Alabeo y deformación en inyección de plásticos
warpage · deformación, pandeo, torsión, torcida, doblada, no queda plana, se retuerce, se cierra o se abre
El alabeo (warpage) es la pérdida de planitud o la torsión angular de una pieza moldeada tras el desmoldeo, causada por una contracción volumétrica diferencial entre zonas de la pieza o por un enfriamiento asimétrico del molde. La pieza sale del molde con la geometría prevista y se deforma minutos u horas después, o ya se aprecia torcida al desmoldear.
Cómo reconocer el alabeo
La pieza no apoya plana sobre una mesa, se balancea o levanta por una esquina. En perfiles y marcos se ve torsión en las aristas largas. En piezas con nervios, la cara opuesta al nervio se curva hacia dentro. Con fibra de vidrio, el alabeo suele ser más marcado en las zonas donde cambia la dirección de flujo.
Dónde suele localizarse
- Paredes planas de gran superficie, tipo tapa o placa
- Perfiles largos y estrechos con relación longitud/espesor alta
- Piezas con nervios o torretas en cara opuesta a superficie vista
- Zonas donde confluyen dos direcciones de flujo distintas
- Esquinas y aristas convexas alejadas del punto de inyección
No lo confundas con
- Rechupes: El rechupe es una depresión local puntual en una cara, sin torsión general de la pieza; el alabeo afecta a la geometría global.
- Variación dimensional: La variación dimensional es un desvío de cota respecto a nominal en piezas que siguen planas; el alabeo es una distorsión de forma aunque las cotas lineales sean correctas.
- Sobrecompactación: La sobrecompactación genera rebaba o sobrepeso por exceso de presión; puede inducir alabeo local pero no es el defecto en sí.
Mecanismo físico y causas raíz
El alabeo aparece cuando distintas zonas de la pieza se contraen de forma distinta durante el enfriamiento. Tres mecanismos se combinan: primero, gradiente térmico entre la cara del lado fijo y la del lado móvil del molde, que enfrían a ritmos distintos y generan una curvatura hacia el lado que se ha enfriado más despacio. Segundo, anisotropía por orientación molecular o de fibra de vidrio, con mayor contracción en dirección transversal al flujo que en la paralela, lo que tuerce la pieza en las zonas donde el flujo cambia de dirección. Tercero, variación de espesores de pared, donde las zonas gruesas retienen calor más tiempo y se contraen después que las delgadas, generando tensiones residuales que se liberan como deformación al desmoldear o en las horas siguientes.
Causas por ámbito de planta
Proceso
- Sobrecompactación en la zona cercana a la entrada frente al fondo de cavidad, por exceso de presión o tiempo de post-presión
- Desmoldeo de la pieza a temperatura todavía alta, sin rigidez suficiente para mantener la forma
- Perfil de velocidades de inyección mal ajustado que orienta el material de forma no simétrica
- Tiempo de enfriamiento insuficiente para el espesor máximo de la pieza
Material
- Fibra de vidrio alineada en dirección de flujo, con contracción muy distinta en sentido longitudinal y transversal
- Material semicristalino con contracción de moldeo elevada y sensible a la temperatura de molde
- Distribución de peso molecular ancha, que facilita la procesabilidad pero aumenta el riesgo de orientación heterogénea
- Lote de material con variación de fluidez que cambia el llenado y desequilibra la contracción entre cavidades o zonas
Máquina
- Diferencia de temperatura entre los dos circuitos de atemperador que alimentan cada semimolde
- Caudal de refrigerante insuficiente en un circuito, con régimen laminar en vez de turbulento
- Control de velocidad de inyección inestable ciclo a ciclo, que cambia la orientación molecular entre disparos
- Fuerza de cierre mal ajustada que permite una respiración irregular del molde durante el llenado
Molde
- Diferencia de temperatura entre semimolde fijo y móvil sin equilibrar
- Ubicación de entrada de inyección que fuerza direcciones de flujo asimétricas
- Transiciones abruptas de espesor sin nervaduras graduales ni radios de acuerdo generosos
- Canales de refrigeración mal trazados o demasiado alejados de zonas críticas de la pieza
Secuencia de diagnóstico general en máquina
-
Medir la pieza recién desmoldeada y de nuevo tras 24 horas a temperatura ambiente para distinguir alabeo inmediato de alabeo retardado Comprobación
Qué vigilar: Si la deformación aumenta con el tiempo, la causa está en tensiones residuales, no en el desmoldeo prematuro
-
Equilibrar las temperaturas de los circuitos de atemperación entre semimolde fijo y móvil Proceso
Qué vigilar: La pieza se curva hacia el lado más caliente del molde, porque esa zona se enfría más despacio, sufre una mayor contracción térmica y tira del material hacia ese lado.
-
Reducir la presión de post-presión y revisar el perfil de velocidades en el tramo final de llenado Proceso
Qué vigilar: Un exceso de compactación cerca de la entrada frente a zonas alejadas agrava el alabeo; vigilar aparición de rechupe si se baja demasiado
-
Prolongar el tiempo de enfriamiento en molde antes de desmoldear Proceso
Qué vigilar: Ciclo más largo; comprobar que la pieza mantiene rigidez suficiente sin marcas de expulsor
-
Verificar el lote de material y su fluidez frente a la ficha del grado habitual Material
Qué vigilar: Cambios de MFI entre lotes desequilibran el llenado y la contracción relativa entre zonas
-
Comprobar el caudal de cada circuito de refrigeración y confirmar régimen turbulento Máquina
Qué vigilar: Circuito con caudal bajo se comporta como zona caliente aunque el atemperador marque la consigna correcta
-
Reubicar o rediseñar la entrada de inyección para simetrizar las direcciones de flujo Molde
Qué vigilar: Cambio de molde con coste; validar antes con simulación o prueba de pieza corta si es posible
-
Rediseñar transiciones de espesor con nervaduras graduales y radios de acuerdo generosos Diseño de pieza
Qué vigilar: Cambio de diseño de pieza; requiere modificación de molde y validación completa
Preguntas frecuentes sobre el alabeo
¿El alabeo se puede corregir solo con parámetros de proceso?
En muchos casos sí, sobre todo cuando el origen es un desequilibrio térmico entre semimoldes o una sobrecompactación asimétrica. Cuando el origen es la orientación de fibra de vidrio o un diseño con transiciones de espesor abruptas, el margen de proceso es limitado y hace falta tocar molde o diseño de pieza.
¿Por qué una pieza sale plana del molde y se alabea horas después?
Porque el alabeo puede ser retardado: la pieza se desmoldea con tensiones residuales congeladas dentro del material, y esas tensiones se liberan gradualmente cuando la pieza termina de igualar su temperatura y su contracción interna en las horas siguientes.
¿La fibra de vidrio siempre empeora el alabeo?
La fibra reduce la contracción total pero la hace muy distinta entre la dirección del flujo y la transversal, lo que en piezas con cambios de dirección de flujo aumenta el riesgo de alabeo respecto a un material sin carga con contracción más isótropa.
¿Aumentar la post-presión ayuda a evitar el alabeo?
No como regla general. Aumentar la post-presión ayuda contra el rechupe, pero si se aplica en exceso cerca de la entrada frente al resto de la pieza, agrava el desequilibrio de contracción y empeora el alabeo.
Defectos relacionados
Diagnóstico de 30 minutos: miramos tu caso con los datos delante.