¿Puede un grado de compound sustituir a otro?

Panorama

La sustitución de un grado de compound por un grado de otro proveedor se aborda normalmente de dos maneras.

La primera es la correspondencia por nombre de grado: un proveedor ofrece su propio grado como reemplazo directo del que usted usa y afirma que puede intercambiarse sin cambios. El problema es que los plásticos técnicos no tienen una nomenclatura de grados unificada, de modo que «el mismo grado» no comporta ningún compromiso de prestaciones.

La segunda es la formulación contra el objetivo de propiedades: no se presupone de antemano ninguna relación de sustitución. La ficha técnica del grado actual - o los valores que usted mismo ha medido - se toma como objetivo, el compounder formula contra ese objetivo y el resultado se valida en un ensayo de moldeo. Es la vía más fiable y la que se describe aquí.

La diferencia clave: la primera promete «es lo mismo», la segunda promete «cumple el mismo conjunto de valores». La segunda es verificable. La primera no.

Por qué dos fichas técnicas con cifras idénticas pueden dar piezas distintas

Dos grados etiquetados ambos como PA6 GF30 pueden diferir en más de un 15% en resistencia a la tracción real, debido a diferencias en la retención de longitud de la fibra de vidrio, el agente de acoplamiento y el paquete de antioxidantes.

Esto explica la trampa más común en la sustitución de grados: el comprador tiene dos fichas técnicas delante, ve 180 MPa en ambas y concluye que los grados son intercambiables. Pero el valor de una ficha técnica se mide sobre una probeta normalizada en condiciones de ensayo normalizadas. No equivale al resultado que producirán su molde, su proceso y su espesor de pared.

Tres diferencias que una ficha técnica suele ocultar:

• Retención de longitud de fibra: tanto la compoundación como el moldeo por inyección cortan las fibras. Una retención alta significa mejor refuerzo; una retención baja implica que la misma carga de 30% de fibra aporta una clase menos de refuerzo.
• Adhesión interfacial: el sistema de agente de acoplamiento determina la unión entre fibra y resina. Incide directamente en la resistencia al impacto, sobre todo a baja temperatura.
• Contracción y alabeo: los distintos sistemas de carga y refuerzo contraen de forma distinta. Su molde se mecanizó para la contracción del material original: cambie de material y cambiarán la estabilidad dimensional y el alabeo.

Por tanto, comparar dos fichas técnicas mirando solo la línea de resistencia a la tracción no le dice nada.

Seis magnitudes que hay que comparar antes de cambiar

Por orden de importancia. Las cuatro primeras son la barrera: si fallan, el material no funcionará. Las dos últimas deciden si hay que modificar utillaje y proceso.

1. Resina base: debe ser idéntica. Si el objetivo es PC ignífugo, el PP ignífugo no sirve; si el objetivo es PA6, el PA66 tampoco - ambos difieren en absorción de agua, punto de fusión y comportamiento de contracción. Si este punto no concuerda, deténgase aquí.
2. Índice de fluidez (MFR / MI): determina la procesabilidad. Una diferencia demasiado grande provoca falta de llenado o rebabas. Compruebe además que las condiciones de ensayo concuerdan: un valor a 230 °C / 2,16 kg no es directamente comparable con uno a 275 °C / 5 kg.
3. Propiedades mecánicas clave: resistencia a la tracción, módulo de flexión, resistencia al impacto con entalla. En el impacto con entalla observe específicamente la temperatura de ensayo: 23 °C y -30 °C son en la práctica dos materiales distintos. El servicio a baja temperatura exige datos a baja temperatura.
4. Comportamiento térmico: temperatura de deflexión bajo carga (HDT) y punto de reblandecimiento Vicat. Tenga en cuenta que la HDT se da para dos cargas (0,45 MPa y 1,80 MPa): solo son comparables los valores tomados con la misma carga.
5. Contracción: decide si hay que rehacer el utillaje. Una diferencia de 0,2% puede sacar una pieza grande de tolerancia. Si el utillaje ya está definido, las contracciones deben ser cercanas.
6. Resistencia ambiental: clasificación de inflamabilidad (UL94 V-0 / V-2 / HB), resistencia a UV e intemperie, resistencia química, resistencia al envejecimiento. Estos puntos no suelen verificarse a corto plazo: pida datos de largo plazo o informes de ensayo de terceros.

Consistencia de lote: el punto débil de cualquier cambio de material

Una buena primera muestra no garantiza una producción estable. Donde un cambio de material falla de verdad rara vez es en el primer ensayo de moldeo, sino en la tercera o quinta entrega.

Tres puntos para evaluar la consistencia de lote:

• Si cada lote se acompaña de un COA, y no solo una vez en la fase de muestreo;
• Si los valores del COA son valores medidos o «valores de referencia»: solo los valores medidos son trazables;
• Si existe un rango acordado para la variación entre lotes, por ejemplo un índice de fluidez mantenido dentro de una ventana definida en lugar de «aproximadamente igual».

En los compound suelen variar entre lotes: índice de fluidez, contenido de cenizas (sistemas con carga y refuerzo), diferencia de color y uniformidad de dispersión. Acordar cómo se controlan estos puntos en la fase de presupuesto funciona mucho mejor que reclamarlos después.

Seis pasos de la ficha técnica al paso a producción

1. Entregar los datos objetivo: la ficha técnica del grado en uso o los valores que usted mismo ha medido. Sus propias mediciones valen más que una ficha técnica.
2. Formular contra el objetivo: el compounder formula según el objetivo e indica qué puntos se alcanzan exactamente y cuáles presentan desviación.
3. Lote de prueba: normalmente desde 5-25 kg, suficiente para una ronda de ensayos de moldeo.
4. Ensayo de moldeo: producir en el utillaje real, con el proceso real, y medir la pieza moldeada, no el granulado.
5. Preserie: producción continua corta para observar la consistencia de lote y la tasa de piezas conformes.
6. Paso a producción: aumentar el volumen tras la validación, normalmente empezando por las piezas no críticas.

Si desea que se desarrolle un material de reemplazo según su especificación, envíe la ficha técnica o sus mediciones. Antes de cualquier muestreo indicamos qué puntos alcanzamos y cuáles presentan desviación.

Cuatro casos en los que no conviene cambiar

1. La certificación nombra un grado concreto: si una tarjeta amarilla UL o una homologación de material de un fabricante de equipo original ya especifica grado y proveedor, cambiar implica recertificar, y el plazo y el coste suelen superar el ahorro obtenido en el precio del material.
2. Se exige resistencia a la intemperie o al envejecimiento a largo plazo, pero no hay datos de largo plazo: en piezas de exterior o sometidas a calor sostenido, ningún ensayo corto demuestra el comportamiento a diez años. Sin datos de largo plazo, no cambie las piezas críticas.
3. Piezas estructurales de seguridad sin validación completa: las piezas que soportan carga, reciben impacto o afectan a la seguridad de las personas deben pasar por el programa de validación completo. La ficha técnica de una muestra pequeña no basta.
4. Tolerancia de color extremadamente ajustada sin patrón de referencia acordado: sin una placa de referencia aprobada por ambas partes, una diferencia de color nunca podrá resolverse. Fije primero el patrón y hable después del cambio.

Más sobre documentos de certificación y declaraciones de conformidad: preguntas frecuentes sobre la compra de compound.

Notas de riesgo

No prometa un «reemplazo equivalente 1:1». La formulación exacta es: las propiedades son cercanas y el cambio queda sujeto a la validación mediante ensayo de moldeo.

Antes del cambio, pida al proveedor: una ficha técnica completa, los COA de lotes recientes y las declaraciones de conformidad pertinentes (RoHS, REACH, UL, etc., según su mercado objetivo).