MICROINYECCION: Materiales

Polímeros empleados en microinyección

Al elegir el material plástico para la inyección de micropiezas, se debe tener en cuenta, entre otras cosas, que éste sufre más que en una inyección convencional ya que las velocidades de inyección son más elevadas, la cizalla también es mayor y las velocidades de enfriado son rápidas debido al elevado ratio superficie/volumen. Razón por la cual, es posible que un material seleccionado por sus prestaciones pensando en la pieza, se tenga que descartar porque no soporta las condiciones de transformación necesarias para obtener la pieza con la calidad requerida.

Los materiales usados habitualmente en micro-inyección pueden ser: polímeros de cristal líquido (LCP), copolímeros de olefina cíclica (COC), policarbonato (PC), poliestireno (PS), polifenileneter (PPE), polimetilmetacrilato (PMMA), polieteretercetona (PEEK), polisulfonas (PSU), poliamidaimida (PAI), polieterimida (PEI), polibutilentereftlato (PBT), poliamidas (PA) y poliacetal (POM).

Tabla de aplicaciones típica de algunos polímeros empleados en microinyección

Polímero	Aplicaciones típicas en micropiezas
Polímeros de cristal líquido	Conectores, férulas y dispositivos electrónicos
Poliácido láctico	Implantes biodegradables
Policarbonato	Aplicaciones ópticas como lentes y sensores de discos
Polietileno	Microactuadores
Polimetilmetacrilato	Conector de fibra óptica
Poliéter éter cetona	Microcojinetes y pistones
Polisulfonas	Carcaza de dispositivos fluídicos
Poliacetal	Microengranajes y microfiltros
Poliamida	Microruedas de engranajes

Por ejemplo, si se requiere una alta reproducción se elegirán el LCP o el COC. Si el proceso de inyección requiere materiales con alta fluidez se utilizarán PC, PA, POM, PBT, PEI, PPE y PSU. Y si se requiere alta resistencia a la temperatura los plásticos a utilizar serían el PEEK y el PEI.

Selección de la granza

La granza convencional no puede ser utilizada en microinyección por una cuestión de tamaño ya que, dependiendo del tamaño de husillo no sería factible la alimentación de esta. Por esta razón, es necesario utilizar granza de 0,05 a 0,5 mm de diámetro y así evitar que patine en la zona de alimentación del husillo.

Micropellets comparación con clip y pellets convencionales

Micropellets de HDPE

Nanocomposites

En los últimos años los compuestos que utilizan cargas de tipo nanométrico han sido objeto de un gran interés tanto a nivel de investigación como industrial. Una de las principales razones ha sido la posibilidad de incrementar notablemente un gran número de propiedades en comparación con el polímero virgen o con polímeros cargados con cargas convencionales (micro y macro). Así, por ejemplo, algunas de las ventajas que se obtienen son el incremento del módulo elástico y la tensión de rotura, de la resistencia térmica y flamabilidad o el decremento de la permeabilidad a gases.

Aunque las nanopartículas empleadas como carga pueden ser realizadas con diversos materiales, las más empleadas en combinación con matrices poliméricas son de origen cerámico y se caracterizan por ser partículas de espesor de unos pocos nanómetros y de muy alto “aspect ratio”, entre 10 y 1000. La dispersión de este tipo de partículas en una matriz polimérica permite alcanzar una combinación de propiedades nuevas no alcanzable a través de las cargas convencionales ya que las mejoras son atribuibles a la alta dispersión, bajo tamaño de partícula, alto “aspect ratio” y bajo contenido de nanocarga (inferior al 10%). Una de las cargas más empleadas hasta el momento ha sido la montmorillonita (hidroxisilicato de magnesio y aluminio) y aluminosilicato.

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Fuentes:
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