Quemaduras por efecto diésel en inyección de plásticos
diesel effect / burn marks · quemados, gases atrapados, negro en la punta, marca negra al final, huele a quemado, air traps
El efecto diésel (diesel effect, también llamado quemados o air traps) es la aparición de puntos carbonizados o quemaduras severas en el último rincón de llenado de la cavidad, provocadas por la compresión adiabática instantánea del aire y de los gases volátiles que no han podido evacuarse por las salidas de gases. La sobrepresión local dispara la temperatura del aire muy por encima de la de degradación del polímero, quemando el plástico adyacente en el instante del cierre de llenado.
Cómo reconocer el efecto diésel
Mota o mancha negra puntual, casi siempre en la última zona en llenar: fondo de nervio, esquina alejada de la entrada, cruce de frentes de flujo o zona de macho estrecho. Al tacto suele notarse un cráter minúsculo o una superficie quebradiza carbonizada, distinta de una simple mancha superficial que se limpia; huele a quemado si se abre el molde justo tras el disparo.
Dónde suele localizarse
- Fondo de nervios y torretas alejados de la entrada
- Esquinas de la pieza más lejanas al punto de inyección
- Zonas de confluencia de dos frentes de flujo alrededor de un macho
- Machos estrechos o columnas con venteo insuficiente
- Zonas de cambio brusco de espesor donde el aire queda encerrado
No lo confundas con
- Ráfagas de quemado: La ráfaga de quemado es una estría alargada en dirección del flujo por degradación térmica generalizada del material en el cilindro o en la entrada; el efecto diésel es un punto puntual y localizado por compresión de aire, no una estría distribuida.
- Pieza incompleta: La pieza incompleta es una falta de material por enfriamiento o presión insuficiente; el efecto diésel aparece en piezas que sí llenan, justo donde el aire queda comprimido antes de que el frente termine de sellar esa zona.
- Burbujas: Las burbujas o vacuolas son huecos internos por contracción no compensada del núcleo grueso, sin marca de carbonización ni olor a quemado; el efecto diésel deja siempre residuo negro superficial u orificio quemado.
Mecanismo físico y causas raíz
Durante el llenado, el aire contenido en la cavidad debe desplazarse por delante del frente de flujo hasta salir por las salidas de gases. Si esas salidas están sucias, mal dimensionadas o ausentes, o si la velocidad de inyección es tan alta que el aire no tiene tiempo de escapar, el último volumen de aire queda encerrado entre el frente de plástico y el acero del molde. Al continuar avanzando el husillo, ese volumen de aire se comprime bruscamente en un tiempo del orden de milisegundos: según la ley de los gases ideales, una compresión adiabática tan rápida no da tiempo a disipar calor, y la temperatura del aire se dispara muy por encima de la temperatura de degradación del polímero. El aire caliente actúa como una minúscula llama que quema el plástico fundido que lo rodea en el instante del cierre, dejando la mancha carbonizada característica, igual que ocurre en la compresión de la mezcla en un motor diésel.
Causas por ámbito de planta
Proceso
- Velocidad de inyección demasiado alta en el último tramo de llenado, sin deceleración antes de cerrar la cavidad
- Fuerza de cierre excesiva que aplasta mecánicamente las salidas de gases del molde
- Temperatura de masa o de molde elevada que reduce el margen antes de la degradación térmica del aire comprimido
- Punto de conmutación tardío que obliga a compactar contra una cavidad ya casi sellada de aire
Material
- Material con aditivos o cargas que generan más volátiles al degradarse térmicamente en el punto caliente
- Humedad residual que aporta vapor adicional al volumen de gas atrapado
- Uso de reciclado con contaminantes que se degradan y generan gas extra en la zona de compresión
Máquina
- Fuerza de cierre mal calculada o excesiva para la superficie proyectada de la pieza
- Perfil de velocidad de inyección sin escalón de deceleración en el tramo final del llenado
- Control de velocidad en lazo abierto que no permite frenar con precisión antes del cierre de cavidad
Molde
- Salidas de gases sucias, obstruidas o insuficientes en el punto de encuentro de frentes o zona más alejada
- Ranura de desahogo tras la longitud de tierra de venteo mal mecanizada o ausente
- Ausencia de venteo específico en machos, torretas o nervios estrechos
- Diseño de canales que fuerza a los frentes de flujo a encerrar aire antes de llegar a una salida de gases
Secuencia de diagnóstico general en máquina
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Inspeccionar visualmente el estado y la limpieza de las salidas de gases en la zona donde aparece la quemadura, sin desmontar nada del molde Comprobación
Qué vigilar: Restos de residuo carbonizado, grasa o suciedad taponando la ranura de venteo
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Reducir la velocidad de inyección en el tramo final del llenado, programando una deceleración antes de que el frente alcance la zona afectada Proceso
Qué vigilar: Que la pieza siga llenando al 95–98 % sin dejar pieza incompleta en esa misma zona
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Bajar la temperatura de masa y de molde en la zona de la quemadura para dar más margen térmico antes de la degradación Proceso
Qué vigilar: Aparición de líneas de soldadura o pérdida de brillo superficial por exceso de enfriamiento
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Reducir la fuerza de cierre hasta el valor estrictamente necesario calculado para la superficie proyectada Máquina
Qué vigilar: Aparición de rebaba en la línea de partición al bajar la fuerza de cierre
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Limpiar con ultrasonidos o desengrasante las salidas de gases existentes en la zona de la quemadura Molde
Qué vigilar: Recurrencia del defecto en los ciclos siguientes tras la limpieza
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Aumentar la profundidad y anchura de las salidas de gases o añadir una nueva ranura de venteo en la zona de confluencia de frentes Molde
Qué vigilar: Aparición de rebaba filiforme por la propia ranura si queda sobredimensionada
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Revisar con el diseño si el nervio o torreta afectado puede reubicarse o abrirse un canal de escape hacia una zona menos crítica Diseño de pieza
Qué vigilar: Impacto de este cambio en la resistencia mecánica o en el aspecto de la pieza
Preguntas frecuentes sobre el efecto diésel
¿El efecto diésel es lo mismo que una ráfaga de quemado?
No. La ráfaga de quemado es una estría distribuida por degradación térmica del material en el cilindro o al pasar por una entrada estrecha. El efecto diésel es una mancha puntual por compresión de aire atrapado, siempre localizada en el último rincón de llenado.
¿Basta con bajar la velocidad de inyección para quitar el efecto diésel?
Ayuda, pero si la causa raíz es una salida de gases sucia u obstruida, bajar la velocidad solo retrasa el problema o genera pieza incompleta. Hay que revisar primero el estado del venteo antes de sacrificar velocidad de proceso.
¿Por qué el punto quemado sale siempre en el mismo sitio del ciclo a ciclo?
Porque el aire se acumula siempre en la misma zona geométrica, la última en llenar según la trayectoria del frente de flujo. Mientras no cambie el diseño de canales o entradas, ese punto seguirá siendo la trampa de aire de la cavidad.
¿La fuerza de cierre puede provocar efecto diésel aunque el molde tenga venteo?
Sí. Una fuerza de cierre excesiva aplasta mecánicamente la ranura de desahogo del venteo, cerrando el paso de aire aunque el mecanizado original fuera correcto.
Defectos relacionados
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