la especificación.
- Velocidad máxima, requisito de equilibrado y si se comprueba en seco o después del acondicionamiento.
- Grado preferido o alternativas aprobadas (marca y grado), color y clasificación de inflamabilidad exigida por la norma de su producto.
- Espesor del álabe en la raíz y en la punta, así como cualquier inserto, por ejemplo un eje o un cubo metálico.
- Dimensiones críticas y estado de humedad en el que se miden.
- Volumen anual y si desea recibir el molde o mantenerlo en Dongying con suministro de piezas.
Consulte nuestros ejemplos de rodetes de refrigeración y marcos y tapas de ventilador, y cómo abordamos la inspección y aprobación.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el mejor material para un rodete de ventilador?
No hay un único material mejor para todos los rodetes. El PBT con fibra de vidrio es adecuado para ventiladores de electrónica de interior que requieren estabilidad dimensional. La PA66-GF es adecuada cuando los álabes necesitan tenacidad y resistencia térmica, siempre que se prevean los cambios dimensionales por humedad. El LCP se utiliza para álabes muy delgados y rígidos cuando se justifica su mayor coste. El grado debe elegirse según la temperatura, la humedad, la velocidad y los requisitos de equilibrado, y confirmarse con su propio plan de ensayos.
¿Conviene más PBT o PA66-GF para un rodete en un ambiente húmedo?
Depende de la temperatura. El PBT absorbe poca agua, por lo que mantiene mejor sus dimensiones en aire húmedo, pero el PBT estándar puede sufrir hidrólisis cuando se combinan calor y humedad; por eso existen grados resistentes a la hidrólisis. La PA66-GF no se hidroliza de la misma manera, pero absorbe agua, lo que aumenta el tamaño de la pieza y reduce su rigidez. Compare ambos materiales con las condiciones reales de su ensayo de humedad y temperatura.
¿Por qué elegir un rodete de LCP?
El LCP tiene sentido cuando los álabes deben ser muy delgados y rígidos. Llena fácilmente secciones delgadas, absorbe muy poca humedad y tiene baja dilatación térmica. A cambio, su coste es mayor, sus propiedades dependen mucho de la dirección del flujo y sus líneas de unión son débiles. Las entradas del molde deben dirigir el flujo a lo largo de los álabes y mantener las líneas de unión alejadas de sus raíces.
¿La absorción de humedad de la PA66 afecta al equilibrado del rodete?
Puede afectarlo. Al absorber agua, la PA66 aumenta ligeramente de tamaño y pierde rigidez; el cambio es lento y reversible. Por tanto, un rodete equilibrado en seco, recién moldeado, puede comportarse de forma distinta tras varias semanas en aire húmedo. Acuerde con el proveedor si el equilibrado y las dimensiones críticas se comprueban en seco, tras el acondicionamiento o en ambos estados, e indique esa condición en el plano o en el plan de inspección.
¿Se puede cambiar el material del rodete después de fabricar el molde?
A veces sí, pero implica riesgos. La cavidad se mecaniza con una compensación de contracción para un material, y otros grados contraen en distinta magnitud y dirección. Las entradas, la ventilación y la refrigeración también pueden estar mejor adaptadas a un material que a otro. El cambio puede exigir pruebas, ajustes de proceso o modificaciones del acero. Conviene fijar el grado, o al menos una familia con contracción similar, antes de fabricar el molde.
¿Qué debo enviar para estudiar el material y el molde de un rodete?
Envíe el modelo 3D y el plano, la temperatura y humedad de funcionamiento, la velocidad máxima, el requisito de equilibrado y su método de medición, los grados preferidos o aprobados, los requisitos de inflamabilidad, los insertos, las dimensiones críticas y el volumen anual. Indique también si desea recibir el molde o mantenerlo en Dongying con suministro de piezas. Con esos datos podemos comentar la viabilidad del moldeo y el planteamiento del molde.
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Fuentes
- BASF, "Avoiding Moisture Damage" (hidrólisis del PBT): https://download.basf.com/p1/8a8081c57fd4b609017fdf6da526231c/en/Avoiding_Moisture_Damage
- LANXESS, "Pocan HR – Improved Hydrolysis Resistance" (PDF alojado por ALBIS): https://www.albis.com/dam/jcr:daeb9e72-d470-4abd-8029-fd05fb5f37a0/LANXESS_-_Pocan_HR_%E2%80%93_Improved_Hydrolysis_Resistance_-_LXS-HPM-072EN_-_2017-10.pdf
- Sales Plastics, "PBT Injection Molding: Preventing Warpage in 30% GF": https://salesplastics.com/pbt-injection-molding-preventing-warpage-30-gf/
- DuPont, guía de procesamiento de Zytel y Minlon: https://dupont.materialdatacenter.com/links/processing/Zytel.pdf
- DuPont, información de diseño de Minlon y Zytel, módulo II (PDF alojado por Distrupol): https://www.distrupol.com/Minlon_Zytel_Design__Info_Module_2.pdf
- ISO 1110:2019, plásticos, poliamidas y acondicionamiento acelerado de probetas: https://www.iso.org/standard/76395.html
- Celanese, guía de diseño de Vectra LCP: https://www.celanese.com/-/media/Engineered%20Materials/Files/Product%20Technical%20Guides/LCP-027_VectraLCPDesignGuideTG_AM_0613.pdf