Moldeo por Inyección y Reacción (RIM, Reaction Injection Molding)

Este proceso de moldeo se aplica en la producción de artefactos de caucho de poliuretano, se obtiene con un sistema de dos componentes (A+B), en que uno es necesariamente un diisocianato o un poliisocianato y otro es un diol o poliol. La reacción entre estas dos sustancias es exotérmica, por lo que el molde puede alcanzar temperaturas de 120 a 175 °C. Además de estos componentes fundamentales, se pueden adicionar otros adictivos, a saber, un agente de curado (utilizado como extensor de las cadenas poliméricas formadas (chain extensión) y también en la creación de ramificaciones (branching) y colorantes.

En la Figura 53 se muestra, de forma esquemática, el proceso de moldeo RIM. Isocianatos y polioles se mantienen en sus respectivos tanques a una temperatura de 30 a 40°C. Estos tanques tienen agitadores, para uniformizar la temperatura. Existen bombas que, en un primer paso, dosifican los componentes y, en un segundo paso, circulan a baja presión los dos reactivos (Figura 54). En esta figura se muestra el funcionamiento de estas bombas, en los pasos de dosificación y recirculación de los componentes.

Figura 53 – Moldeo por inyección y reacción (RIM)

Figura 54 – Funcionamiento de la bomba de dosificación y recirculación de componentes

Isocianatos y polioles que regresan para sus respectivos tanques pasan por un sistema de intercambiadores de calor, por forma a mantener constante su temperatura (±35 °C); para este efecto, los intercambiadores de calor se enfrían con agua.

Después del paso de dosificación, se transfieren las dos sustancias reactivas a alta presión (100 a 200 kg/cm²), por medio de una válvula especial, para la llamada cabeza de mezcla (mix head) (Figura 55), la cual asegura una perfecta mezcla de las dos sustancias reactivas, por medio de un mecanismo de proyección a alta velocidad (high speed impingement), el cual genera una elevada turbulencia. En el paso siguiente, se inyecta la mezcla de los dos componentes en el molde. El tiempo de inyección depende del tipo de reactivos utilizados y de la cantidad inyectada, pero varía normalmente entre 5 y 35 segundos; naturalmente se puede exceder este tiempo para cavidades muy grandes. Se inyecta, el material mezclado en la cabeza de mezcla, en la cavidad del molde a una presión relativamente baja, de la orden de los 1,8 a 10 kg/cm². Debido a la baja viscosidad de los reactivos y de su mezcla (500 a 1500 centipoise), la inyección en el molde es relativamente fácil y lleva poco tiempo.

Figura 55 – Cabeza de mezcla del tipo T en los dos principales pasos del proceso

Después de la inyección, el molde se mantiene cerrado por más 30 a 90 segundos, para completar el proceso de curado y se puede retirar el artefacto sin dañarlo. No es necesaria post-vulcanización.

Ventajas del proceso de moldeo por inyección y reacción:

Disventajas: