TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
INDICE
1. 1. 2. 2.
3.
4. 4.
5. 5. 6. 6.
7. 7. 8. 8.
9. 9.
10 10. 0. 11 11. 1. 12 12. 2.
13 13. 3.
14 14. 4. 15 15. 5. 16 16. 6.
17 17. 7.
IIN NT NTR TRO ROD ODU DUC UCC CCI CIÓ IÓ ÓN N G GE EN ENE NER ERA RAL ALI LID IDA DAD ADE DES ES SO SOB OBR BR RE E LO LOS OS P PL LÁ LÁS ÁST STI TIC ICO COS OS 2.1 2.1 CARA CARACT CTER ERÍS ÍSTI TICA CAS S 2.2 2.2 CLAS CLASIF IFIC ICAC ACIÓ IÓN N 2.2.1PLÁSTICOSTERMOESTABLES 2.2.2PLÁSTICOSTERMOPLÁSTICOS 2.3 2.3 USO US USOY OYAPLICACIONES APLICACIONES 2.4 COMPONENTESDELOSMATERIALES COMPONENTE COMPONENTESDE SDELOSMATERIALESPLÁSTICOS PLÁSTICOS 2.5 PROPIEDADE PROPIEDAD PROPIEDADES ES S TR RA AN ANS NSF SFO FOR ORM RMA MA AC CI CIÓ IÓN ÓN O SI SIIS ST STE TEM EMA MAS AS DE DE MO MOL OLD LDE DEA EAD ADO DO 3.1 PROCEDIMIENTOSDETRANSF PROCEDIMI PROCEDIMIENT ENTOSDETRANSFORMACIÓN ORMACIÓN 3.2 FACTORESQUEINFLUYENENLA FACTORESQUE FACTORESQUEINFLUYENENLACONTRACCIÓN CONTRACCIÓN 3.3 CONTRACCIÓNDELOS CONTRACCIÓ CONTRACCIÓNDE NDE LOSMATERIALESTERMOPLÁSTICOS MATERIALESTERMOPLÁSTICOS 3.4 SELECCIÓNDEMATERIALESPLÁ SELECCIÓN SELECCIÓNDE DEMA MATERIALESPLÁSTICOS STICOS M MA AT ATE TER ERI RIA IA AL LE LES ES US USA SAD ADO DOS OS EN EN L LA A CO CON ONS NST STR TRU RUC UCC CCI CIÓ IÓ ÓN N DE DE MO MOL OLD LDE DES ES 4.1 ASPECTOS ASPE ASPECTOSGENERALES CTOSGENERALES 4.2 ACEROS ACER ACEROSPARAMO OSPARAMOLDES LDES 4.2.1 4.2.1 ACEROSDE ACEROSDECEMENTACIÓ ACEROSDE CEMENTACIÓN N 4.2.2 4.2.2 ACEROSDE ACEROSDETEMPLEINTEGRAL ACEROSDETE TEMPLEINTEGRAL 4.2.3 4.2.3 ACEROS ACEROSBONIFICADOS ACEROSBONIFICADOS 4.2.4 4.2.4 ACEROSRESISTE ACER ACEROSRESISTENTESALAOXIDACIÓN OSRESISTENTESA NTESALAOXIDACIÓN 4.2.5 4.2.5 MATERIAL MATERIALESESPECIALES MATERIALES ESESPECIALES E ES SQ SQU QUE UEM EMA MA GE GEN ENE NER ERA RAL AL DE DEL EL MO MOL OLD LDE DE (CONDICIONESGEOMÉTRICA (CONDICIONESGEOMÉTRICAS) S) IIN N NY YE YEC ECC CCI CIÓ IÓN ÓN 6.1 6.1 UNID UNIDADD ADDEI EINY NYEC ECCI CIÓN ÓN 6.2 6.2 UNID UNIDADD ADDEMO EMOLD LDEO EO 6.3 6.3 UNID UNIDAD ADDE DECO CONT NTRO ROL L 6.4 6.4 UNID UNIDAD ADMO MOTR TRIZ IZ CI CIC ICL CLO LO DE DE IN INY NYE YEC ECC CCI CIÓ IÓN ÓN C CA AP APA PAC ACI CID IDA DAD AD DE DE L LA AS AS M MÁ ÁQ ÁQU QUI UIN INA NAS AS IN IN NY YE YEC ECT CTO TOR ORA RAS AS 8.1 CAPACIDA CAPA CAPACIDADDEINYECCI CIDAD DDEINYECCIÓN ÓN 8.2 CAPACIDADDEPLASTIFICA CAPACIDA CAPACIDADDE DDEPLASTIFICACIÓN CIÓN 8.3 FUERZA FUERZ FUERZADECIE ADECIERRE RRE 8.4 PRESIÓN PRES PRESIÓNDEINYECCIÓ IÓNDEINYECCIÓN N C CÁ ÁL ÁLC LC CU UL ULO LO DI DIM IME MEN ENS NSI SIO ION ONA NAL AL DE DE CA CAV AV VIID IDA DAD ADE DES ES (C (C CO ON ONT NTR TR RA AC ACC CCI CIO ION ONE NES ES) S) 9.1 HUMEDADDELOSMATERIALES HUMEDAD HUMEDADDELO DELOS SMATERIALESPLÁSTICOS PLÁSTICOS 9.2 DESGASIFIC DESGASIFI DESGASIFICACIÓN SIFICACIÓ CACIÓN ACIÓN N 9.3 CONTRACCIÓ CONTR CONTRACCIÓNDEPIEZASMOLDEADASY ACCIÓNDE NDEPIEZA PIEZAS SMOLDEADASYLIMITACION LIMITACIONES ES IIN NS NSE SER ERT RTO TOS OS EN EN L LA A CO CON ONS NST STR TRU RUC UCC CCI CIÓ IÓ ÓN N DE DE MO MOL OLD LDE DES ES 10.1CONCAVIDADCIRCULAR 10.2CONCAVIDADRECTANGULAR 10.2CONCAVIDAD RECTANGULAR P PL LA LAC AC CA A SO SOP OPO PO OR RT RTE TE (C (CÁ CÁL ÁLLC CU CUL ULO LOS OS) S) SI SIS IS ST TE TEM EMA MA DE DE A AL L LIIM IME MEN ENT NTA TAC ACI CIÓ IÓ ÓN N 12.1BEBEDERO 12.2EXTRACCIÓNDEMAZAROTA 12.3EXPULSORES 12.4CANALESDEDISTRIBUCIÓN 12.4CANALESDE DISTRIBUCIÓN 12.5CANALESDEEXTRANGULA 12.5CANALESDE EXTRANGULAMIENTO MIENTO TI TIP IP PO OS OS DE DE MO MOL OLD LDE DES ES DE DE IN IN NY YE YEC ECC CCI CIÓ IÓ ÓN N 13.1DOSPLACAS 13.2TRESPLACAS 13.3CONELEMENTOSMÓVILES 13.4CONDESENRROSQ 13.4CON DESENRROSQUEAUTOMÁTICO UEAUTOMÁTICO 13.5CONCÁMARACALIENTE S SA AL ALI LIID DA DA DE DE AI AIR IRE RE DE DE LO LOS OS MO MO OL LD LDE DES ES GU GUÍ UÍA ÍA Y CE CEN ENT NTR TRA RAD ADO DO DE DE LO LOS OS MO MOL OLD LDE DES ES E EX XP XPU PUL ULS LS SO OR ORE RES ES ((B B BO OT OTA TAD ADO DOR ORE RES ES) S) 16.1DEPINES 16.2DEBOCINAS 16.3DEPLACAS 16.4DEAIRECOMPRIMIDO A AT TE TEM EMP MPE PER ER RA AM AMI MIE IE EN NT NTO TO (R (RE REF EFR FRI RIG IGE GER ERA RAC ACI CIÓ IÓN ÓN) N)
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8
227 7
442 2
49 49 556 6
6 63 3
666 6 6 68 8 69 69
84 84
112 22 22 112 25 25 1 13 35 35
1 14 43 43
18. 18. FALL FA FALLASENE LLAS AS ENELPROCE LPROCESODE SODEINYECCIÓN INYECCIÓN 19. 19. INFORM INF INFORMACIONESTÉ ORMACI ACIO ONESTÉCNICAS(INYE CNICAS(INYECCIÓNDE CCIÓNDEPOLVO) POLVO)
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
MATERIA MATE RIALESP RIA LESPLÁS LESP LESP LÁSTICO LÁS LÁS TICOS TICO S
I. INTROD INTRODUCCI UCCIÓN ÓN Debidoalampliointerésqueexistehoyendíadeincrementarlaproducciónde productoselaborados productos elaboradosde de material mater material ial plástico, plástico, plástico, ydebido y debidoa alo lo cual cua cualse l seestá estádando está dandogran dando gran util ut ilid idad a d a los los mism mismos os, , hhace ace que que sse e orig or igin ine e la la m más ás acen a centu tuad ada a espe es peci cial aliz izac ació ión n profesion prof profesional esional al en en el campo cam camp campo po o de de la la fabricació fabricación n de Moldes Moldes para para para producir producir artícu art artículos ículos los de inyección,sopladoocompresióndeplásticos.PoresosehapreparadoesteManual comounaherramientadetrabajoquedebeestaralalcancedetodapersona interesadaenlaproduccióny/ofabricacióndeláreadelosplásticos.Paraellosestá dedicadoestemanual. TeniendoencuentaloexpresadonoshemospropuestoprepararesteManualTécnico quepermitiráconoce quepermitiráconocery ryampli ampliarnuestra arnuestravisión.Esoportu visión.Esoportunoestudi noestudiarelmaterial arelmateriala a trabajar,eldiseñoylasformasdeconstruccióndeunmoldeparaplástico;dondese de desc scrib riben en todos tod os lo os s aspe as pect ctos os y cond condic icion iones es nece necesa sario rios s para para la cconc oncep epci ción ón y y realizacióndelosmismos:formasdeejecución,clasificacióndelosdiferentestiposde plásticos, plástic os,la laelecció elección nde delos losmateria materiales lespara para lacons la construcció trucción ndel delmolde, molde,sistema sistemas sde de colad coladas as y forma formas s de de inyec iny iny ecció ción, n, reg re regula g ulaci ción ón d de e temp temper eratu atura ra del del m mold olde, e, ttipo pos i s de de expulsión,construccionesespecialesyelementosnormalizados. Esnecesarioresalta Esnecesarioresaltarlaimporta rlaimportanciaquerepre nciaquerepresenta sentalaeleccióndelosmat laeleccióndelosmaterial erialesysu esysu tratamientotérmico,garantizarsudurabilidadtantoensuusocomoensuestadode conservación conservaciónporefectosdelaspresi porefectosdelaspresionesdecierre onesdecierre,presion ,presionesdeinyecció esdeinyecciónoporlas noporlas mismasaccionesquímicasquedesarrollanlosmaterialesplásticosysugradode contraccióndelosmismos. Elgradodecomplejidadquesedesarrollaentodocampodeespecializaciónhace necesarioeltener necesarioeltenerunespecialcui unespecialcuidadoensuprepara dadoensupreparación, ción,esporelloqueinclui esporelloqueincluimos mos ilustracionesyejemplosbásicosdemoldescaracterísticosdentrodesusdiferentes tipo ti pos: s: e está stánd ndar ar, , de dos d os plac p lacas as, , d e tres tre s plac p lacas as, , ccon on elem e lemen ento tos s móvi m óvile les, s , ccon on desenroscadoautomático,decoladacalienteyespeciales. Tomamosencuentalamodernizaciónquehoyendíadesempeñalagrandemanda desistemasdeautomatizaciónCNCylasaplicacionesdesistemasCADqueha revolucionadolaTecnologíaMetalMecánica. Lasexperienciasquerecogemosenlapresente,desdelasfuentesdeinformación teóricasmuyllevadadelamanoconlaexperienciaprácticadelaspersonasque dedicaronpartedesutiempoalaelaboracióndelmismo,hacemásbienoportuno mencionaratodosellosydarlessuagradecimientosi mencionaratodosellosy darlessuagradecimientosinceroportanvaliosoaporte. nceroportanvaliosoaporte.
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MATERIA MATE RIALESP RIA LESPLÁS LESP LESP LÁSTICO LÁS LÁS TICOS TICO S
I. INTROD INTRODUCCI UCCIÓN ÓN Debidoalampliointerésqueexistehoyendíadeincrementarlaproducciónde productoselaborados productos elaboradosde de material mater material ial plástico, plástico, plástico, ydebido y debidoa alo lo cual cua cualse l seestá estádando está dandogran dando gran util ut ilid idad a d a los los mism mismos os, , hhace ace que que sse e orig or igin ine e la la m más ás acen a centu tuad ada a espe es peci cial aliz izac ació ión n profesion prof profesional esional al en en el campo cam camp campo po o de de la la fabricació fabricación n de Moldes Moldes para para para producir producir artícu art artículos ículos los de inyección,sopladoocompresióndeplásticos.PoresosehapreparadoesteManual comounaherramientadetrabajoquedebeestaralalcancedetodapersona interesadaenlaproduccióny/ofabricacióndeláreadelosplásticos.Paraellosestá dedicadoestemanual. TeniendoencuentaloexpresadonoshemospropuestoprepararesteManualTécnico quepermitiráconoce quepermitiráconocery ryampli ampliarnuestra arnuestravisión.Esoportu visión.Esoportunoestudi noestudiarelmaterial arelmateriala a trabajar,eldiseñoylasformasdeconstruccióndeunmoldeparaplástico;dondese de desc scrib riben en todos tod os lo os s aspe as pect ctos os y cond condic icion iones es nece necesa sario rios s para para la cconc oncep epci ción ón y y realizacióndelosmismos:formasdeejecución,clasificacióndelosdiferentestiposde plásticos, plástic os,la laelecció elección nde delos losmateria materiales lespara para lacons la construcció trucción ndel delmolde, molde,sistema sistemas sde de colad coladas as y forma formas s de de inyec iny iny ecció ción, n, reg re regula g ulaci ción ón d de e temp temper eratu atura ra del del m mold olde, e, ttipo pos i s de de expulsión,construccionesespecialesyelementosnormalizados. Esnecesarioresalta Esnecesarioresaltarlaimporta rlaimportanciaquerepre nciaquerepresenta sentalaeleccióndelosmat laeleccióndelosmaterial erialesysu esysu tratamientotérmico,garantizarsudurabilidadtantoensuusocomoensuestadode conservación conservaciónporefectosdelaspresi porefectosdelaspresionesdecierre onesdecierre,presion ,presionesdeinyecció esdeinyecciónoporlas noporlas mismasaccionesquímicasquedesarrollanlosmaterialesplásticosysugradode contraccióndelosmismos. Elgradodecomplejidadquesedesarrollaentodocampodeespecializaciónhace necesarioeltener necesarioeltenerunespecialcui unespecialcuidadoensuprepara dadoensupreparación, ción,esporelloqueinclui esporelloqueincluimos mos ilustracionesyejemplosbásicosdemoldescaracterísticosdentrodesusdiferentes tipo ti pos: s: e está stánd ndar ar, , de dos d os plac p lacas as, , d e tres tre s plac p lacas as, , ccon on elem e lemen ento tos s móvi m óvile les, s , ccon on desenroscadoautomático,decoladacalienteyespeciales. Tomamosencuentalamodernizaciónquehoyendíadesempeñalagrandemanda desistemasdeautomatizaciónCNCylasaplicacionesdesistemasCADqueha revolucionadolaTecnologíaMetalMecánica. Lasexperienciasquerecogemosenlapresente,desdelasfuentesdeinformación teóricasmuyllevadadelamanoconlaexperienciaprácticadelaspersonasque dedicaronpartedesutiempoalaelaboracióndelmismo,hacemásbienoportuno mencionaratodosellosydarlessuagradecimientosi mencionaratodosellosy darlessuagradecimientosinceroportanvaliosoaporte. nceroportanvaliosoaporte.
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II. GENERALIDA GENERALIDADESSOBR DESSOBRELOS ELOSPLASTICOS PLASTICOS
2.1.CARACTERISTI 2.1. CARACTERISTICAS CAS
SedefineelPlásticocomounamateriaorgánicafácilmentedeformablebajola SedefineelPlásticocomounamateriaorgánicafácilmentedeformablebajola influenciadelapresión(fuerza),delatemperatura,odeambosfactoresconjuntamenteenunaciertaetapaoestadodeelaboración. juntamenteenunaciertaetap aoestadodeelaboración. Industrialmente,cuandosehabladeplásticos,setratademateriasplásticas sintéticas. Lamayoríadelosmaterialesplásticossondenaturalezaorgánicateniendocomo principalcompone princi palcomponentealcarbonojuntocon:Hidrógeno ntealcarbonojuntocon:Hidrógeno,Oxígeno,Nitróg ,Oxígeno,Nitrógeno;que eno;que enalgunaetapadesufabricaciónhanadquiridolasuficienteplasticidadpara darles dar les forma forma y obtener obtener produc productos tos indust ind ustria riales, les, tales tales como como tubos, tubos, planch planchas, as, barras,etc.opiezasterminadas.
2.2.CLASIFICACION
Desdeunpuntodevistaprácticoindustrial,losplásticosseagrupanendos Desdeunpuntodevistaprácticoindustrial,losplásticosseagrupanendos grandescategorías: -Plásticostermoestables,y -Plásticostermoplásticos. 2.2.1PlásticosTermoestables 2.2.1Plásticos Termoestables
Endurecebajolaaccióndelcalorpresión,ysuendurecimientoesirreversiblepor habersufridounamodificaciónsues habersufridounamodificaciónsuestructuraquímicamolec tructuraquímicamolecular, ular, yanosepueden yanosepueden remo re mold ldea ear r o abla abland ndar ar bajo ba jo la la acci acción ón del del calo calor r y pres presió ión. n. Los Los plás plásti tico cos s termoestablessoncomparablesalaarcilla ,queunavezendurecidaconelcalor (cocida),suformaesdefinitiva. Termoestables: P.F.C.:Resinasfenólicas(Labakelita) U.F.: Resinasúricas Resinas úricas(ureas) (ureas) M.F.: Resinasmelamínicas(Resistentea Resinasmelamínicas(Resistentealatemperatura latemperaturade100 de100C.y C.ya a laluzultravioleta). E.P.: E.P.: Resinasepóxicas Resinas epóxicas S.I.: S.I.: ResinasSilicosa Resinas Silicosa(Silicona). (Silicona). Poliuretanos.
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2.2.2 PlásticosTermoplásticos Elcalorlesdaplasticidadyfluidez,encuyoestadosepuedeninyectarapresión enunmoldedeterminado,adoptandolaformadelhuecodelmolde,sepuede laminar,etc.peroendurecentanprontocomoselesenfríe.Lostermoplásticos sepuedenremoldear,porconsiguientepuedenseraprovechadastodaslas piezasdefectuosas,recortes,etc. Sepodríancompararlos termoplásticosconlacera,queseendurecenconel fríoycuyoendurecimientonoesdefinitivo,puesconelcalorsereblandecey puedesernuevamentemoldeada. Termoplásticos: -Polivinílicos -Poliestirénicos -Poliamidas -Policarbonatos -Polietilénicos -Polimetacrilatos -Politetra-fluoretilenos.
Cadaunodeellosposeeunprocesodeobtenciónypropiedadesparticularesy por supuesto se trata de plásticos de los cuales se obtienen piezas o semiproductossólidos,representandounapartede delasgrandesfamiliasde losplásticosqueyapasandelatreintena. Poseenunaplasticidadnotable,mássiseaumentalatemperatura,esdecir:
"Cuandosecalientasehaceblando ycuandodeenfríaseendurece"
Esteciclosepuederepetirmuchasveces. Estematerialsepuedeinyectaralascavidadesdelosmoldes,primeroseeleva latemperaturayseinyectaapresión,eltiempodepermanenciaenelmoldees muybreveyeldesmoldeo(extraerelproductodelmolde)hadeefectuarseen frío.Paraobtenerunaplasticidadsuficienteparaelmoldeoporinyección,se elevala temperatura(cercade250 a300C ) conriesgodedescomponerel plástico,paraevitarestoseagregaunplastificante.Lamateriaprimasepresenta comogránulos.
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Dentrodeestegrupotenemos: P.E.
Polietileno
E.V.A.
PVC + goma
Se usa para bolsas de embalaje.
Le da apariencia de ser cuero y noplástico P.E.T.F. Tereftalatodepolietileno Seusaparatelas. P.P Polipropileno Cuya densidad es menor al agua. P.V.C. Cloruro de Polivinilo Resistente aldesgaste ya lacorrosión P.S. Poliestireno Conocido como alto impacto P.M.M.A. MetacrilatodePolimetilo Plásticotransparentedebuenacalidad. S.A.N. EstirenoAcriloNitrilo Plásticodealtatransparencia. A.B.S. Acrilo NitriloButadieno Elbutadienoleda flexibilidad,sin butadieno Estireno se transforma en A.S. A.S. AcriloEstireno Material duro. P.O.M. Poliacetal Es un plástico de Ingeniería, se tiene: * ElDerlindeDupont. * ElCercondeCeraneco. * ElNylon,componenteresistenteal desgasteybuenaresistenciamecánica,toma humedaddelmedioambientehasta2.5%, sinhumedadesdébil aloschoqueso golpes. P.C. Policarbonato Se usa para martillos y pernos de plástico. 2.3. USOYAPLICACIONES
* EnlaIndustriadelaConstrucción:panelesopacosotransparentes, molduras especiales, baldosas para revestimiento de cocinas y cuartos de baño, revestimientosdesuelos,aislantestérmicosyfónicos,barnices,pinturasy tuberías,etc. * Enobjetosdomésticos: muebles, artículos domésticos, artículosde higiene y de tocador, aparatos electrodomésticos. Artículos de escritorio, juguetes, joyeríasdefantasía.Discocompacto. *
EnlaIndustriaEléctrica:aislamientodelosconductores,aperillajeeléctricode instalacionesydistribucióndealumbradoyfuerza.Carcasasdeaparatostelefónicos,radio,televisiónyaparatosdemedida.
* Enembalaje:bolsas,cajas,envases,etc.. *
Enfibrastextiles:zapatos,tejidos,papelesimpermeables.
*
Enpiezasmecánicas:cojinetes,engranajes,levas,mangosde herramientas, martillos,muelas,etc. * En laindustria automotriz: accesorios, tableros de instrumentos, botones, piezasdedirección,piezasdebocinas,lucesdefrenoydeposición.Asientos, techos,cristalesdeseguridad,neumáticos.
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2.4. COMPONENTESDELOSMATERIALESPLASTICOS Resina: Componente básico queda las principalescaracterísticas,el nombre yla clasificación del material plástico. Puede ser fenólica, poliuretano, celulósica, vinílica,etc. CargaoRelleno: Materialinerteyfibrosodestinadoa reducirelcostodefabricación ymejorarlas propiedadesfísicas,térmicas,químicasyeléctricasdelmaterial. Enlosmaterialestermoestablesseutilizangeneralmentecomocargadeacuerdo alcaso,aserríndemadera,mica,celulosa,algodón,papel,asfalto,talco,grafito, polvodepiedra. Plastificantes: Sonlíquidosquehiervenatemperaturaselevadas entrelos94°y250°C. Su funciónes mejoraryfacilitarelflujo(aumentalaplasticidaddelplástico).Cada plásticorequiereunplastificanteadecuado.Ej.Fosfatos,clorurodedifenilo,etc. Lubricantes: Tienencomofunción, facilitareldesmoldeodelosproductos dematerialplástico, siendousadoscomolubricantes(aceitede linaza,aceitede recino,lanolina, aceitemineral,parafina,grafito,etc.) Colorantesypigmentos: Seacondicionan para brindar alplástico elcolor deseado; estosdebenser solublesen laresinayresistiralaluzyelcalor. Estabilizadores: Sonelementosque impideneldeterioro cuandolosmaterialessonsometidosa laaccióndelaintemperie.
2.5. PROPIEDADES A.B.C.D.E.-
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Bajo peso. Bajaconductibilidadeléctricaytérmica. Resistenciamecánica aceptable,aunquemenor quela de los metales. Buenapresentación. Facilidadesdemoldeado.
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III. TRANSFORMACIONOSISTEMADEMOLDEADO
3.1. PROCEDIMIENTOSDETRANSFORMACIONO SISTEMADEMOLDEADO
La conformación de los plásticos es fácil; principalmente se efectúa por MOLDEADOENCALIENTE,procedimientoquepresentalaventajaprimordialde permitir la fabricación en gran serie de piezas cuyas formas pueden ser complicadas,conunamanodeobrarelativamentereducida. Enelcasodeuntermoplástico,laelevacióndelatemperaturasirvesolamente paralaconformación;eltiempodepermanenciadentrodelmoldeesmuybrevey eldesmoldeohadeefectuarseenfrío. Enelcaso deuna resina termoestable,la materiaintroducidaes talquela redecillatridimensionalnoestacompletamenteformada;laconformaciónyel endurecimientosonsimultáneos. Eltiempodepermanenciadentrodelmoldeha de ser suficientemente largo (aproximadamente 1 minuto por milímetro de espesor)paraquela policondensación quedetotalmenteterminadaysepueda desmoldarencaliente. Procesos: TERMOPLÁSTICOS: 1. 2. 3. 4.
Inyección Extrusión Soplado Vacumm (vacío)
A.- PROCEDIMIENTO MECÁNICO
TERMOESTABLES: 1. 2. 3. 4.
Compresión Transferencia Inyección Moldeo
PRODUCTOS
EXTRUSION
Perfiles, tubos, tableros, tablillas, hoja s plásticas, cables con revestimiento.
CALANDRADO
Hojas plásticas, rollos y láminas.
RECUBRIR
Cuero artificial con tejido recubierto en plástico,papel,madera,chapas.
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B.
MOLDEADOPORINYECCIÓN
Moldeodepiezasporejemplo:cajas debotellas,tazas,ruedasdentadas, carcasas,bastidores,etc.
PRENSADO
Moldeo de piezas: tableros, bloques, perfiles.
MOLDEO POR SOPLADO
Cuerpos huecos.
ROTOFORMADO
Cuerpos huecos.
FORMACIÓN DE ESPUMA
Bloques, tableros, rollos, piezas de diferentesformas.
FUNDICIÓN
Hojas plásticas, bloques, piezas moldeadas,recubrimientos.
TERMOFORMADO
Embutido profundo de vasos, envases,tinasbañeras,cuerposde botes.
PROCEDIMIENTO MANUAL
PRODUCTOS
FUNDICIÓN
Moldeado de piezas, inmersión o inserción.
OBTENCIÓNDEESPUMA
Rell enadodecavidadesvacías,recubrimientos,moldeadodepiezasgrandes.
REFORZAMIENTOS
Piezas moldeadas, recubrimientos, revestimientos.
TERMOFORMADO
Doblado de tubos y conformación artesanal encaliente.
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3.2. FACTORESQUEINFLUYENDIRECTAMENTEENLA CONTRACCIONDEUNPRODUCTOMOLDEADO
Los factores que influyen directamente en la contracción de un producto moldeado,estánrelacionadoscon:
AREADE ENTRADAOPUNTODEINYECCION (Mayorárea,menorcontracción)
MOLDE
ESPESORDEPAREDDELPRODUCTO (Mayorespesormayorcontracción) TEMPERATURADELMOLDE (Mayortemperatura,mayorcontracción)
CICLODEMOLDEO (Ciclomayor,menorcontracción) MAQUINAINYECTORA PRESIONDEINYECCION (Mayorpresión,menorcontracción)
DENSIDAD (Mayordensidad,mayorcontracción) MATERIALPLASTICO TEMPERATURA (Mayortemperatura,mayorcontracción)
3.3.
CONTRACCIONESDELOSMATERIALESTERMOPLASTICOS
Esunapropiedaddelosmaterialesplásticosquealserenfriadosenlacavidadse contraen,resultandoqueunproductomoldeadodisminuyesumedida.Asícuandoel moldeesconstruidoenbasealasdimensionesdelproducto,debenconsiderarse unastoleranciasdecontracción,paraestablecerlasdimensionescorrespondientesen elmolde.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Losmaterialesplásticosdebidoasuvariedadtienendiferentesvaloresdecontracción, siendo estosproporcionadospor los fabricantes delos mismos. Generalmente se especificaunrangodevaloresdecontracción,enqueladimensiónfinaldependerá delproductoydelascondicionesdelamáquinainyectora(prensa). Siendolacontraccióndelproductovolumétrica,entodaslasdimensionesdelmismo debenserconsideradasunastoleranciasdecontracción.
MATERIALESPLÁSTICOS
DENOMINACIÓN
% DE CONTRACCIÓN
Acetato de Celulosa
0,3 - 0,7
CAB Acetato Butirato de Celulosa
0,2 - 0,5
PA
1,0 - 2,5
CA
Poliamida (Nylon)
PVC Cloruro de Polivinilo (Rígido)
0,1 - 0,2
PVC Cloruro de Polivinilo (Flexible)
0,2 - 2,0
PMMA Polimetilmetacrilato
0,2 - 0,8
PS
Poliestireno
0,2 - 0,6
ABS
Acrilonitrilo– Butadieno-Estireno
0,3-0,8
SAN
Acrilonitrilo – Estireno
0,2 - 0,5
PEBD Polietileno de Baja Densidad
1,5 - 3,0
PEAD Polietileno de Alta Densidad
1,5 - 3,0
PP
Polipropileno
1,5 - 2,5
PC
Policarbonato
0,5 - 0,7
POM Polioximetileno
2,5
3.4. SELECCIÓNDEMATERIALESPLÁSTICOS
Lasiguienterelaciónserefierealasmasasdeinyecciónmásusuales.Seelaboróa base de las indicaciones dediversos fabricantesy contiene solamente los datos comprensiblesparaelindustrialyprovechososparasuasistenciaalosclientes.
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CLORURODEPOLIVINILORIGIDO(PVC)
ResinaVinílica. PROPIEDADESFÍSICAS: Excelentespropiedadesfísicas. Elevadomódulodeelasticidad. Buenaestabilidaddimensional. Buenaspropiedadesdieléctricas. Optimaresistenciaalallama. Resistenciaalacorrosiónylaintemperie. Buenaresistenciaalaabrasión. Afono. PROPIEDADESQUÍMICAS: -
Absorcióndeagua,nula. Resistencia química: * Establerespectoaálcalisyácidos,alcohol,bencina,aceitesygrasas. * Inestablerespectoa acetonas, hidrocarburosclorados,benzol, esteres, éteres,carburantes.
-
Aleaciones:
PVC/PP,PVC/PE/,PVC/ABS,PVC/RESINAK,PVC/EVA,PVC/PUR. TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectado,comprimido,soplado,extruido. Susmanufacturaspuedensercalandradas,laminadas,termoformadas. Usadoenambientefluidopararecubrimientosdeprotección.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Sevuelvefrágilabajastemperaturas.
APLICACIONES: -
Válvulas,discos,empalmes,paratuberías,rotoresycascosparabombas delíquidoscorrosivos,grifosyenvasesparaácidos,jaboneslíquidosy detergentesengeneral. Piezasparaaparatosdomésticosymáquinasdeoficina,piezasparaaislamientoeléctrico,cestos,cubetasparareveladofotográfico,panelesde construcción,persianas,canalesdetejados,etc.
REPROCESAMIENTO:
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
ElScrappuedeserreprocesadoenunaproporciónde50/50(Virgen/Scrap). POLIURETANO(PUR)
Poliéster PROPIEDADESFÍSICAS: -
Resistentealatracción. Resistenciaalaabrasión(5-6vecesmásresistentesqueelcaucho). Buenaestabilidaddimensional. Buenaspropiedadesdieléctricas. Optimaelasticidadyflexibilidad. Excepcionalresistenciaalcorte. Buenaresistenciaaloxígeno,ozono,rayosUV.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Bajaabsorcióndelagua. Resistencia química: * Estable respecto a álcalis, ácidos débiles, esteres, éteres, benzol, bencinas,carburantes,aceitesygrasas. * Estabil idad condicionada respecto al alcohol, acetonas, hidrocarburos clorados. * Inestablerespectoaácidosconcentrados. Sehinchaenlossolventes. Aleaciones: PUR/PVC; PUR/ABS
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectado,comprimido,extruido. Tecnología de hilado en húmedo (LYCRA) o en tipos reticulados (por compresiónoinyección).
LÍMITESDEEMPLEO: -
Tendenciaavolverseamarillo. Despuésdelmoldeo,laspiezasrequierendetratamientodetemple(15-16 horasa110°C). Sevuelvefrágila-40°C.
APLICACIONES: -
Objetosdepiezasdeusotécnicodeelevadasexigenciasencuantoa resistenciayexactituddemedidas,partesparaelectrodomésticos(lavadoras,aspiradoras), aislamiento (eléctrico, térmico,sonoro),parachoques, empalmesparatuberías, tubos hidráulicos,juguetes, suelasparazapatos deportivos,puntasdetacos,ruedasespeciales.
REPROCESAMIENTO:
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
-
El Scrap puede ser reprocesado siempre ycuando laspiezasque lo generaronnohayansidotempladas. POLIPROPILENO(PP)
(ResinaPoliolefínica) PROPIEDADESFÍSICAS: Subajopesoespecíficolohaceelmásligerodelalíneadetermoplásticos. Buenascaracterísticasmecánicas,t érmicasyeléctricas. Excelentedurezasuperficial. Elevadaestabilidaddeformaalcalor. Elevada resilencia. Resistentealatracción. Buena rigidez. Sintendenciaalacorrosiónportensiones. Esterilizablehasta120 C. Bajaresistenciaalosrayossolares. Inodoro. PROPIEDADESQUÍMICAS: Absorcióndelaguacasinula. Atóxico. Resistencia química: * Establerespectoaácidosyálcalisdébiles. * Estabilidad condicio nada respecto al alcohol, esteres, acetonas, éteres, aceites,ygrasas. * Inestablesrespectoaácidosy álcalisconcentrados,hidrocarburosclorados, carburantes,bencinas,benzol. - Aleaciones: Polipropilenocargadoconfibrasdevidrio. TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: Inyectado,sopladoyextruido. Suspelículaspuedensertermoformadasalvacío. Algunostiposespecialespuedensermetalizados. LÍMITESDEEMPLEO: Fragilidadabajastemperaturas. Débilresistenciaalenvejecimiento. Contraccióndemoldeirregular. Requieredecuidadoparticularenelmoldeoconinsertos. Posibledescomposiciónporcontactoa elevadastemperaturasconmetales como:manganeso,cobalto,níquel,etc. Difícil de encolar. APLICACIONES: - Artículos domésticos, equipos médicos, artefactos, juguetes, componentes electrónicos, tuberías, filamentos, recubrimientos, baldes, fuentes, frascos, artículosparamecánicafina,cascos,protectores,tacones,artículosparacocina, en la industria textil, piezas resistentes al agua caliente, barras, planchas, decoración,construcción,cintasparaembalaje,envases,cajasparaalimentos, bisagras,termos,vasos.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: ElScrappuedeserreprocesadoenunaporciónmáximade80/20(Virgen/Scrap).
COPOLIMERODEETILENO-VINILACETATO(EVA)
ResinaPoliolefínica(Polietilénicas) PROPIEDADESFÍSICAS: -
Característicasmecánicasrelativamentebajas. Elevadaresistenciaalimpacto. Elevadaflexibilidadyelasticidad. Resistenciaalosrayosultravioleta. Muypermeableagasesyvaporesdeagua. Muy sensible al calor. Poseeciertatransparenciayciertobrillo. Bajaspropiedadesdieléctricas. Fácilescondicionesdemoldeo.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
Resistencia Química: Estable respecto al nitrógeno, alcohol, aceites, grasas,hidrocarburosclorados. Absorbeelolordelosalimentos. Aleaciones: AñadidaalPE,PP,NYLONyPVCmejorasuscapacidades demoldeo,laflexibilidadylaresilencia.
TECNOLOGIADETRANSFORMACION: -
Inyectado,soplado,extruido(especialmenteparapelículas).
LÍMITESDEEMPLEO: -
Transparenciainferior a las resinas ionoméricas; perosuperior a la del copolímeroEEA(ETILENO-ACRILATODEETILO).
APLICACIONES: -
-
Artículosparaemplearabajatemperatura,filmes,comocompuestopara otrospolímeros,tubosyjuguetesflexibles,muñecas,tapas,pelotasde golf,forrosparaasientos,distintoscontenedores,empaquetaduras,suelas dezapato,etc. Enlaindustriafarmacéutica(mangueraspara:transfusiones,laboratorios, etc.).
REPROCESAMIENTO: -
ElScrapantesdesureprocesamiento,debesergranulado(peletizado).
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
-
Laproporciónmáximadereutilizaciónesde80/20(Scrap/Virgen). POLIAMIDA(PA) NYLON6(PA)
PROPIEDADESFÍSICAS: -
Excelentespropiedadesmecánicas. Bajocoeficientedefricción. Altaresistenciaalafatiga. Buenaresistenciaalimpacto,especialmenteenpiezasacondicionadas. Poca flexibilidad. Elevadoalargamientoytenacidad. Materialdeingenieríaligero. Estabilidaddimensionalalcalor. Buenaaparienciasuperficial. Bajaresistenciaalosrayossolares. Fácilescondicionesdemoldeo. Elevadopuntodefusión. Autoextinguible.
PROPIEDADESQUÍMICAS: Higroscópico. Resistencia química: * Estable respectoa álcalis débiles, alcohol,aceites,grasas, hidrocarburosclorados,benzol,bencina,carburantes,éteres,esteres. * Inestable respecto a ácidos y álcalis concentrados, acetonas y a solventes inorgánicos(sobretodoencaliente). Aleaciones: * AñadidaalPE,EVA,mejorasuspropiedades. * Reforzadaconvidriopresentadificultadesparaelmoldeo(aumentarpresióny velocidaddeinyección),conunacontracciónenfuncióndelporcentajedecarga vitrosa.Supesoespecíficoesmayor. TECNOLOGIADETRANSFORMACION: Inyectado,sopladoyconelsistemar otacional,extruido. Los productos semiacabados; planchas, barras, varillas, tubitos plastificados, puedensertrabajadosconsumafacilidad. Laspiezassemiacabadas,osusproductos,puedenserserigrafiados,pintados, estampados,metalizados,selladosporultrasonido.Suspelículaspuedenser termoformadasalvacío,yporpresión. LÍMITESDEEMPLEO: Poseeunaelevadaabsorcióndeagua,locualprovocavariacionesdimensionales enlaspiezasydisminuciónderigidez;sinembargoaumentasuresistenciaal impacto. APLICACIONES: Piezastécnicasdetodotipo,enelsectorautomotriz(engranajes,cojinetesno lubricados, elementos de embrague), cascos protectores aparatos médicos, suturas, cuerdas para pescar, envases, botellas, en línea textil, mecánic a, eléctrica,agrícola,etc.,paraelectrodomésticos,decoraciónymobiliario.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: -
Laproporciónmáximadereutilizaciónesde80/20(Virgen/Scrap). ACRILICONITRILO-BUTADIENO-ESTIRENO(ABS)
Termopolímero. PROPIEDADESFÍSICAS: Elevadaresistenciaalimpacto(inclusoabajastemperaturas). Elevadarigidezydureza. Bajaresistenciaalosrayosultravioleta. Establea lclimayenvejecimiento. Buenaspropiedadesdieléctricas. Materialáfono(establealsonidosinresonancia). Buenaaparienciasuperficial(brillantez). Temperaturaderesistenciaalcalorrelativamentealta. Grantenacidad. Fácilescondicionesdemoldeo. PROPIEDADESQUÍMICAS: Higroscópico. Resistenciaquímica:Establerespectoaálcalis,ácidosdébiles,bencina,aceites, grasas. Inestablerespectoaácidosconcentrados. Hidrocarburosclorados,esteres,acetonasyéteres. Atóxico,fisiológicamenteinocuo. Aleaciones: ABS/PVCdébilresistenciaalcalor(65-70 C.máximo). ABS/PCcostoelevadoycondicionesdemoldeomásdifíciles.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: Comprimido,inyectado,soplado,extruido,calandrado,laminado,expandido. Sus manufacturas pueden ser termoformadas, metalizadas, estampadas, clavadas, encoladas, unidos por ultrasonido, tronzadas, fresadas, torneadas, grabadas,pulidas.Resultatambiénóptimosumoldeoalvacío. LÍMITESDEEMPLEO: Segúnsuaplicación,requieredeagentesantiestáticos;esopaco. APLICACIONES: Enpiezasparaelementosdelaindustriadeautomóviles,piezasparamáquinas deoficina,teléfonos,aparatosdomésticosydecocina,revestimientosypiezas especiales para aparatos de radio, televisión, magnetófonos, juguetes, electrodomésticos,maletas,aparatosparafotografía,etc. Empleosespecialesde ingeniería,enpelículasfotográficasfundicióna troquel, aisladores, en equipos de computo (terminales, impresoras), conectores telefónicos,panelesparacircuitos,envasesparaalimentos,etc. REPROCESAMIENTO: Laproporcióndereutilizaciónesde20/80(Scrap/virgen);laresistenciatérmicase asegura incluso en una proporción mayor; sin embargo disminuyen las propiedadesmecánicas.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
POLICARBONATO(PC)
ResinaPoliésterTermoplástico. PROPIEDADESFÍSICAS: Altaresistenciamecánicadentrodeunampliocampodetemperatura. Altaestabilidaddimensionalytérmica(hasta130 C.) Altaresistenciaal atracciónyalimpacto. Altoíndicerefracción. Excelentespropiedadeseléctricas. Elevadoalargamientoytenacidad. Transparencia. Buenaresistenciaaladeformación. Buenaaparienciasuperficial(brillantez). PROPIEDADESQUÍMICAS: Ciertogradodehigroscopía. Resistencia química. - Estable respecto a ácid os débiles, alcohol, aceites, grasas, detergentes, bencina. Estabilidadcondicionadarespectoaácidosconcentrados,álcalisdébiles. Inestablerespectoaálcalisconcentrados,acetonas,étereshidrocarburos clorados,benzol. - Aleaciones: AñadidaalABS,PBT,PEyPETmejorasuspropiedades. Reforzado con vidrio enuna proporción de 70/30(PC/fibra de vidrio) presentamayorrigidez.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: Inyectado,sopladoyconelsistemarotacional,extruido. Aligualqueenlasfibras,sepuedenobtenerpelículasmedianteextrusión ymedianteunasolución. Los productos semiacabados y moldeados se pueden elaborar con facilidadymetalizar. Suspelículaspuedensertermoformadas,soldadasyencoladas. LÍMITESDEEMPLEO: Parasutransformaciónrequieredepresiónytemperaturasdeinyección relativamentealtas. Débilresistenciaalenveje cimientoyalaintemperie. APLICACIONES: - Sustituyealosmetalesyalvidrio;utilizadaenlaindustriaautomotriz,técnica, de iluminación, médica (aparatos esterili zables), objetos con elevadas exigenciasparausodomésticoydiario,lentesópticos,cajas,recubrimientode cajasdeconmutación,núcleosdebobinas,enlaindustriamecánica(especialmenteen ladeprecisión), electrodomésticos, máquinasy artículosde
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
oficina,artículosdeseguridad(viseras,escudos,etc.),enconstrucciónpara puertasyventanas,enlaconstruccióndecolectoressolares,enagricultura. POLIETILENODEBAJADENSIDAD(PEBD)
ResinaPololefínica PROPIEDADESFÍSICAS: Resistente al impacto. Buenaresistenciatérmica. Alta flexibilidad. Propiedadesdieléctricas. Insípido e inodoro. Opaco. Elevadapermeabilidadalosgases. Granfacilidaddemoldeo. Tienemayorresistenciaalfríoqueelpolietilenodealtadensidad. PROPIEDADESQUÍMICAS: Absorciónelaguacasinula. Atóxico. Resistencia química: * Establerespectoaácidos,álcalis,alcohol. * Estabilidadcondicionada respecto a esteres, acetonas, éteres, aceitesy grasas. * Inestablerespectoahidrocarburosclorados,benzol,bencina,carburantes. Aleaciones: CompatibleconPEdemediayaltadensidad,yconelnylon. TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: Inyectado,comprim ido,porsopladoyextruido. Optima capacidad de reducirse a películas y coextrusión; es óptima tambiénlahilaturaespecialmentedefilamentos. Los productos semiacabados y moldeados se pueden elaborar con facilidad. LÍMITESDEEMPLEO: Requierede aditivosparaaumentarla resistenciaa losrayosUVy al envejecimiento. Es difícil de encolar. Elevadacontraccióndespuésdelmoldeo. Elevadapermeabilidadalosgases. APLICACIONES: Enrecipientesdomésticos,juguetes,floresartificiales,recipientesycintas para embalaje, aparatos médicos, piezas para alta frecuencia, tapas, envases para alimentos, bolsas, películas retractivas para alimentos, cuerdas,artículostextiles,artículosparaelhogar. REPROCESAMIENTO:
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN -
Puedeserreutilizadoel100%deScrap,aunqueseobservanligerasvariacionesenlatotalidaddelosartículosconformados.
POLIETILENODEALTADENSIDAD(PEAD) ResinaPoliolefínica.
PROPIEDADESFÍSICAS: -
Buenaresistenciaalimpactoylaabrasión. Estabilidadalatemperaturaydeformación. Poca elasticidad. Buenadurezasuperficial. Destacadaspropiedadeseléctricas. Insípido e inodoro. Resistentealaebullición. Esterilizable. Opaco. ResistentealosrayosUV.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Absorcióndeaguacasinula. Atóxico. Resistencia Química: * Establerespectoaácidos,álcalis,alcohol. * Estabilidad condicionadarespectoa esteres,acetonas, éteresaceitesy grasas. * Inestablerespectoahidrocarburosclorados,benzol,bencina,carburantes. Aleaciones:compatibleconPEdebajadensidadyconelNylon.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectado,comprimido,porsopladoyconelsistemarotacional,extruido. Resultadifícilsucalandrado. Losproductossemiacabadosy moldeados(barras, tubos, planchas) se puedenelaborarconfacilidad.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Requieredeagentesantiestáticos. Esfrágilabajastemperaturas.
APLICACIONES: -
Enutensiliosdomésticos,juguetes,contenedores,recipientesdetransportes,piezasparalaaltafrecuencia,aparatosmédicos,artículostécnicos, cajas,baldes,tinas,envases,artículosindustriales.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: -
Puedeserreutilizadoel100%deScrap,aunqueseobservanligerasvariacionesenlatotalidaddelosartículosconformados.
POLIETILENOTEREFTALATO(PET) ResinaPoliéstertermoplástico.
PROPIEDADESFÍSICAS: -
Excelentespropiedadesmecánicas. Buenaestabilidaddimensional. Coeficientededilataciónmuybajo. Optimaresistenciaaldesgaste. Buenaaparienciasuperficial(brillantez). Buenaresistenciatérmica. Optimadurezasuperficial. Buenaspropiedadesdeantifricción. Buenaspropiedadesdieléctricas.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Reducidaabsorcióndeagua. Atoxico,fisiológicamenteinocuo. Resistencia química: * Establerespectoagrasas,aceitesydetergentes. * Inestable respecto a los ácidos concentrados, álcalis diluidos, álcalis concentrados.
Aleaciones:
* AñadidoalPC,PBTyPMMA, mejorasuspropiedades. * Reforzado con fibras devidrio enuna proporción 70/30(PET/fibras de vidrio). * Reforzadoconcarbónnegroenunaproporción95/5(PET/carbónnegro).
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectado,sopladoyextruido. Laspiezasobtenidassepuedenelaborarenmáquinas-herramientas. Fácil metalización.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Condicionesdeempleosumamenterigurosas,temperaturasdemoldesa 120°Cobiena140°C. Duranteelmoldeoesprecisominimizarlostiemposdepermanenciadel polímerofundidoenelcilindro,demaneraqueseevitedegradaciones.
APLICACIONES: -
-
Mayormente en el sector de las fibras, películas para envases de alimentos. Aislamientos eléctricos, engranajes, casquillos, piezas de bobinas, interruptores,placasdebornes,aisladoresparaherramienta,entransformadores,relésysoportesderelés,máscarasparaequiposdeaireacondicionadoyparacomputadoras,portalámparas. Enlaindustriademueblesdeoficina,ruedasparasillayescritorios.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
-
Botellasyenvases(productosalimenticios,farmacéuticosyfermentativos).
REPROCESAMIENTO: -
Esreciclable(proporcionessegúnaplicacióndeloconformado).
POLIMETACRILATODEMETILO(PMMA) ResinaAcrílica.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
Optimaestabilidaddimensional. Alta resistencia mecánica. Buena apariencia superficial. Transparenciasimilaraladelvidrio. Alta dureza superficial. Estabilidad a la intemperie. Alta rigidez. Fácil moldeo. Buenaresistenciaalatensiónyelimpacto. Buenaspropiedadesdieléctricas. Baja conductividad eléctrica. Resistencia a los rayos UV.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Reducida absorción de agua. Atoxico. Resistencia Química: * Establerespectoaácidosyálcalisdébiles,benzol,grasas,aceitesydetergentes. * Estabilidad condicionada respecto a hidrocarburos alifáticos, ácidos diluidos, soluciones para fotografía y batería, bencina, y gran variedad de compuestos químicoscomercialesydelíneaalimenticiaInestablerespectoaloshidrocarburos aromáticos, hidrocarburos clorados, esteres, éteres, acetonas, ácidos y álcalis concentrados,bencinas,carburantes. Aleaciones: PMMA/MS(MS:Metilestireno)aumentalaresistenciaalchoqueyal calormanteniendosutransparencia. CompatibleconelPET.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Comprimido,inyectado,colado,sopladoyextruido. Lashojasy planchaspuedensertermoformadas. Susmanufacturaspuedenser metalizadas,encoladas,fresadas,torneadas,estampadas,grabadas,pulidas,unidas porultrasonido.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Esrelativamentefrágilyardeconfacilidad. Requiererecocidootemple(paraevitarelagrietamientoprovocadoporlastensiones internas).
APLICACIONES: -
Elementosdeconstrucción(paneles,domosvidriadosmasivos,mosaicostraslúcidos parapisosiluminados,ventanas,bañosyaccesorios). Elementosparalatécnicaóptica,lunetaspararelojes,telasparamáquinasdeescribir y computadoras, teléfonos, juguetes, máscara para automóviles, en la industria alimenticia(tubosparaindustrialáctea),artículosmédicos,frigoríficos.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN -
Lasresinasacrílicasseempleantambiénensolucionesosuspensiónparapinturas, barnices,tintas,adhesivos,acabadodeartículostextiles,enlaindustriadelcuero,de pieles,depapel.
REPROCESAMIENTO: -
Es reciclable (proporciones según aplicación de lo conformado). Con material transparenterecuperadonoseobtienenpiezasópticamentebuenas.
CLORURODEPOLIVINILOFLEXIBLE(PVC) ResinaVinílica. PROPIEDADESFÍSICAS: -
Muy elástico. Caráctersemejantealagoma. Auto extinguible. Buenaspropiedadesdieléctricas. Buenaimpermeabilidadalosgases. Facilidad de proceso. Conservaciónprolongadadepropiedades.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Absorción de agua nula. Resistencia química: * Establerespectoaálcalisyácidosdébiles. * Estabilidadcondicionadarespectoaácidosyálcalisconcentrados,aceites ygrasas. * Inestablerespecto a acetonas, hidrocarburos clorados, benzol, esteres, éteres,carburantes,alcoholybencina. Aleaciones: PVC/PP,PVC/PE,PVC/ABS,PVC/EVA.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectadocomprimido,soplado,extruido,coladoypormoldeorotacional.
LÍMITESDEEMPLEO: -
-
Moldeo por inyección en condiciones de temperatura controladas y velocidaddeinyecciónmuylenta,demaneraquelafaseelastoméricase orientehacialasuperficie. Fácil migración del plastificante, con la consiguiente variación de las propiedadesfísico-mecánicas.
APLICACIONES: -
Empalmes para tubería, elementos para amortiguación, pies para aparatos, muñecas, juguetes, piezas para instalaciones de vehículos, botas,zapatos,sandalias,suelas,mangueras,enrevestimientosdecables,productosdeportivos.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: -
ElScrappuedereutilizarseenun100%(sielmaterialnoestadañado térmicamente);aunqueseobservanligerasvariacionesenlatonalidadde losartículosconformados.
ESTIRENO-ACRILICO-NITRILO(SAN) ResinaAcrílica.
PROPIEDADESFÍSICAS: -
Elevada rigidez. Resistencia al impacto. Excelente transparencia. Buenaaparienciasuperficial(brillantez). Buenaestabilidaddimensional. Resistentealatemperatura. Resistente al desgaste. Bajaresistenciaalosrayossolares. Inodoro e insípido.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Higroscópico. Atoxico. Resistencia química: * Establerespectoaaguascalientesydisolventesorgánicos,álcalisdébiles, ácidos,aceitesygrasas,solucionesusadasenfotografíayparacargar baterías. * Inestablerespectoaácidosconcentrados,hidrocarburosclorados,éteresy esteres.
Aleaciones:
* SAN/PMMA: (INYECCION,SOPLADO),altaresistenciaalatemperatura, alaintemperie,brillo,dureza,resistenciaalacorrosión. * SAN/PVC:(EXTRUSION),fácilmoldeo,resistenciaalaintemperie.
TECNOLOGIADETRANSFORMACIÓN: -
Inyectado, comprimido, soplado, extruido, calandrado, laminado, expandido. Sus manufacturas pueden ser encoladas, unidas por ultrasonido, tronzadas,fresadas,torneadas,grabadas,pulidas.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Debetrabajarconelmenornúmeroderevolucionesdetornillo. Bajaresistenciaalenvejecimientoylaexposiciónalaluz.
APLICACIONES: -
Vajillas,piezaspararefrigeradores,carcazaspararadio,Tv.ygrabadoras, cajasparabatería,perillaspararadioyTv.,útilesdedibujo,lapiceros, jeringas hipodérmicas, grifería, cassettes, carcazas para artefactos electrodomésticos y para calculadoras, para partes para automóviles (máscara,tableros,consolas,guanteras),carcazasycomponentespara teléfonos, mangos para herramientas, cachas para armas, cepillos,
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
contenedores, envases para científicos,etc.
cosméticos, lámparas, instrumentos
REPROCESAMIENTO: -
Laproporciónmáximadereutilizaciónesde20/80(Scrap/Virgen).
POLIESTIRENONORMALODEUSOGENERAL(PSGP) PROPIEDADESFÍSICAS: -
Bajaresistenciaalimpacto. Elevada rigidez. Buenaestabilidaddimensional. Bajaresistenciaalaflexión. Valoresdieléctricosfavorables. Insípido e inodoro. Buenaaparienciasuperficial(brillantez). Transparente. Bajaresistenciaalatemperatura. Bajaresistenciaalosrayossolares.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Baja absorción de agua. Resistencia química: * Establerespectoaalcalis,ácidos,alcoholes,aceitemineral. * Estabilidad condicionada respecto a aceites y grasas de animales y vegetales. * Inestableconrespectoahidrocarburosclorados,esterescetonas,éteres, benzol,carburantes,bencinas. Atoxico,fisiológicamenteinicuo.
Aleaciones:
* PS/Fibradevidrioenproporcionesmáximasde70/30. * PS/ResinaKcomocarga.
TECNOLOGIADELATRANSFORMACIÓN: -
Inyectado,inyectadosoplado,extruidoypormoldeorotacional. Susmanufacturaspuedensertermoformadas,metalizadas,estampadas, encoladas,unidasporultrasonido.
LÍMITESDEEMPLEO: -
Fragilidad relativa. Electrostático. Arde fácilmente. Débilresistenciaalcalor.
APLICACIONES: -
Elementosdeconstrucciónyenlaindustriadeelectrodomésticos,eléctrica y electrónica, en telecomunicaciones, en artículos de bisutería, cajas, recipientes, objetos domésticos, juguetes, artículos publicitarios y en materialesdeconstrucciónconrequerimientosdetransparencia.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: -
ElScrappuedeserreprocesadoenunaproporciónmáximade80/20(Virgen/Scrap).
POLIESTIRENODEALTOIMPACTO(PSHI) Copolímeroramificadodeestireno-resinabutadieno-estireno.
PROPIEDADESFÍSICAS: -
Resistencia al choque. Buenaspropiedadesdieléctricas. Alta rigidez. Pocatendenciaalacorrosiónportensiones. Insípido e inodoro. Buenaaparienciasuperficial(Brillantez). Bajaresistenciaalatemperatura. Reducida contracción. Fácil procesamiento. Buenaresistenciaalaflexión. Bajatendenciaaabsorberoloresysabores.
PROPIEDADESQUÍMICAS: -
-
Baja absorción del agua. Resistencia química: * Establerespectoaálcalis,ácidosdébiles. * Estabilidadcondicionadarespectoaácidosyálcalisconcentrados,alcohol, aceitesygrasas. * Inestable respecto a hidrocarburos clorados, esteres, cetonas, éteres, benzol,carburantes,bencinas. Toxico,fisiológicamenteinicuo.
Aleaciones:
* PS/Fibradevidrioenproporcionesmáximasde70/30. * PS/ResinaKcomocarga.
TECNOLOGIADETRANSFORMACION: -
Inyectado,inyectado-soplado,extruidoypormoldeorotacional. Susmanufacturaspuedensertermoformadas,metalizadas,estampadas, encoladas,unidasporultrasonido.
LIMITESDEEMPLEO: -
Fragilidad relativa. Requierederápidosciclosdemoldeo.
APLICACIONES: -
Cajasparateléfonos,radios,TV,puertasypiezasparaneveras,cajaspara instalaciones, interruptores, cubiertos para cocina, vasos, juguetes, embalajes, tuberías, espumas, torres de enfriamiento, instrumentos y tablerosparaautomóviles,aislantesacústicos,carcazasparaartefactos.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
REPROCESAMIENTO: -
ElScrappuedeserreprocesadoenunaproporciónmáximade80/20(Virgen/Scrap).
IV. MATERIALESUSADOSENLACONSTRUCCIONDEMOLDES Paralaelaboracióndeproductosplásticossonindispensablesmoldesdegrancalidad, conunaelaboraciónprecisayquedebetenerunaelevadaduración.Estosmoldesse fabricanactualmenteenacerosymetalesnoférricos. Eltipodemoldeaelegirparaunapiezaquesehadefabricarvienedeterminado esencialmenteporconsideracionesderentabilidadquedependen: -
Delasexigenciasimpuestasalapiezafabricada, Deloscostosdefabricacióndelmolde, Del tiempo del ciclo, Delnúmerodepiezasafabricarconelmolde,esdecir desuduración.
4.1.
ASPECTOSGENERALES
Conelobjetivodeconseguirlamáximautilidadesnecesarioquelosmaterialesusados enlafabricacióndemoldesposeanlassiguientespropiedades:
- AltaResistenciaalDesgaste: Paraaumentarlarigidezdelaspiezasinyectadas,éstasserefuerzanconfibrasde vidrio,materialesminerales,etc.a granescala.Estos,asícomolospigmentosde colorson,altamenteabrasivos.Porlotanto,esdegranimportancialaeleccióndel materialy/oderecubrimientodelassuperficies.
- AltaresistenciaalaCorrosión: Loscomponentesagresivoscomo,porejemplolosequipamientosprotectorescontra elfuego,oelmismomaterialpuedenoriginaragresionesquímicasalassuperficiesdel molde.Juntoconlosmaterialesderellenoyderefuerzoconefectosabrasivospueden surgirdañosacumulativosdelmolde.Esaconsejableutilizaracerosdealtaresistencia alacorrosiónoconrecubrimientosdelasuperficie(porejemplo:cromadomúltiple).
- AltaEstabilidaddeMedidas: La inyección, por ejemplo de plásticos de elevada resistencia térmica exige temperaturasinternasdelapareddelmoldedehasta250°C.Estopresuponela aplicacióndeacerosconunaelevadatemperaturaderevenido.Sinosetieneen
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
cuentaestaexigenciasepuedeproducirenfuncióndelatemperaturauncambiodela estructuradelmoldeyconellouncambiodelasmedidasdelmismo. Elcambiodemedidasdebidoatratamientostérmicos,(porejemplo:untemplepor cementación) debe ser mínimo, pero por lo general no se puede evitar (salvo excepciones, taleselcasodelosacerosmartensíticos).Untratamientotérmicode moldescongrandiferenciadeespesorencierrariesgos(deformación,grietas,etc.). Preferentementeseutilizanacerosbonificadosquepuedensermecanizadospor arranquedeviruta.Porreglageneraldespuésdelamecanizaciónsepuedesuprimir eltratamientotérmico,yaquenoseránecesario.Perotambiénesciertoqueladureza ylaresistenciamecánicadeestosacerossonbajas.Porelcontrario,sisemecanizan acerosmedianteelectroerosión,sepuedenutilizartempladosconlamáximadureza. - BuenaConductibilidadTérmica:
En el caso de inyectar termoplásticos parcialmente cristalinos, la conductibilidad térmicaenelmoldeadquieregranimportancia.Parainfluenciaradecuadamentela conduccióndelcalor,sepuedenutilizaracerosdediferentealeación.Noobstante, estamedidaparacontrolarlatermoconducciónesrelativamentelimitada. Respectoaunatermoconducciónsensiblementesuperiordelcobreysusaleaciones, sehandetenerencuentaelbajomódulodeelasticidad,lapocadurezaylabaja resistenciaaldesgaste.Peropormediodelacantidadytipodeloscomponentesdela aleaciónsepuedenvariarlosvaloresmecánicoshastaciertoslímites.Sinembargo,al mismotiempovaríalaconductibilidadtérmica.Laresistenciaaldesgastesepuede aumentarconsiderablementemedianterecubrimientosdelasuperficie(porejemplo: comoniqueladosincorriente).Noobstante,sehadetenerencuentaqueencasode elevadapresiónsuperficialopresióndeHertz,lasuperficietempladapuedeceder, debido alescaso apoyoprestadopor elmaterial base blando. Además deestos requisitoslosmaterialesdebenpresentarunabuenamecanización,altogradode purezaypermitirunbuenpulido,etc. Estascondicionesnovanincondicionalmenteunidasconlaspropiedadestérmicasy mecánicas, nitampoco con lafacilidad deelaboración de los materiales así por ejemplo los materiales con buenas propiedades térmicas presentan generalmente propiedadesmecánicasmenosbuenas. Lostiempos decicloscortossignifican,con estos materiales, duraciones de vida menos elevadas, así pues, al elegir los materiales,debenaceptarseciertoscompromisos.
4.2. ACEROSPARAMOLDES
Larigidezdeunaherramientaestáenfuncióndelaseleccióndelacero,yaqueel módulodeelasticidadesprácticamenteigualentodoslosaceroscomunespara herramientas. Pero, según las exigencias específicas, los diferentes materiales puedencumplirlasdeformamásomenosóptima.
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Deellosedesprendequelosacerosdebenposeerlassiguientespropiedades: - Buenas condiciones parasu elaboración(Mecanibilidad, facultadde troquelado en frío,templabilidad). - Resistenciaalacomprensión,temperaturayabrasión. - Aptitudparaelpulido. - Suficienteresistenciaalatracciónytenacidad,tratamientotérmicosencillo. - Deformación reducida. - Buenaconductibilidadtérmica(Atemperadodelmolde). - Resistentealosataquesquímicos. Porestarazónserecurrepreferentementealosacerosbonificados. Laresistenciaalosataquesquímicosseconsiguemedianteunrevestimientogalvánico protector (cromado, niquelado), o mediante el empleo de aceros inoxidables y resistentesalosácidos. Secomprendequeenunaceronopuedepresentarsetodasestaspropiedades. Porello antes de fabricar un molde, es preciso dilucidar las propiedades indispensables impuestasporsuaplicabilidad. Estaspuedenestimarsesegúnloscuatropuntosdevistasiguientes: - Tipo de masa de moldeo a elaborar (exigencias relativas o corrosión, abrasión, conductibilidadtérmicayviscosidad). - Tipoymagnituddelesfuerzomecánicoprevisible(tamañodelacavidad,presiónde inyección,variacióndeformaenelmolde,presiónresidualnecesaria). - Métododeobtencióndelvaciadodelbloque(arranquedeviruta,estampadoenfrío, erosión) - Tratamiento térmico necesario, con sus correspondientes variaciones en las dimensiones. Deacuerdoconestasconsideraciones,se procederáa laeleccióndel aceroapropiado entrelagamaqueofrecetodosuministrador. Losacerospuedenclasificarseen: -
Acerosdecementación Acerosdetempleintegral Acerosbonificados Acerosresistentesalaoxidación Materialesespeciales
4.2.1. AcerosdeCementación
Seutilizanacerospobresencarbono(C<0.3%),quemediantecementaciónobtiene unasuperficiedurayresistentealdesgaste.
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Duranteelprocesodecementación(Temperaturadetratamiento,entre900y1000° C.), el carbono se difunde en la superficie de la pieza. La profundidad de la cementacióndependedelatemperaturaydeladuracióndelproceso.Contiempos lar gos de cementaci ón ( vari os días) , se consi gue una prof undi dad de aproximadamente2mm.Unasuperficiedura,resistentealdesgaste,seconsiguepor enfriamientodelapiezacementada,duranteelcualelnúcleodelapieza,suponiendo queéstatengaelespesorsuficiente,permaneceblando.
NOMBRE
DUREZA DELA SUPERFICIE
CK 15 21 MnCr5
OBSERVACIONES
62 – 64
Para piezas de bajas exigencias
58 – 62
Acero para cementación estándar, buenas cualidadesparaelpulido
X6CrMo4
58–62
Preferentementesumergibleenfrío
X19NiCrMo4
60–62
Perfectoparaelpulidoygrandesexigenciasde calidadsuperficial
4.2.2. AcerosdeTempleIntegral Paraconseguirunaestructurahomogénea,inclusoengrandessecciones,se utilizanacerosparatempleintegral,cuyadureza,resistenciaytenacidadse pueden adaptar individualmente a lasnecesidades promedio delprocesodel revenido.Atravésdelatemperaturadelrevenidosepuedeninfluenciarestas propiedadesde formaóptima.Los aceros de temple integral han dado muy buenosresultadosparamoldesdeinyeccióndeplásticosconefectosabrasivos (Porejemploconfibrasdevidrio).
NOMBRE
DUREZA DELA SUPERFICIE (N/mm2)
X38CrMoV51
1450
Aceroestándarparatrabajarencaliente
X45NiCrMo4
50–54
Muybuenoparaelpulido,altatenacidad
90MnCrV8
56–62
Resistenciaaldesgastenormal
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OBSERVACIONES
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X155CrVMo121
58
X210Cr12
60–62
X165CrMo12
Buenaresistenciaaldesgaste, alta tenacidad Altaresistenciaaldesgaste
63
Acerode altaresistenciaal desgaste
4.2.3. AcerosBonificados
El bonificado es un tratamiento térmico para conseguir aceros de alta tenacidad,conunaresistenciamecánicadeterminada.Eltratamientosellevaa cabotemplandolapiezaycalentándolaposteriormenteatemperaturasdesde 300a700°C, segúnlosrequerimientos.Losacerosasítratadossemecanizan bonificados.Elposteriortempledelaspiezassepuedesuprimir,evitandode estaformadeformacionesygrietasoriginadasporeltemple.
NOMBRE
RESISTENCIA ALA TRACCIÓN (N/mm2)
40CMnMo7 40CrMnMo58
Aproximadamente 1 000
54NiCrMoV6
4.2.4.AcerosResistentesalaOxidación
Comoproteccióncontraplásticososusaditivosconefectoscorrosivosexiste básicamentelaposibilidaddegalvanizarlosmoldes.Comoposibledesventaja sehademencionarlaelevadapresiónsuperficialenlasaristasdecierreque pueden provocar el agrietamiento de este recubrimiento. Por lo tanto es aconsejableelusodeacerosresistentealacorrosión.Sedebeevitardeforma estrictalanitruracióndeestosaceros,yaquedisminuyesupropiedadde resistenciaalacorrosión.
NOMBRE
DUREZA
OBSERVACIONES HRC
X42Cr13
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54-56
Resistentealacorrosióncontratamientodepulido
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN X36CrMo17
50
Mecanización después de tratamiento de revenido, altaresistenciaalacorrosión.
X105CrMo17
57 - 60
Acero resistente a la corrosión y a los ácidos, resistentealdesgaste.
4.2.5. Materiales MaterialesEspeciale Especiales s .
AleacióndeMetalDuro.- Lasaleacionesdemetalduro(materialessinterizados) coneleva conelevados dosconten contenido idosdecarbu sdecarburo ro seutiliza seutilizansobretodo nsobretodo paraherram paraherramien ientas tas y partedemoldes(zonadeentrada)conelevadodesgasteporabrasiónalinyectar materialesplásticosreforzados.Lascaracterísticasdeestosmaterialesson: -
Fácilme Fácilmecani canizació zaciónens nensues uestado tadodes desumin uministro istro.. Templa Templabili bilidad dadhas hastaa taaprox proximad imadame amente7 nte72HR 2HRCprá Cpráctic cticame amentes ntesin in deformación. Adec Adecua uados dospa para rael elpu puli lido do.. Muyele Muyelevad vadare aresist sistenc enciac iacontra ontrael elde desga sgaste steyla ylacor corrosi rosión ón..
Material Materiales es Conductib Conductibilida ilidad d de Calor Calor Elevada. Elevada.- - Laregulaciónóptimadela temp temper erat atur ura a del mold molde e tien tienen en una una gran gran impo import rtan anc cia. ia. Infl Influy uyen en de form forma a deter etermi mina nant nte e en el tiem tiempo po de enfri nfriam amiiento ento y de ciclo iclo, , y en el caso caso de termoplásticosparcialmentecristalinos,influyeengranmedidaenladeformacióny constanciademedidasyporconsiguienteenlacalidaddelapiezainyectada. Paramejorarlatransmisióndetemperaturadealgunaspartes,comodesectores completosdelmoldeseutilizanventajosamentematerialesnoférreoscomo: -
Cobre. Cobre-Berilio. Cobr Cobree-C Coba obaltolto-Be Beri rili lio. o. Cobr Cobree-C Cromo romo-C -Cir irco con nio. io.
Laconductibilidaddeestosmateriales,esporlogeneral,muysuperioraladelos acer aceros os, , pero pero sin sin lleg llegar ar a tene tener r la mis misma dure dureza za, , resi resis sten tencia cia al desg desgas aste te y resistenciaalafatiga.Frecuentementeesnecesariounbuenrecubrimientodela supe superfi rfici cie e como como condi condici ción ón nece necesa sari ria a para para la aplic aplicac ación ión con con éxito éxitos s de estos estos materiales.
4.3.
PROC PROCES ESOSD OSDET ETRA RATA TAMIE MIEN NTOSDE TOSDESU SUPE PERF RFIC ICIE IES S
Elestadooeltipodetratamientosuperficialdeunapiezaenunmoldeestará determinadoporsufunción.Enlaconstruccióndemoldeslostratamientosde superficiehandeobteneromejorarlassiguientespropiedades:
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
-
Aume Aument ntod odela eladu dure reza zasu supe perf rfic icia ial. l. Aume Aumento ntodel delapr apres esión iónsu supe perfi rfici cialp alper ermit mitid ida. a. Aume Aumento ntode dela lares resis isten tenci ciaa aald ldes esga gast ste. e. Mejor Me jorade adelco lcomp mport ortam amie ient ntoded odedes esliz lizam amie iento nto.. Mejor Me jorad adel elar ares esist isten enci ciaa aala laco corro rrosi sión ón..
Los Los sigu s iguie ient ntes es trat t ratam amie ient ntos o s supe s u perf rfic icia iale les s son s on d e ampl a m plia ia apli a plica caci ción ó n e n la la construccióndemoldes: -
Ni N it tr ru ur ura r ac aci c ió ón ón. n. Ce C em eme men ent nta t ac aci c ió ón ón. n. Cr C ro om oma mad ado d o Du Dur uro r o. o. Ni N iq qu que uel ela l ad ado d o Du Dur uro r o. o. Re R ec ecu c ub ubr bri r im mi mie i en ent nto t o co c on on nMe M et eta t al allDu Dur uro r o. o.
Nitruración.- Entrelosprocedimientosdenitruración,elnitruradoporbaño(por ejemplo: ejem jemplo: plo: el el pro proces ces ceso o Ten Tenifer ifer ) ) ha alcanzado alca alcanz nz ado ado una una gran gran divulgación. divulg divulg ació ación. n. A A través través través del del nitruradoseconsiguedureza nitruradoseconsiguedurezassuperfici ssuperficialesextrem alesextremasconampliaestabil asconampliaestabilidadde idadde medidasacausadeunamodificaciónquímicadelasuperficie,ademásdeuna mejoraconside mejoraconsiderabledelaresiste rabledelaresistenciaaldesgas nciaaldesgastey tey alafatiga.Debidoa alafatiga.Debidoa quela temper temperatu temperaturadelnitruradoesde aturadelnitru radelnitrurad radoes oes de 570oC 570o 570oC C,segúneldiagramadecalentamientodel ,segúneldiagramadecalentamientodel acerocorrespondiente,seobtienegeneralmenteunareduccióndelaresistencia mecánicadelnúcleo. Casitodoslosaceroscomunesenlaconstruccióndemoldespuedennitrurarse.No seaconsejalanitruracióndeacerosresistentescontralacorrosión,puesdisminuye precisamente precisamenteestapr estapropieda opiedad. d. Cementación.- Elprocesodecementaciónseutilizaenacerosdebajocontenido encarbono(C<0.3%).Duranteeltratamientoelcarbonosedifundeporla superficiedelmaterial.Losacerostratadosdeestaformaexperimentanungran aumentodeladurezadesusuperficiemientrasqueelnúcleopermanecedúctil. CromadoDuro.- Laaportaciónelectrolíticadelosrecubrimientosdecromadoduro tienesuaplicaciónsobretodoconelobjetivodeconseguirsuperficiesdurasy resistentesaldesgaste,queseaplicanconéxitoparalainyeccióndepiezasde plásticos plástic oscon conefecto efectos s abrasivos. abrasi abrasiv v os. Además, Además Además Además, ,el el cromado croma cromado durose duro duro se utilizapara utiliza utiliza para reducir reduci r gripajesy gripajesy paraaumentarla paraaumentarlaprotec proteccióncontralacorrosió cióncontralacorrosión(Cromadodemúltipl n(Cromadodemúltiples es capas).Igualmen capas).Igualmenteel teel cromadodurose cromadodurose aplicaparala aplicaparala reparacióndesuperfic reparacióndesuperficies ies desgas desgastad tadas. as. Encasode cromad cromado o repeti repetidose dose hade contar contar con una posibl posible e fragilidadacausadelhidrógenoenlaszonassuperficiales. Enlasesquinas Enlasesquinas y puntos puntos simil similare ares s seha detener encuentala encuentala posibi posibilid lidadde adde formacióndepuntosgruesosyeldesprendimientoderecubrimiento. NiqueladoDuro.- Enelprocedimiento Enelprocedimientoquímicodelniquel químicodelniqueladoduro,lascapasde adoduro,lascapasde níquelsonaportadassinaplicacióndecorrienteexterna.Alcontrarioqueenlos procesos procesoselectro electrolíticos líticos, ,en eneste esteno nose seda dael eldesag desagradabl radable eefecto efectode deformac formación iónde de
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espesoresdiferen espesoresdiferentes(puntos tes(puntosgruesos),sobretodoenlasesquin gruesos),sobretodoenlasesquinas.Estosignifi as.Estosignifica ca que que es posi posible ble ble niqu ni quela elar r perfo perforac racio ione nes, s, supe su perfi rficie cies s perfi perfila lada das, s, etc. etc . sin si sin n ning ni ngún ún problema. problema. El El espeso esp espesor r del del recubr rec rec ubrimi imiento ento ento aplica apl apl icado do corrie cor cor rientem ntement ente e es de 40 40 µ µm. µm m. m. Para Para la proyecciónsin proyec ciónsin ciónsin corriente corrien corrientede derecubr recubrimientosobre imientosobrelas lassuper superficiesa ficiesa ficiesa proteger proteg ertambié también n se se ha aplica apl apl icado do con con éxit éxito o los los recubr rec rec ubrimie imientos imientos ntos ntos de de disper dis dis persió sión n de de níquel-f níqu níquel-fósf ósforo oro oro y carburodesilicio.Losprocedimientosmencionadossobresalensobretodoporsu capacidadderesistenc capacidadderesistenciaala iaalacorros corrosiónyeldesgaste,ytambiénsonaplic iónyeldesgaste,ytambiénsonaplicables ablesa a materi materiale alesno sno férreo férreostales stales comoel comoel cobre. cobre. Perose Perose hadetenerencuenta que debidoa debidoa ladurezaextremadamen ladurezaextremadamentesuperiordelasuperficie tesuperiordelasuperficierespectoalmaterial respectoalmaterial base base, , aque aquell lla a pued puede e ser ser daña dañada da y desp despre rend nder erse se en caso caso de aplic aplicac ació ión n de de presiones. presiones.
Recubrim Recubrimient iento o con Metal Metal Duro.- Duro.- Paralaobtencióndeelevadasresistencias contraeldesgastejuntoconunabuenaresistenciacontralacorrosión,sehan aplica aplicadocongran aplicadocongranéxitolosrecubrimientosbasadosen docongran éxitolosrecu éxitolosrecubri brimie miento ntosbasad sbasadosen osen nitrurosdetitanioyotros nitrurosdetitanio nitrurosdetitanioyotros yotros metalesduros.
4.4. 4.4.
ACAB A C ABAD ADO OYP YPUL ULID IDOD ODE ELO LOSM SMOL OLDE DES S
¿Porquébuscarunacabadosuperficialmuyesmerado? Elincrementoenelusodelosproductosplásticos,hacreadounagrandemandade mold moldes es con con acab acabad ados os a espe es pejo jo. . Estos Es Estos requis requisito isitos s de de mayo mayor r perfe perfecc cción cción ión en en el el acabadosuperf acaba acabadosuperficial,son dosuperficial icial,son ,son totalm totalmenteindisp enteindispensabl ensablesen esenlosmoldes losmoldesusadosparala usadosparala fabricac ión ión de iónde delentesópticos, lentesópticos, deahí,queparaestoscaso deahí,queparaestoscasos,serequie s,serequieredeaceros redeaceros delamásaltacalidad,aptosparalograrlamáximacalidaddepulido. Porreglageneral,elgradodepulidodelassuperficies,tambiénproporcionaotras ventajas,comoson: -
Inyecciónmásfácil Inyecciónmásfácildelosartículosplásticosdesdelamáquinademoldear Inyección más fácil delosartículosplásticosdesdelamáquinademoldear (aplicablealamayoríadelosplásticos). Di Dis i sm smi min i nu nuy uye y e lo l os os riesgosdec riesgosdecorrosión riesgosdecorrosi orrosión ón local. Disminuyeelriesgodefractura Dism isminuye nuyee ellri riesgo esgod de efr frac actu tura ra oagrietamiento, oagrietamiento,debidos debidos debidos sobrecarga sobrecarga temporaloafatiga.
Comojuzgarlacalidadde Comojuzgarlacalidaddelasuperfic lasuperficie ie Haydos Haydosaspectosimportantespara aspectosimportan aspectosimportantesparajuzga tesparajuzgarlas juzgarlas juzgarlassuperf rlassuperfi superficies superficies iciesde ciesdelosmoldes delosmolde delos losmoldes. moldes. s. . Enprimer Enprimer Enprimer lugar,lasuperficietienequeposeerlaformageométricamentecorrecta,singrandes irregularidades(ondulaciones),dichasirregularidades,básicamentesonherenciade losprimerospasosdepulido,ydelascondicionesdelosmaterialesusados. Ensegundolugar,elacabadoaespejodelasuperficiedelmoldeporloregularse juzga“alojo”. juzga“alojo”.
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Lasuperficietienequeestalibrederalladuras,poros,descascaradas(orangepeel), picaduras,etc.; picad uras,etc.;porlo porlo quelaevalua quela evaluaciónvisualpresentamuchasdificultades. ciónvisualpresentamuchasdificultades. Una supe su perfi rfici cie e "plan "plana" a", , pued puede e pres present enta a un aspe as pect cto o apare aparent nteme ement nte e perfe perfect cto, o, y en realidadnoestarlodesdeelpuntodevistageométrico. Encasosdemayorprecisiónocalidad,elacabadosepuedejuzgarpormediode instrumentos,talescomolosmétodosdeinterferenciaóptica.
Factoresqueafectanlacalidaddelpulido Laperfeccióndelpulidodelasuperficiedeunacero,dependedefactorestales como:
-
La té t écn c nic i ca a de d el pu puli l id do o Laca ac ali l id da adde dd elac lace eroy r oyl lah ahe err r ra amie i entau t aus sada d a. El E l tr t ra ata t amie i ento t o té t érm r mic i co o.
Engeneral,sepuedeestablecerquelatécnicadepulido,constituyeelfactormás importante.Siseejecutaunatécnicaidóneadepulido,casisiempreselogrará resultadosaceptables;perosinoseutilizalatécnicaapropiada,sepuedenechara perderhasta perderhastalosac losacerosde erosdeóptimac óptimacalidad. alidad. Laspartículasoáreassuperficiales,cuyadurezayotraspropiedadesseandistintas delamatriz,puedencrearproblemas delamatriz, puedencrearproblemasduranteelpulido. durante elpulido. Inclusionesdeescoriasde Inclusiones deescoriasde dive di vers rsos os tipos tipos, , poro porosi sida dade des, s, etc., etc., son son ejem ejempl plo o de dicho dichos s cons constit tituy uyen entes tes tan tan indeseables. Para mejo Para me jorar rar las las prop propie ieda dade des s de los los acer aceros os para para herra herrami mien entas tas, , se utili ut iliza za la desgasificación al vacío y la Electro-refinación de la escoria (ESR ) durante ) durant e la producciónd produc cióndelmism elmismo. o. Ladesgasificaciónalvacíoreduceconsiderablementeelcontenidodeinclusiones,y tambiénevitalafragilidaddebidaalhidrógeno,porlotantoproduceunmaterialmás homogéneoylimpio. EltratamientodeElectro-refinación(ESR),mejoramucholaspropiedadesdesdeel puntodevistadelasusce puntodevistadela susceptibilid ptibilidadalpulido;la adalpulido;lamejoralogra mejoralogradaporestemétodoes daporestemétodoes superio sup eriora ra lo quese quese lograpordesga log rapordesgasifi sificac caciónalvacío iónalvacío. . Eltratamien EltratamientodeESR todeESR disminuyelacantidaddeinclusionesenelacero,ygarantizaquelasrestantes,las quenohanpodidoevitarse,seanmuypequeñasyquedenhomogéneamenteen todalamatriz. SeestáutilizandolafundiciónporElectro-refinación(ERS)y/ola desgasificaciónal vacíoparasusacerosherramientausadosparamoldes.
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Haymuchasmanerasenlasqueeltratamientotérmicopuedeafectarlacalidaddel pulido. Cuandosecarburizaexageradamente,alendurecerlasuperficiedelacero,se produce una estructura no apta para el pulido. Cuando no se ha rectificado debidamente,laspartículaspequeñasdeóxidosquequedandebajodelacero(la oxidación interna) después del tratamiento térmico, pueden también originar problemasalpulido. Ladescarburizaciónorecarburizacióndelasuperficie,puedeproducirdivergencias deladureza,lasqueasuvezproducirándificultadesalpulir.
Rectificadoyacabadode moldesconpiedrasabrasivas SugerenciasPrácticasI Normalmente,losmoldessemaquinanpormediodelfresado,electroerosión(EDM) oclavado(embutido)("hobbing"). Sisedeseaunasuperficiesumamentepulida,esnecesariosometerlasuperficie fresadaasecuenciasdeRectificadoBurdoodesbastado,rectificadofinoypulido. Después del maquinado por electro erosión (EDM), normalmente suelen ser necesariaslarectificaciónfina,seguidadelpulido;mientrasqueunasuperficie clavada(embutido)sólorequiereunaoperacióndepulidodespuésdeltratamiento térmico. Esnecesarioenfatizarquelabasedeléxitodetodotrabajodepulido,loconstituye laoperaciónderectificado. Alrectificar,seeliminanlasrayadurasqueproduceel maquinado burdo, y se obtiene una superficie metálicamente pura y geométricamentecorrecta. Para facilitarel trabajo y garantizar laobtención debuenos resultados,hay que seguirciertasreglas. Tantocuandolarectificaciónesmecánica,comocuandose prácticaelpulidoamano. - Laoperaciónderectificadonodebegenerartalcantidaddecalorqueafectea laestructuraydurezadelmaterial. Sedebeusarmucholíquidorefrigerante. - Sólosedebenusarherramientaslimpias,quecortenlibremente. Paralas superficiesdurassedebenusarpiedrassuaves. - Entrecadacambiodetamañodegranosedebelimpiartantolapiezatrabajada comolasmanchas,paraevitarllegarpartículasabrasivastoscasypolvoala etapasiguiente,enlaquesevaautilizaruntamañodegranomásfino. - Mientrasmásfinoeseltamañodegranoqueseuse,másimportanteserála operacióndelimpiezaentrecadacambio. - Alcambiareltamañodegranomásfinopróximosiguiente,sedebecambiarla dirección del rectificado o pulido a aproximadamente 45° de la dirección anterior,deestamanerasefacilitarálaoperaciónsiguiente; yaquesedeberá
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trabajarhastaquelasuperficiesólomuestreralladurasprocedentesdelaetapa derectificadoqueseestáejecutando. Unavezquetodaslashuellasdelaetapaanteriorhayandesaparecido,sedebe continuar durante aproximadamente 25% más del tiempo antes de cambiar al tamaño de grano próximo inferior. Este método sirve para eliminar las deformacionesdelasuperficie. -
Cambiarelsentidodelaoperación,estambiénimportanteparaevitarla formacióndeirregularidadesyrelieves. - Nosedebeusardiscosoperadosamanospararectificargrandessuperficies planasdemoldes. Elusodepiedrasdisminuyeelriesgodequeseproduzcan irregularidadesdegrantamaño.
Elpulidodelosmoldes SugerenciasprácticasII Elabrasivoquemásfrecuentementeseusaparapuliresla pastadediamante. El óptimorendimientoseobtieneaplicandolapastacorrectaconlaherramientadepulir correcta. Sonmuchaslasherramientasquemáscomúnmenteseutilizanparapulir, tantoenformamanualcomoconmáquinasespeciales. Lasherramientasdepulirsepuedenobtenerendistintosmateriales,condiferentes durezas,comoson,distintostiposdefibras(maderas,fibrassintéticas),asícomo filtrosmássuaves. Ladurezadelaherramientadepulirafectalapenetracióndelos granosdediamante,yporlotanto,lacantidaddematerialremovidoylaprofundidad dehuellaquedeja. Lailustraciónsiguientesirvedeejemplo:
SUAVE filtro tela papel
MEDIANO acrílico fibra madera
DURO hierro fundido acero cobre
Elcostoyeltiempodepulidosepuedenreducirconsiderablemente,siguiendociertas reglas;lamásimportante eslalimpiezaencadapasodelaoperacióndelpulido. Es detalimportanciaquedebeserenfatizadoyrecordadoacadamomento. Elpulidosedebellevaracaboenlugareslimpiosdepolvo,enlosquenohayan corrientes de aire, porque es demasiado fácil que partículas de polvo duras contaminenelabrasivo,yechenaperderunasuperficiequeyacasiestabaterminada. -
Cadaherramientadepulirsedebeutilizarparaunasolacalidaddepasta,y cadaunasedebeguardarensureceptáculoapruebadepolvo. Coneltiempo,lasherramientasdepulirse"impregnan",ymejoran.
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-
Tantolasmanoscomolapiezaenlaqueseestétrabajando,sedebenlimpiar muycuidadosamenteentrecadacambiodecalidaddepasta;paralimpiarla pieza de trabajo, se utiliza un líquido disolvente de grasa, mientras que las manosselavanconaguayjabón. Alpuliramano,lapastasedebeaplicaralaherramientadepulir;mientrasque alpuliramáquina,lapastasedebeaplicaralapiezaenlaqueseestá trabajando. Mientras másfino seael tamaño de grano, menoslíquidoadelgazadorse deberáutilizar. Lapresiónalpulidosedebeajustarladurezadelaherramientadepuliryal gradodelapasta. Paralosgradosmásfinos,lapresióndebeconsistirsólodel pesodelaherramientadepulir. Laremocióndegrandescantidadesdematerialrequiereherramientasdepulir durasypastasgruesas. Elacabadofinaldelpulidodemoldesparaplásticos, sedebellevaracaboenladireccióndesudescargaodesmoldeo.
-
-
-
Elpulidosedebecomenzarporlas esquinas,lasaristasylosfiletesu otraspartesdifícilesdelmolde
Sedebetenermuchocuidadodenoredondearlasaristasybordesafilados. Parasu pulidosedebenpreferirherramientasdepulirduras.
Secuenciadeoperación Laseleccióndelassecuenciasderectificadoypulidoladeterminanlaexperiencia deloperador,yelequipodequedispone;tambiénlapuedenafectarlaspropiedades delmaterial. Seusandosmétodosparapulir. Conformealprimero,secomienzaporescogeruna pasta de cierto tamaño de grano, que se aplica con herramienta de pulir dura, y posteriormente se van utilizando herramientas de pulir cada vez más suaves. Conformealsegundométodo,secomienzaconunaherramientadepulirdedureza mediana,conlaqueseaplicapastagruesa,yposteriormentesevadisminuyendoel tamañodegranodelapasta,cambiandoprogresivamenteapastascadavezmás finas. Tambiénpuedeserrecomendableunacombinacióndeestosdos métodos. Ejemplodesecuencias; -
Comenzarconherramientadepulirduraypastagruesa. Cambiaraherramientadepulirmássuave,conlamismapasta. Luegousarherramientadepulirdedurezamediana,ypastadegrano mediano. Cambiaraunaherramientadepulirsuave,conlamismapasta.
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-
Terminarconunaherramientadepulirsuaveypastafina.
¿Requierendistintosmétodosdepulidolasdiferentescalidadesdeaceros? Hemos investigado ocho calidades distintas de aceros para herramientas, con distintosacabados,diferentesdurezas,yvariostratamientossuperficiales. Lasdurezasaltashacenqueelaceroparamoldesseamásdifícilderectificar,porlo queproporcionansuperficiesmáslisasdespuésdepulidos. Perotambiénentremás altaseasudureza,mayortiempodepulidoseránecesarioparalograrlacalidadde acabadorequerido. Enlapráctica,sedeberectificarantesdeefectuareltratamientotérmico,sinolvidar dedejarciertatoleranciaparaelajustefinal,yaquedebidoadichotratamientose producencambiosdimensionales.
Lassuperficiesmaquinadasporelectroerosión(EDM)sonmásdifícilesderectificar quelas superficies maquinadas por métodos convencionales. Todaoperación de EDM sedebeterminarconunaetapa dechispasfinas. Sidicha etapa selleva a cabo correctamente, no habrá problemas, pero si no, la superficie del trabajo conservaráunacapadelgadaqueserámuchomásduraquelamatriz. Una superficie nitrurada o endurecida,es muchomás difícil derectificarque el materialbase;perounavezpulidaseobtienemuybuenacabadoaunquehayveces quelospequeñosdefectosdelasuperficietratadaimpidenqueelacabadoquede todoloperfectoquesehubieradeseado. Los moldes templados por flama o reparados por soldadura, frecuentemente contienenunazonablandaentrela partetratadayelmaterialbase. Paraevitarla formacióndehendidurasalolargodedichazona,sedebeusarunapiedraanchaen vezdeunatelasuave.
Rugosidadessuperficialesdespuésdediferentestratamientostérmicos Muchos fabricantesdeherramientassepreguntan:¿Hastadóndepuedellevarlos pasos de rectificación antes del tratamiento térmico, y mantener el acabado superficialdespuésdelmismo? Larespuestaesquehayciertolímitemáximodegradodepulido,quesepuede conservardespuésdeltratamientotérmico. Esosignifica,queponersearectificary pulir una superficie de una herramienta a un nivel superior al del límite máximo mencionado,esperdereltiempo.
Losproblemasdelpulidosepuedenresolver Enelpulido,elproblemamásimportanteeselllamado" pulidoexcesivo". Esteesel términoqueseutilizacuandolacalidaddelpulidoyanomejorasinodecrece,sise continúapuliendo.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Básicamentehaydosfenómenosqueaparecenporestacausa, elllamado "cáscara denaranja"(orangepeel)queescuandoseformaunasuperficierugosaeirregular llamadatambiénChinaopieldelagarto, yelpicadoocorroídoquesonpequeñas cavidadesquesemejanagujeroshechosconagujasoalfileres. Debemos indicar que los defectos del pulido excesivo, se producen más frecuentementecuandoseusamáquinaque,cuandosetrabajaamano.
EfectodeCáscaradeNaranja(OrangePeel) Cuandoapareceunasuperficieásperaorugosaeirregularalaquesuelellamarse "cáscaradenaranja","China"oPieldelagartopuedeserconsecuenciadediversas causas. Lamás frecuente es el sobrecalentamiento o la cementación excesiva, provenientedeltratamientotérmicoencombinaciónconelpulidoprolongadoaalta presión. Los materiales más duros son capaces de soportar presiones altas de pulido, mientras que los blandos, fácilmente presentan defectos por exceso de pulido.
Los estudios han demostrado, que los efectos de sobrepulid o se presentan a diferentestiemposdelpulido,ydeacuerdoalavariacióndeladureza. La reacción normal de un individuo que ve la superficie de su molde se ha deteriorado,es elaumentarla presiónyseguirpuliendo. Lamentablemente,dicho procedimientoproducirácomoconsecuenciainevitable,quelasuperficiesedeteriore aúnmás. Pararestaurarlasuperficie,sepuedeseguircualquieradelosmétodossiguientes:
Alternativa1: Eliminarlacapasuperficialdefectuosa,rectificandolasuperficie,utilizandoparaello elpenúltimopasoderectificadousadoantesdelpulido. Continuarconlaetapafinalderectificado,y seguirconelpulido,usandomenos presióndelaqueseutilizóanteriormente.
Alternativa2: Eliminartensiones,aunatemperaturainferiora250ºC(450ºF)alaúltimaquese usópararevenir. Volverarectificarusando elúltimopasoderectificadoempleando anteriormente,hastaobtenerunasuperficiesatisfactoria. Comenzarapulirdenuevo,peroamenospresióndelaqueseusóconanterioridad. Silosresultadosobtenidosaúnnosonbuenos,habráqueaumentarladureza,lo cualsepodrálogrardevariasformas: -
Aumentar la dureza superficial del acero, por nitruración o por tratamiento Tenifer.
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-
Seleccionarunaceromásduroodaralaherramientauntratamientotérmico quelalleveadurezasuperior. Comprobarqueelprocesodetratamientotérmicoseaadecuado.
Picaduras(Pitting) Laspicadurasmuypequeñasquepuedenocurrirenunasuperficiepulidasesuelen producirporque éstacontieneinclusiones,enformadeóxidosduros yfrágiles,que searrancanduranteelprocesodepulido. Losfactorescasualesimportantesenrelaciónconesteproblemason: -
Tiempoypresióndelpulido. Purezadelacero,especialmenteensucontenidodeinclusionesduras. Laherramientadepulir. El abrasivo.
Elmotivoprincipalparaqueocurralapicaduraduranteelpulido,esladiferenciade durezasentrelamatrizylasinclusionesquecontengan. Duranteelpulido,lamatriz rebajamásrápidamentequelasinclusionesduras. Elpulidodebilitarágradualmente lasinclusiones,hastaqueéstasseanarrancadasdelmaterial,quedandounporoo picadura en forma de huecopequeño. Este problema, es más frecuente al usar pastas para pulir de grado inferior a 10 µm y herramientas suaves (por ejemplo fieltro). -
Sedebeseleccionarunaceromuylimpio.
Elmejoraceropuedeserelquesehafundido,usandoElectro-refinación(ESR)y desgasificadoalvacío. Siapesardetodaslasprecaucionesanterioressiguenapareciendopicaduras,se deberántomarlassiguientesmedidas: -
-
Volver a rectificar lasuperficiecuidadosamente, utilizando elpenúltimopaso derectificado,que seempleó antesde pulir. Usandouna piedrasuavede corte libre. Continuar cuidadosamente con el paso final de rectificado y terminaréstealpulir. Al usar grados de grano de 10 µm e inferiores, se deberán evitar las herramientassuavesdepulido. Pulirduranteeltiempomásbreveposible,aplicandolapresiónmínimaposible. Evitarelusodepastadeóxidodealuminioalpulirconmáquina.
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ESQUEMAGENERALDELMOLDE 1. Hacervariosesquemasdecómoseráelmolde. 2. Asumirmedidasqueluegoseránverificadas 3. Hacerunanálisisdecadaesquemarealizado,parapoderdeterminarcualseráel másapropiadoparaelmoldeadiseñar.
VERIFICACIÓN DE LAS DIMENSIONES EXTERNAS DEL MOLDE •
PRIMERACONDICIÓNGEOMÉTRICA
LalongituddelmoldedebeserMAYORque laaberturamínimadelaunidaddecierre.
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•
SEGUNDACONDICIÓNGEOMÉTRICA
A + B + C + D debeser MENOR O IGUAL a la aberturamáximadelaunidaddecierre.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
•
TERCERACONDICIÓNGEOMÉTRICA
LaalturayelanchodelmoldeDEBESERMENOR queladistanciaverticalyhorizontal entrecolumnas.
INYECCIÓN Elmoldeoporinyecciónes unproceso discontinuo, medianteelcualunmaterial (Polímerotermoplástico)estransformadoenunapieza. Esta transformación se lleva a cabo por etapas sucesivas de plastificación de material,inyectadoymoldeodelapiezabajotemperaturaypresióndentrodela cavidaddelmoldedondeluegosesolidificaenlaformaprevista. ElprocesodeMoldeoporinyecciónsellevaacaboenunamáquinaINYECTORA quebásicamenterealizalassiguientesfunciones:
Tomarelmaterial(materiaprima)delaformaprovista.
Plastificarlo;llevarloasuestadoelastoplástico.
Homogenizarlo
Dosificarlo
Conducirlohastaelmolde
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Inyectarlo
Soportarelmoldedondesedaformaalapieza
Cerraryabrirelmolde
Proveerlafuerzadecierre
Dispositivodelaaccióndeexpulsión
Dirigirycontrolarelciclodeinyecciónyproveerlaformadepoderrepetirlode acuerdoaunagraduaciónpredeterminadadetodoslosparámetros.
Larealizacióndelasdiferentesetapasdelprocesodemoldeoporinyeccióntiene lugaren lasdiferentesunidadesespecíficasdeque estáprovistatodamáquina inyectora.Estasunidadesposeenhoydíadiferentesgradosdetecnologíaperosu funciónbásicaeslamisma.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Material/Plastificación/Homogenización/Dosificación/Inyección
•
TOLVA
•
CILINDRO
•
Alimentación Dosificación/Aditivos,Pigmentos Presecado
Zonasdecalefacción Boquilla
HUSILLO
Launidaddeinyección/plastificacióncontornilloohusillo,ejecutantantolalaborde plastificacióncomoladeinyecciónactuandocomopistón.
Diseño: Geometría,profundidad,ángulodelfilete diferentessegúnelmaterial. Relaciónlongitudinaladiámetro L/D Relacióndecompresión Zonas: -Alimentación -Transición -Dosificación Carga: -Velocidaddecarga -Tiempodecarga Plastificación: -Capacidaddeplastificación -Tiempodeplastificación Inyección: -Llenadodelacavidad
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN
Válvula:Durantelasfasesdeinyecciónycompresión una una válv válvul ula a anti antirre rreto torn rno o cier cierra ra el paso paso haci hacia a los los canalesdelhusill canalesdelhusillopermitie opermitiendoqueesteactúecomo ndoqueesteactúecomo pistón.
Velocidaddeinyección: Etapas,Velocidades,Transición
Presióndeinyección: Etapas,Velocidades,Conmutación
Contrapresión
Descompresión
Fuerzadeapoyodelaboquilla.
Soportedepartesdemolde/Cerrar–Abrir/Fuerzadecierre/Expulsión •
PLACAFIJA
•
PLACAMÓVIL
SoportedeMolde(cavidadmacho) Velocidaddecierre -Mecánico -Hidráulico -Mecánico/hidráulico Magnituddepresióndecierre Distanciamáxima,mínima
Distanciaentrecolumnas
•
SoportedeMolde(cavidadhembra) Placadecentraje(anillocentrador) Apoyodeboquilla
COLUMNAS
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
•
EXPULSORES Mecánicos Neumáticos Hidráulicos
•
DESENRROSQUE
•
REGULACIÓNDEVARIABLES REGULACIÓNDEVARIABLES
•
INSTRUCCIÓNDEOPERACIONES INSTRUCCIÓNDEOPERACIONES
•
CONTROLES
•
Análogos Digitales Microprocesador -Parámetroscomparativos -Sistematización -ControldeCalidad -Tolerancias Termorregulación Contadores Robotización
SISTEMAHIDRÁULICO
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
•
SERVOMOTORES
•
PERIFÉRICOS
Bomba Válvula Controles Aceite Acumuladores
Sistemaderefrigeración Sistemadealimentación Robot
CICLODEINYECCIÓN
El El procesode proceso proc proces esode odemo demoldeopor mo moldeopor ldeoporinyecciónsehace inyec ciónsehaceporetapasco poretapas por etapasconsecuti consecutivas. nsecutivas.Alconjunto vas.Al Alc c onjunto deestas etapas etapas sele denomi denominaCICLO naCICLO DEINYECCI DEINYECCIÓN. ÓN. Cada Cada una delas etapas eta etapas pas deesteciclodesempeñaun deestecicl deesteciclo odesempeñaunprocesodefinitivo procesodefinitivoen enlacalidaddelapieza lacalidad d elapieza producidapor producida por loque lo quees esmuy muyimportante importanteestablecer establecerun unadecuado adecuadoajuste ajustede delas las variablesencadauna variablesencadaunadelas variablesencadaunadelasetapasdel delasetapasdelciclo. etapasdelciclo. ciclo.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE INYECCIÓN
DIAGRAMADELCICLODEINYECCIÓN
Las prop Las propie ieda dade des s mecá mecáni nica cas s de una una piez pieza a depe de pend nden en no sola solame ment nte e de las las característicasdelmaterialutilizadosino,queenunabuenaparte,dependendelas condicionesdelproceso. Eltiempoutilizadoencadaetapadelcicloesdeterminanteenlaeficienciadel CIERREDEMOLDE proceso de tal tal manera manera que que debenevitarse deben evitarse tiempos muertos o innecesarios innecesariosen en el el ajustedelciclo. Elciclodeinyecciónseiniciaconel cierredelmolde, cierredelmolde, desplazamiento desplazamientode dela la placa placa móvil móvil hacia haciala la placa placa fija de de la unidaddemoldeo. Pr evia Pre vi amente ente, , enn la o pe perac ració ión n d de e montajedelmoldesehanfijadolas distan dis tancia cias, s, ve veloc locida idades des y con condic dicioionesdelaoperacióndecierre. Lapresióndecierrenecesariadeberá de serr aq aque uell lla a que ue sea sea c cap apaz az dde e soportarlasumadelaspresionesde CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
UNIDADDEINYECCIÓNADELANTE
Launidaddeinyecciónlpastificaciónavanzahastaquelaboquilladelcilindrohace contactoyseasientasobreelbebedero,a travésdelcualseconduceelmaterial fundidohastaelsistemadecanalesdealimentaciónydeallíhacialascavidadesdel molde. Normalmente,estemovimientosedefinedentrodelciclode talmaneraqueseevitan pérdidasinnecesariasdecalordelaboquillaatravésdelmolde. Estafaseseeliminanormalmenteenlosmoldesdecoladacalienteocuandoelciclo estanrápidoquenohaytiempoparamoverestaunidad. Cuando se alcanza la presión necesaria que garantice un sello hermético, se procedealainyeccióndelamasa. INYECCIÓN
Esta etapaes decisivaparaciertas características decalidadde lapieza enlas capassuperficiales. Lafasedeinyeccióntienelugardesdequeseiniciaeldesplazamientodelhusillo hastaquedejadefluirelmaterialalacavidad.
La duración de esta etapa depende principalmente del volumen de la pieza a moldearydelavelocidadconquesedesplazaelhusillomientrasinyectaelmaterial hacialacavidaddelmolde. Lainyeccióncontinúahastaquesealcanzaelpuntoparaqueempieceaactuarla presióndesostenimientoopos/llenado(llamadotambiénpresióndecompensación). Duranteestaetapaselograintroducirenlacavidadelmaterialnecesariopara compensarlacontraccióndevolumenqueexperimentalamasacuandoseenfría dentrodelmolde.Asísedeterminaelpesodelapieza,susdimensionesfinalesylas característicasdesuestructurainterior. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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(VELOCIDADDEFLUJOCONSTANTE) Lainyección,(llenadodelacavidad)debeserrealizadaconunavelocidadconstante delfrentedeflujodematerialenlacavidaddelmolde.Silavelocidaddelfrentede flujoesconstantedurantetodoelrecorrido,losrozamientosentreelplásticoylas paredes también lo serán. Esto conduce a una distribución de temperatura y un estadodeorientacionesbastanteregularenlasuperficiedelapieza.Estacondición essumamenteimportanteparaobtenerpropiedadesuniformes.
El rozamiento tiene una incidencia importante sobre las orientaciones tanto macromolecularescomodefibrasderefuerzoenlacapasuperficial.Lamasaque entraencontactoconlasparedesdelacavidadsesolidificacasiinstantáneamente conservandoentoncessuestadodeorientación.Estafaseporlotanto,eslaque tieneinfluenciadirectasobrelaspropiedadessuperficialesdelapieza. Sise escoge una velocidad muy alta, las pérdidasde rozamiento del material duranteelflujosetraducenenlanecesidaddemayorespresionesdeinyección. Fueradelpeligroderecalentarindebidamenteelmaterial ygenerarunestadodealta orientaciónenlasuperficie,sepuedellegaraobligaralsistemahidráulicoatrabajar asumáximapresión.Adicionalmentepuedeaparecerelpeligrodetenerunllenado conchorrolibredematerialenlugardelprogresivofrentedeflujo. Tambiénpuedeaparecerel efectodiesel sinohaytiempoparadesalojarelairede lacavidad.Zonasmatescercadelaentrada,odesfoliaciónenesazonason igualmenteindiciosdealtasvelocidadesdeinyección.
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN
Silavelocidadesbaja, Silavelocidadesbaja,elrápidoenf elrápidoenfriamientodel riamientodelmaterialen materialenel elmoldehace moldehacedisminuir disminuir laseccióntransversaldeloscan laseccióntransversaldeloscanales.Esteef ales.Esteefectoestan ectoestanmarcadoque,en marcadoque,enocasiones, ocasiones, puedenallegarasolidificars puedenallegarasolidificarseelmaterialant eelmaterialantesdellenarselac esdellenarselacavidad. avidad. Paraundeterminadotiempodellenado,lapresiónnecesariapasaporunmínimo; estemínimoesel estemínimoeselsegundocriterioparao segundocriterioparaoptimizaresta ptimizarestafasedel fasedelciclo. ciclo. Lamagnituddelavelocidaddellenadodebeserpuesescogidadetalformaquela presiónrequeridasealamínima.
(PRESIÓNDEINYECCIÓN) Lapresiónnecesaria Lapresiónnecesariaes esunparámet unparámetrodelprocesoqueresul rodelprocesoqueresultadelavelocida tadelavelocidadde dde inyección. La magn magnitu itud d de la pres presió ión n resu result ltan ante te dura durant nte e el llen llenad ado o es en func funció ión n de la temperaturadelamasa, temperaturadelamasa,deldiseñodelmolde deldiseñodelmoldeyde ydelavelocidaddellenado. lavelocidaddellenado. Latemperaturadelmoldeinfluyesobreeláreatransversallibreparaelflujodel material.Mientrasmásbajalatemperaturadelmolde,másrápidoseenfríanlas paredesymásrápidoseestrechanloscanaleshaciendomásdifícilelllenadodela cavidadporelaumento cavidadporelaumentodela delacaídadepresión. caídadepresión. (ETAPADECOMPRESIÓN) Enestaetapaseobligaalamasaatomarlaformadelacavidad,esaquícuando puedeocurrirla puedeocurrirlapelig peligrosasobreinyecc rosasobreinyección( ión(rebaba rebabas s ydañosenelmolde).L ydañosen elmolde).Lafuerza afuerza decierrenoalcanzaasosten decierrenoalcanzaasostenercerrado ercerradoelmolde,oeste elmolde,oestenoposeelaadecuad noposeelaadecuada a rigidezparasoportareste rigidezparasoportarestepicode picodepresión. presión. Laduracióndelaetapadecompre Laduracióndelaetapadecompresiónnoesajust siónnoesajustablenitam ablenitampocoelvalor pocoelvalormáximo máximo de pres presió ión. n. Son Son valor valores es prop propio ios s del del proc proces eso o y no de la máqu máquin ina. a. Depe Depend nden en directamentedelinstanteenquesepasadepresióndeinyecciónapresiónde compensació compensación.Lamáquin n.Lamáquinapasadeunestadodecontr apasadeunestadodecontroldeveloci oldevelocidadacontrol dadacontrolde de presión.
(ETAPADEPOSLLENADOOCOMPENSACIÓN) Enestaetapase Enestaetapasepretendeelim pretendeeliminarhasta inarhastadondeseaposiblelaaparición dondeseaposiblelaapariciónderechupes derechupes yporosyobtenerunasdimensionesconstantesenlapieza.Duranteellasedefinen laspropiedadesestructuralesdesuinterior,sugradodecristalizaciónyorientación macromolecular.Unajusteincorrecto macromolecular.Unajusteincorrectodeestafase deestafasepuedeocasionardif puedeocasionardificultadesene icultadesenell desmoldeo(excesodematerial). Desdeelmomentoenquesecambiaelestadodecontroldepresiónhastaaquelen elcualdejadeactuar,esposibleseguirinyectandomásmasaenlacavidad.Esto
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debidoaladisminuciónenelvolumenperoaumentalentamenteeltotaldelamasa inyectada.
Tanimportanteeslavariación Tanimportanteeslavariacióndela dela presión duranteestetiempocomosunivel PRESIÓNDESOSTENIMIENTO Duranteestaetapase Duranteestaetapase lograintroduci lograintroduciren ren lacavidad,el lacavidad,el materialnecesa materialnecesariopara riopara compensarlacontracci compensarlacontraccióndelvolumenqueexperim óndelvolumenqueexperimentalamasaqueestá entalamasaqueestá siendo siendo enfriadadentrodelmolde.
UNIDADDEINYECCIÓNATRÁS Unavezquedejadeactuarlapresióndesostenimiento,sepuederetirarlaunidad deinyección/pla deinyección/plastific stificación aciónpara parainici iniciarla arlacargaoplastific cargaoplastificación ación.Esto .Estosoloesposible soloesposible silamáquinadisponedeunaboquillaconmecanismodecierre.Silaboquillaes abierta,normalmenteseesperahastaterminarlaplastificaciónparadesplazarhacia atrásestaunidadyevitarasíquesalgamaterialdela atrásestaunidadyevitarasí quesalgamaterialdelaboquilladuranteesteproceso. boquilladuranteesteproceso.
PLASTIFICACIÓN(Carga) Paralaobtencióndepiezasdealtacalidadyconstante,esnecesariogarantizarla pre p preparación repa para raci ción ón d de e una masa de mate ma materi ter terial rial al homo homogé géne nea, a, tan ta tant n nto to o térm térmi rmic iica ca a como como mecánicamentedurantecadaciclo.Estaesunadelasprincipalesfuncionesdela unidadde unidaddeinyección/plastificación inyección/plastificación.. Losparámetrosadefinirenestaoperaciónson: Losparámetrosadefinirenesta operaciónson: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
Volumendeplastificación Velocidadtangencialdelhusillo Presióndeplastificación Volumendedescompresión Perfildetemperaturadelcilindro
Volumendeplastificación Elvolumendeplastificaciónquesedefine,eselproducto Elvolumendeplastificaciónquesedefine,esel producto del área del husillo multiplicadoporlacarreradeesteensudesplazamientodecarga. multiplicadoporlacarrerade esteensudesplazamientodecarga. Lamagnituddeldesplazamientonodebesermuycorto(noinferioraundiámetro) pues,se pues, seaumenta aumentala lapermanenciadel permanenciadel materialcon material conel elriesgo riesgode dedescomposición;ni descomposición;ni muylargo(nosuperioratres muylargo(nosuperioratresdiám diámetros)porlamalaplasti etros)porlamalaplastificaci ficaciónydesgasific ónydesgasificación ación quetienelugar.
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TECNOLOGÍAYDISEÑO TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDES TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE DEMOLDESDEINYECCIÓN DEINYECCIÓN INYECCIÓN
Silacapacidadeslacorrecta,laplastificacióndebeterminarantesquelapiezahaya Silacapacidadeslacorrecta,la plastificacióndebeterminarantesquelapiezahaya plastificacióndebeterminaran tesquelapiezahaya alcanzadolatemperaturadedesmolde.Eltiempodisponibleparalaplastificaciónes unafuncióndelespesordelapieza. Aunque Aunque la masa masa a plastificar plastificar plastificar es igual igual a la la que hay que que inyectar inyectar en cada cada ciclo, cic ciclo, ciclo lo,, la cantidadqueseencuentraenlacámaradelhusilloessuperior.Estosedebeala necesidaddeinyectar,dejando necesidaddeinyectar,dejandounapequeña unapequeñamasa masaresidual(colchón). masaresidual(colchón). Estamasaresidualocolchónesdegranimportanciaparalaoperacióndela inye inyect ctor ora. a . Norm N ormal alme ment nte e repr r e pres esen enta t a entre e ntre tre el 10 % % y el e l 20 % del d el volu v olume men n de de plastifica plast plastificación. ificación. ción.Con Conel Con else se garantizaque garantiza garantiza que siempreexistirá siempre siempre existirá existirá material material disponibledurante disponible disponible durante todalaetapadecompensaciónoposllenado,yaquenormalmentevaríaporfugas enlaválvuladecierredelhusillo. enlaválvuladecierredelhusillo.
Presiónyvelocidaddeplastificación Lasmáquinasmodernasofrecenlaposibilidaddeprogram Lasmáquinasmodernasofrecenl Lasmáquinasmodernasofrecenlaposibilidaddeprogramarunperfil aposibilidaddeprogramarunperfil arunperfil paralapresión paralapresión deplastificacióneinclusovariarlavelocidadderotacióndeltornilloduranteel proceso. Mientrasmásalta Mient rasmásaltaseala sealapres presiónde ióndeplast plastificac ificación,más ión,másaltaesla altaeslatempe temperaturadela raturadela masa mas sa a y s e mejo m e jora r a l a homo h omoge gene neiz izac ació ión n térm t érmic ica a d e l a mism m isma. a . E l tiem t iempo po de plast pl plastificación astifi ificac cación ión se increm increment enta. a. Esto Es Esto Estto o no no necesa necesaria riamen mente te es es una una una desven desventaj taja, a, s si i el el aumentodetiemponosobrepasaeldisponible.Siestosucede,eslaplastificaciónla quevieneadeterminarladuracióndelciclolocualesunagrandesventaja.Una mayo mayor r velo v eloci cida dad d d e rota r otaci ción ó n aume a ument nta a la cant c antid idad a d d e masa m asa plas p lastif tific icad ada a pero p ero disminuyesuhomogeneidad. Sieltiempodisponibleobligaaplastificaravelocidadesaltas,sehacenecesario aumentarlapresióndeplastificación aumentarlapresióndeplastificaciónparamejorarla aumentarlapresióndeplastificaciónparamejorarlahomogeneizac paramejorarlahomogeneización. ión. Unperfilquefacilitaobtenertemperaturasmásuniformescomienzaconvalores bajosdepresiónyvelocidad,luegoseincrementanasusvaloresnormalesparaser disminuidoshaciaelfinaldelaplastificación. disminuidoshaciaelfinaldela plastificación. Perfildetemperaturadelcilindro El perfil perfil de temper temperatu atura ra del cilind cilindro ro tiene tiene gran gran incide incidenci ncia a en la homoge homogenei neidad dad térmica.Normalmentelatemperaturadelaboquillaseajustaigualaladeseadapara térmica.Normalmentelatemperaturadelaboquillase ajustaigualaladeseadapara lamasa.Paraelrestodezonasseescogeunadistribucióndelperfilligeramente ascendenteenladireccióndelaboquilla.Muchasvecesserecomiendaytrae mejoresresultadosunperfilperfectamenteplano, mejoresresultadosun perfilperfectamenteplano,enespecialen enespecialenmáquinasgrandes. máquinasgrandes. Cuandoelvolumendeplastificaciónesmuyaltoyelciclocortoespreferible Cuandoelvolumendeplastificaciónesmuyalto yelciclocortoespreferibletenerun tenerun perfildescendentehacialaboquilla. perfildescendentehacialaboquilla. Latendenciadealgunosmaterialesaformarhilospuedereducirse,enespecialsise trabajaconboquillasabiertas,conunperfilascendenteyluegodescendentehaciala boquilla.
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDE INYECCIÓN
ENFRIAMIENTO Laetapadeenfriamientoempiezadesdeelinstantemismoenquelamasaentraen lacavidadyterminaenelmomentoenqueseabreelmoldeparalaexpulsióndela pieza. Desdeelpuntodevistadeeficienciaenelproceso,eltiempodeenfriamientodebe serelmenorposible.Estoconduceatrabajarabajastemperaturasenelmolde.Un rápidoenfriamientoconduce,casinecesariamente,aproblemasdecalidadloque hacepreferibletrabajarconmayortemperaturaenelmolde. hacepreferibletrabajarconmayortemperaturaenel molde. Eltiempodeenfriamientoenelciclo,dependedediferentesfactores: Eltiempodeenfriamientoenel ciclo,dependedediferentesfactores: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
Material(temperaturamáximaparaeldesmoldeo) Temperaturadelamasafundidaalentrarenlacavidad Temperaturadelamasafundidaalentrar enlacavidad Temperaturasenlapareddelmolde Dimensionesdelapieza Facilidaddedisipacióndecalorenelmolde Capacidaddelsistemaderefrigeración Capacidaddelsistemaderefri geración
Mientrasmásrápidoseenfríaunmaterial,menostiempoquedadisponiblealas macromoléculaspararelajarsey recuperarsuformapredilectadeno-orientación, queperdierondebidoalosaltosratiosdecizalladuraquenecesariamenteestán presentesduranteelprocesodeinyección. presentesduranteelproc esodeinyección. Unabajatemperaturaenelmoldeconduceadificultadeseneldesmoldeoyunaalta temp te mper erat atur ura a cond conduc uce e a cicl ciclos os más más larg largos os pero pero tamb tambié ién n a un mejo me jor r acab acabad ado o superficial.Parapiezasdeprecisiónesnecesarioconectarelmoldeaunsistemade atemperamiento. Todoestosereflejatambiénenlaestabilidaddeformaalcalordelapieza. Adicionalmenteyenespecialenel Adicionalmenteyen especialenelcasode casodematerialescristalinoso materialescristalinososemicristalino,la semicristalino,la solidificaciónrápidaimpideelnormalprocesodecristalización.Entalcasolapieza puede experimentar deformaciones después de puede de ser ser extraída del molde molde debido debido al fenómenodepos-cristalizaciónquesiempreconduceaunacontracciónadicional.
ABERTURADELMOLDE EXPULSIÓN Porúltimoseabrelaunidaddemoldeoyconellaelmolde.Simultáneamentelos mecanismosdeexpulsiónenelmoldeextraenlapieza.
CAPACIDADDELAS MÁQUINASINYECTORAS
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Antesdecomenzarabosquejareldiseñodeunmolde,esnecesariodeterminarla capacidaddelainyectoraconlacualsetrabajará.Lascaracterísticasdelamáquina nosproporcionaráporejemplo,lasdimensionesdelportamolde,ladistanciaentre columnas,etc.
Lasconsideracionesesencialesson: 1. Capacidad de inyección 2. Capacidaddeplastificación
3. Fuerza de cierre 4. Presióndeinyección
CAPACIDADDEINYECCIÓN.- Lacapacidaddeinyeccióndeunamáquina inyectora,indicaelpesomáximodematerialquepodrásermoldeadoporinyección. Lacapacidaddelamáquinaparaunmaterialasermoldeadoestádadapor:
CinyB=CinyA(δB/δA)(VA/VB)
Laletra A indicaelmaterial origen.Laletra B se refiere almaterialasermoldeado .
…dedonde:
Ciny = capacidaddeinyección δ = V = A = B =
pesoespecífico factor volumétrico materialorigen material a sermoldeado
PROPIEDADESDELOSMATERIALESTERMOPLÁSTICOS ENRELACIÓNCONLACAPACIDADDEPRENSA MATERIAL
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FACTOR
PESO
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN VOLUMÉTRICO ESPECÍFICO
Acetatodecelulosa
2,4
1,29
Acetatobutiratodecelulosa
2,2
1,18
2,05
1.12
PVCRígido
2,3
1,4
PVCFlexible
2,3
1,2
Metilmetacrilato
1,9
1,18
2,02
1,05
1,9
1
EstirenoAcrilonitrilo
2,02
1,1
Polietilenodebajadensidad
2.04
0,92
Polietilenodealtadensidad
1,83
0,95
Polipropileno
1,94
0,9
Policarbonato
1,75
1,2
1,9
1,4
Nylon
Poliestireno AcrilonitriloButadienoEstireno(ABS)
Acetal
APLICACIÓNDECÁLCULOSSOBRECAPACIDADDEINYECCIÓN 1.- ¿CuántoPolicarbonatosepuedeinyectarporcicloen unamáquinaBattenfeld cuyacapacidaddeinyecciónesde50gramosdepolietilenodebaja densidad?
CinyB = CinyA(δB/δA)(VA/VB) = 50(1,2/0,92)(2,04/1,75)
CinyB =
76gramos
2.- ¿Cuántonylonsepuedeinyectarenlamismamáquina?
CinyB = CinyA(δB/δA)(VA/VB) = 50(1,12/0,92)(2,04/2,05)
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C inyB =
60,6gramos
3.- Trabajandoenlamismamáquina,¿Cuántopoliestirenosepuedeinyectar?
CinyB = CinyA(δB/δA)(VA/VB) = 50(1,05/0,92)(2,04/2,02)
=
57,6 gramos
4.-¿Cuánto Policarbonato se puede inyectar por ciclo en una máquina cuya capacidaddeinyección esde350gramosdeAcetatodeCelulosa?
CinyB = CinyA(δB/δA)(VA/VB) = 350(1,2/1,29)(2,4/1,75)
=
446,5 gramos
5.-¿QuécantidaddeABSsepuedeinyectarporcicloenunamáquinainyectora cuyacapacidaddeinyecciónesde450gramosdenylon? CinyB = CinyA(δB/δA)(VA/VB) = 450(1/1,12)(2,05/1,9)
= 433,5 gramos
Capacidaddeplastificación.-Lacapacidaddeplastificaciónindicalacantidad dematerialquepuedeelevarlamáquinaatemperaturademoldeo.
CpB=CpA(qA/qB)
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donde: Cp = capacidaddeplastificación q = cantidadespecífica decalortotal(calorlatente) A = serefierealmaterialorigen B = serefierealmaterialbuscado Conociendo la Capacidad de Plastificación, podremos calcular el número de inyectadasporhora.
Cp=Pm(n)
enkg/hora
donde: Cp = Capacidaddeplastificación Pm= pesodelamasa(incluyelacolada) n = númerodeinyectadas porhora
VALORESPRÁCTICOSDECALORTOTAL(CALORLATENTE) CONTENIDOENELMATERIALPLASTIFICADO MATERIAL Acetato de celulosa Butirato acetato de celulosa Nylon PVC Metil metacrilato Poliestireno Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) Acrilonitrilo Estireno Polietileno de baja densidad Polietileno de alta densidad Policarbonato Acetal
Kcal/kg 124 111 325 90 123 135 155 135 275 325 200 180
NOTA.- Esunabuenapráctica,trabajarconel80%delacapacidaddeplastificacióncalculadaparatenerun margendeseguridadapropiado.
APLICACIÓNDECÁLCULOSSOBRECAPACIDADDEPLASTIFICACIÓN Unamáquinainyectoratieneunacapacidaddeplastificaciónparapolietilenodebaja densidadde46,8kg/hora,conunacapacidaddeinyecciónde50gramos.Sisedebe inyectarPolicarbonato¿Esposiblerealizarinyectadasde58gramos?¿Cuántas inyectadasporhorapodríamosrealizar?
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ResolveremosesteproblemaenformasecuencialcalculandoprimerosuC iny;luego laCpyporúltimoelnúmerodeinyectadasporhora. 1.-Capacidaddeinyección:
Ciny B=Ciny A(δB/δA)(VA/VB) =50(1.2/0.92)(2.04/1.75)
= 76gramos
Si,es
2.-Capacidaddeplastificación:
CpB=CpA(qA/qB) =46.8(275/200) =64.35 kg./hora
menosel20%margendeseguridad CpB–20%=64.35–12.87
=
51.48kg./hora
3.-Númerodeinyectadasporhora N=CpB/Pm =51.48/0.058
=
887iny/hora
3.3/3.4 LapresióndeinyecciónylaFuerzade
cierredelasmáquinasinyectoras Lapresióndeinyecciónoriginaenelinteriordelacavidaddelmolde,unafuerzaque tiendeaabrirlo.Estafuerzaesproporcionalaláreaproyectadadelapiezamoldeada yloscanalesdedistribución;y debesermenor quelafuerzadecierredela máquina. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Lapresióndeinyecciónvaríaentre…
300 y 1400 kg./cm2
Lafuerzadecierrellegaa3000toneladasymás. Debido a las pérdidasde fuerza que ocurren enel bebedero, los canales de alimentaciónypuntosdeinyección,unafraccióndepresiónproducidaenelcilindro estransmitidaalacavidad.Enlaprácticapodemosconsiderarlapresióndela cavidaddelasiguientemanera:
P≈ de0.33a0.5 resióndein ección
Lafuerzadecierrequeimpidelaaberturadelmoldedurantelainyección,entonces, estádadapor:
Fcierre=A
x P=
0.33a0.5 A
x
donde: F cierre Ap (0.33a0.5) P
= fuerza de cierre = áreaproyectada = constante = presión de inyección
APLICACIÓNDECÁLCULOSSOBREFUERZADECIERRE 1.-Seestádiseñandounmoldeparainyectarpolietilenodealtadensidad(PEAD).El productoesunvasocuyasmedidassonlassiguientes: D = 25
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d = 20
h = 32
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Quéfuerzadecierresenecesitaráparatrabajarunmoldedeseis(6)cavidadessi estamostrabajandoenunamáquinainyectorade1094kilosdepresióndeinyección ysufuerzadecierreesde350Kn. Proceso: 1°Identificamoseláreaproyectadadelproducto:
Eláreaproyectadaenunmoldedeseis(6)cavidadescorrespondealasumatoriade susseisáreasmayoresmásel20%delasmismas(encm 2)queconsideraremos comoelequivalentealáreaocupadaporloscanalesdedistribuciónoalimentación. Entoncestendremos: Área= πr2
3.14x1.252 =4.9cm 2
4.9 x 6 = 29.4
29.4 x 1.2 = 35.28cm2
Enconsecuencia,eláreaproyectadaparalasseiscavidadesseráde 35.28cm2 2.-Lafuerzadecierreentonceslahallaremosdelasiguientemanera: F cierre = (0.5) Ap x P
0.5 x 35.28 x 1094 = 19.3toneladas
Silamáquinadondeestamostrabajandotieneunafuerzadecierrede 350kn(35000kiloso35toneladas)entonces,elcálculorealizadonos indicaquepodemostrabajarconlaseguridaddequeelmoldenose
4.1CALCULODEDIMENSIONESDECAVIDADES(Contracciones)
Elfenómenodelacontraccióndeunapiezamoldeadacuandoseenfríadentrodela cavidaddemoldeoesdeunagrancomplejidadydependedegranmaneradel tamañoyformadelapiezaconsiderada.Sepuedensentaralgunasaproximaciones detipo generalque sirvan despuéscomoguía para el estudio decada caso particular.
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Enprincipio,lacontraccióndeunapiezadebeconsiderarsecomounfenómenoque tienelugarentresdimensiones;delongitud,elanchoylaalturadebentenercada unasupropiofactorde contracción.Afortunadamentecomolaalturayelancho estánenángulorectoconlalongitudyenunmismoplano,puedeconsiderarseun factordecontracciónparalosdos,independientementedesudirección,conloque elproblemaquedareducidoadosfactores:unacontracciónenelsentidodelflujode polímero(longitudinal) yotraen elsentidoperpendicular(otransversal)a esteflujo. Entodosloscasos,laprácticaponedemanifiestoquelacontracciónesdemayor magnitudenelsentidodelflujoqueensentidotransversal,loquesecomprende bien teniendo en cuenta los mecanismos del flujo en la cavidad expuestos anteriormente.Enlamayoríadeloscasosladiferenciaespequeñaysolopara algunosmaterialesmuycristalinos,comopolietilenoynylon,seencuentrangrandes diferenciasdecontrataciónenunoyotrosentido.Silacontracciónfueraigualen todasdirecciones,lapiezamoldeadaseríageométricamentesimilaralmoldeyse podría compensarla contracciónagrandando convenientemente el molde; de este modonoseríanecesariousarelevadaspresionesdeinyección–almenosporesta razón–ypodríareducirseeltamañoyelcostedelasmáquinasdeinyección.Este noeselcasoytodoslosartículosmoldeadoscontraendemodo nouniforme.
TABLADECONTRACCIÓNDEMOLDEODE MATERIALESTERMOPLÁSTICOS MATERIALES
ABREV.
% DE CONTRACIÓN
Acetato de celulosa Acetato Butirato de celulosa Poliamida (Nylon) Clorato de Polivinilo (rígido) Clorato de Polivinilo (flexible) Metilmetacrilato Poliestireno Acrilonitrilo – Butadieno – Estireno Acrilonitrillo – Estireno Polietileno de baja densidad Polietileno de alta densidad Polipropileno Policarbonato Polioximetileno (Acetal)
CA CAB PA PVC PVC PMMA PS ABS SAN PEBD PEAD PP PC POM
0,3 – 0,7 2,2 – 0,5 1,0 – 2,5 0,1 – 2,5 0,2 – 2,0 0,2 – 0,8 0,2 – 0,6 0,3 – 0,8 0,2 – 0,5 1,5 – 3,0 1,5 – 3,0 1,5 – 2,5 0,5 – 0,7 2,5
NOTA.-Sonvalorespromediosreferenciales
Antesde continuar veamos algunos puntosque tienen relacióndirecta o indirecta conlacontracción.
Humedaddelosmaterialesplásticos.-Lahumedadabsorbidaendiferentemedida por los materiales plásticos durante el transporte o depositados en almacenes, puede causar durante el proceso de fusión e inyección, inconvenientes que se manifiestanenlaspiezasmoldeadas:
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Disminucióndelaresistenciamecánica. Variacióndelacontracciónpormoldeo Defectossuperficiales(hojeado,ampollas,etc.)
Losproductosdematerialplásticosindicanquelosmaterialesgranulados(oen los polvos) destinados al moldeo por inyección son admisibles los contenidos de humedad (expresados en porcentaje de peso). Ciertos polímeros termoplásticos (tales como las poliolefinas, los acetales y particularmente las resinas fluoro plásticas)muestranunatendenciaanoabsorberaguadelairecircundante. Otrosmaterialesporelcontrario,demuestranunamayorcondiciónhigroscópica,por locualsisedejanenunrecipienteoembalaje,abierto,absorbenhumedaddel medio ambiente en cantidad superior a los límites recomendados. Para estos materiales que absorben humedad (ejemplo: resinas poliamídicas, celulósicas, metacrílicas,policarbonatos,poliésterestermoplásticos,etc.)esnecesarioproceder alsecadopreventivo,segúnseael caso,sonsimplessecadoresconcirculaciónde airecalienteoconaparatosmáscomplejoscomolosdehumificadoresconaireseco oenhornosdesecadobajovacío.
Desgasificación de los polímeros fundidos.- El secado de los materiales termoplásticosengránulosoenpolvohechoconsecadoresantesdelmoldeo,es unaoperaciónnecesariaque,sinembargo,tieneuncostoadicionalalproceso.La experienciapositivadedesgasificarlospolímerosenestadofundido,yarealizado porvariosañosenlosextrusorescontinuosdeunsolohusillo,sehaextendidoalos cilindros de plastificación en las máquinas de inyección. El uso de un cilindro especial con husillos de dos zonas, permite la plastificación de materiales no secados,quecontienenhumedadysustanciasvolátilesencantidadsuperioralas normas.Lahumedadcontenidaenelmaterialseelimina,durantelaplastificación,en formadevaporquesaleporunagujeroradialatravésdelapareddelcilindro. Contraccióndepiezasmoldeadasylimitacionesenlastolerancias Elconocimiento delos fenómenos decontracciónen elmoldeo y lacontracción posterior al moldeo, nos permite prever con relativa aproximación las variaciones dimensionales de las piezas moldeadas con un determinado material plástico durante lacontraccióninicialqueocurreenlacavidad delmolde(pasodelmaterial fundidoalestadosólido).Despuésdelmoldeo,laspiezaspuedentodavíasufrenuna sucesiva(contracciónposterioralmoldeo)debidoalaliviodeesfuerzosinternos. Otras variaciones dimensionales de sentido opuesto (dilatación) pueden ser provocadasporlanaturalabsorcióndehumedaddelaspiezasdespuésdelmoldeo. Engeneral,losmaterialesplásticostermofijosylostermoplásticosamorfos(resinas acrílicas, celulósicas, estirénicas, policarbonatos, etc.) tienen contracciones de moldeoinferioresal1%y noestánsujetosacontraccionesposterioresapreciables. Para los termoplásticos con estructura parcialmente cristalina (polietileno, polipropileno,resinas poliamídicasy poliacetálicas,etc.) se verificancontracciones demoldeodel1,5al4%segúneltipoderesinaylapresenciaonodecargasinertes (fibradevidrio,asbesto,micayotras).Estasresinaspresentantambiénendiversa medidafenómenosdecontracciónposterior.Sepuedever,detodoloqueseha dicho,cómonoesfácildeterminarconprecisiónelporcentajedeaumentodela medidadelmoldeparacompensarlacontracciónquesufrirálapiezamoldeada. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Es claroquelacontracciónpormoldeonosolodependedelapropiedadintrínseca delmaterialplásticosinoqueademásexistenotrasvariables:
Formayespesordelproductomoldeado Tipodemolde Localizaciónyseccióntransversaldelpuntodeinyección,longitudysección deloscanalesdealimentación,temperaturademoldeo Procesodemoldeo Variacionesdetemperaturadelamasafundida,variacionesdelaspresiones, delavelocidadydeltiempodemoldeo.
Enestagranvariedad defactores que tienen mayoro menorinfluenciasobre la contraccióndepiezasmoldeadas,elfabricantedemoldesdebetenerelaciertode prever con buena aproximación la contracción por moldeo de una determinada pieza,evitando(enloposible)grandeserroresdeestimaciónquesetraduciránen costosasreparacionesomodificacionesdelmolde. Eldifícilproblemadepreverlacontracciónsehaestadoatacandopormuchosaños siguiendolavíaexperimentalconresultadosalternosdepruebasexitosasyde errores costosos. Sin embargo, los diseñadores de piezas moldeadas y los constructoresdemoldesnoteníanotrainformaciónmásquel aqueprovenientede: •
•
•
Comparacióndelosvaloresdelacontracciónmedidasobre piezasmoldeadasyaproducidas. Análisis de la diferencia de contratación obtenida sobre la mismapieza(contracciónlongitudinalytransversal) Pruebademoldeoconmoldeexperimentalconunacavidad paradeterminarlacontracciónefectiva,antesdeprocederalaconstrucciónde moldesconcavidadesmúltiples,etc.
Lacontracciónseproducetantoen el sentido paralelo al flujo del plástico, como en el sentido perpendiculardelmismo.
CÁLCULODELAPLACASOPORTE Laplacasoporte,comosunombreloindica,esaquellaqueseencuentraubicada bajolaplacaportacavidadesmacho;ytienelafuncióndeevitarquelasfuerzas actuantesdurantelainyeccióndelmaterialplásticoenelmolde,deformenlaplaca porta cavidades y deterioren el molde en forma parcial o total. Si el deterioro es
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parcial,podríamosdecirqueingresaríademasiadomaterialenlascavidadesyen algunoscasosdificultaríalaextraccióndelproducto.Si ladeformaciónes total, habríaquerehacerelmolde. Elespesordelaplacasoportesedebecalcularparaevitarloantesmencionadoya quelasfuerzasnodebenvencerlaresistenciaelásticadelmaterial(algunasveces debentrabajarconunaflechade0,04mm.).Sisevenceellímitepermitido,el productosaldráconrebabasygeneralmenteseleatribuyeaqueelmoldenoestá paralelo.Cuandosedesmontaelmoldeyseverificaelparalelismo,generalmente observamos que está dentro de las tolerancia s exig idas. No consideramos la resistenciademateriales (flexión). Observemoselsiguientedibujo:
f=(1/32)(PxApxb3)/(ExLxe3)
e = 3√(1/32)(PxApxb3)/(ExLxf)
donde: f =flecha(flexiónmáxima…0,04ó0,004cm.) e =espesordelaplacasoporte P =presióndeinyección Ap=Áreaproyectadadelproductooproductosincluyendoloscanalesdealimentación b =separacióndelasparalelas L =longituddelasparalelas E =módulodeelasticidad(2,1x106 kg/cm2) NOTA.-Todaslasmedidasdebenestardadasencentímetros.
SISTEMASDEALIMENTACIÓN Elsistemadealimentaciónollenado,tieneporobjetorecibirlamasademoldeo fundidaprocedentedelcilindrodeplastificaciónydirigirlaalacavidaddelmolde.El sistemadeplastificaciónconstadevariaspartesqueson: CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Elconodelbebedero(mazarota,canaldeentrada) Elcanaldedistribución(“araña”,repartidordecolada) Loscanalesdeestrangulamiento(nerviosdecolada,trabazones)
El cono de bebedero recoge la masa plástica directamente del cilindro de plastificación y la dirige hacia el plano de partición del molde, perpendicular del molde. Si bien este canal de entrada varía según las normas de trabajo, generalmentetieneformacónicaparafacilitareldesmoldeo.Enlosmoldessimples inyectadosperpendicularmente,dichoconoconstituyemuchasveceslatotalidaddel sistemadellenado.
Elcanal dedistribución esla partedel sistema dellenadoque,en los moldes múltiples,unelasdistintascavidadesconelbebedero.Alconjuntodelcanalde distribuciónselesllamamuchasveces“araña”osimplemente“colada”. Elcanaldeestrangulamientoconstituyeelelementodetransicióndesdeelcanalde distribuciónalacavidaddelmolde(pieza);parapodersepararlimpiamentelapieza CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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delacolada,estecanaldebesermuyfino.Estoscanaleshandeunirelcanal distribuidorocoladaconlacavidad,reteniendo,almismotiempo,la películaenfriada enlasparedesdelosrepartidoresdecolada. BEBEDERO
Enlosmoldessimples,elsistemadealimentaciónestáconstituidomuchasveces únicamenteporelbebedero,prescindiéndoseasídeloscanalesdedistribuciónyde estrangulamiento. Este canal único se llama bebedero o mazarota. Para su configuraciónseaplicanlasmismasconsideracionesqueparaelcanaldeentrada. Laboquilladeinyeccióndelcilindrodeplastificaciónseapoyadirectamentesobreel bebederoalcerrarlamáquinademoldeo,estableciendounajuntadepresiónentre elinyectoryelmolde(manguitodelbebedero).Ellorepresentaunaelevadacarga localparaelmolde;portalrazón,esconvenientefabricarelmanguitoenacero templado,previéndoselaposibilidaddesustituirlocuandosedesgastaosedeteriora elorificioexterior. Lassuperficiesdecontactoentrelaboquillayelbebederopuedenserdediversos tipos,distinguiéndoselassuperficiesdecontactoplanaylascurvadas. Lassuperficiescurvadassonlasdemayorusoenla industriadelainyeccióndel plástico.
Tiposdebebedero pectivoconlosejemplosmostradosen elParaquelaboquillaquedebiencentradasobreel gráfico, se deben mantener las orificiodeentrada,lasuperficiedel siguientescondiciones: bebederosueletenerunaconcavidadquepermiteacomodarlapuntaesféricadela boquilla. Setiene aquí una superficiedecontactocurva.Paraeldimensionado res- RD +1 ≤ RA (mm) dD + 1≤dA (mm) Emestasexpresiones, RD significa el radiodelacurvaturadelextremodela boquilla; RA,elradiodelaconcavidad delbebedero;dD eldiámetrodelorificio dela boquilla, y y d A eldiámetrodel orificiodelbebedero.Denocumplirse estas condiciones se produce un contacto defectuoso que deteriora el perfil de las superficies curvas de contacto. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Ellodificultaeldesmoldeodelamazarotaalsolidificarelmaterialobiendalugara quelaboquillanocierreherméticamente.
Ejemplosdecontactoboquilla–bebedero Enlasiguientefigurasemuestranlasfuerzas queactúansobreunmanguitodebebedero. Esteestásometidopredomi-nantementea unesfuerzodeflexiónalternativo.Deellose deducequesuvalonadeasiento,esdecir,el diámetro D1,nohadeserexcesivamente grande(momentoflector).Eldiámetrodela parte cilíndrica ha de ser también lo menor posible, yaque, porrepresentar el manguito del bebedero un obstáculo para el enfriamientolentodelamitaddelmoldelado boquilla, cuando mayo r sea D, más posibilidades existen que en la pieza aparezcanmarcas.
Extraccióndelamazarotaoconodebebedero
Elagujerodelbebederohadesersuficientementecónico,estarterminadoconpulido brillante y tener las eventuales estrías de pulido en sentido longitudinal, para evitar rugosidadesperjudiciales.Estascondicionessonindispensablesparagarantizaruntrabajo correctoconelmolde.
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Bebederocondesvíodeflujo Siporejemplo,existenestríastransversalesaladireccióndeldesmoldeo,lamasapuede penetrarenlas mismase impedirundesmoldeoperfecto,lo que perjudicaría enformael curso del trabajo (principalmente con funcionamiento automático). Si se cumplen las condiciones,alabrirelmoldelamazarotaquedarácomoprolongaciónrespectoalcanaldel bebederoobiensaldrájuntoconlapiezaalladocorrespondientealeyector.
Configuracióndeexpulsoresdemazarotaycanalesderetención
Expulsores En la columna de la izquierda, (dibujo anterior) vemos a los retensores (o expulsores)de colada que seutilizan cuando setrabaja con placabotadora. En todas ellas, el pin central estará inmóvil y las bocinas que lo envuelven se
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desplazará juntocon laplaca haciala izquierda, Con ese movimiento esquese extraelacolada. Enlacolumnadeladerechaencambio,laplacaestaráestáticayelpinextractoro expulsor(botador)eselquesedesplazahacialaizquierda(empujalacolada). Se utilizan para casi todos los materiales. Sólo la rigidez del material puede influenciar en el resultado. Un material muy rígido es quebradizo (como el poliestirenocristal) y unmaterial muyblando (PVCblando)puede tenerdiferentes comportamientos.Esentonceseldiseñadorquiendebetenerelcriterioparaelegir cualformautilizar.Hayalgunosquesufabricaciónpuedesercompleja.
Flujodematerial Elflujodelmaterialquedadeterminadoporloscanalesdedistribución.Enpiezas con sección o espesor variable, cuando las zonas de transición no son muy hidrodinámicas,apareceunafuerteresistenciaalflujo.Seevitaráncantosagudosy excesivasreduccionesdesección.Sielmaterialseveforzadoarecubrirnúcleoso elementosmetálicosinsertos,seformaunasoldaduraenelpuntodereunión,máso menosvisiblesegúnlaviscosidaddelamasa.Lafusióndelasdoscorrientesen estepuntoinfluyeenlaresistenciaycalidaddelapieza.Hayqueacortarenlo posiblelasvíasdeflujo,yaquerecorridoslargosyabundanteusodedesmoldantes (aceitesdesiliconaysimilares)perjudicanlafusión.
CANALESDEDISTRIBUCIÓN Tienen la misión de conseguir que el material penetre en todas las cavidades simultáneamente a igual presión y temperatura. La masa plastificada penetra a gran velocidad en el molde refrigerado. La disipación de calor enfría y solidifica rápidamentelamasaquefluyejuntoalasparedesexteriores. Al mismo tiempo, la masa que fluye por el centro queda aislada respecto a la pared del canal, originándose así un “núcleoplástico”porelquepuedefluirlamasanecesariapara elllenadodelmolde.Este“núcleoplástico”debeconservarse hastaque lapieza esté completamente solidificada; deeste modo adquiere plena eficacia la presión residual necesaria para compensar la contracción de volumen que ocurre duranteelprocesodesolidificación.
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Representaciónesquemáticadelflujodematerialcon diversostiposdecolada A, bebedero central de barra; B, bebedero central de barra situado fuera; C, bebederodebarraasimétricosituadofuera; D,bebederosimétricodedobleentrada; E, bebedero simétrico con triple entrada; F, bebedero simétrico con cuádruple entrada; G,bebederode rendija ancha, paraflujolaminar; H,bebederode barra asimétrico,situadofuera.(1)elementosmetálicosainsertar; I,bebederoasimétrico debarra,situadofueratangencialmente.(2)flujodeseadodelmaterial.(3)flujoreal dellenadoyformacióndesoldadura; K,bebederodebarraasimétrico,situadofuera radialmente; L,bebedero debarra asimétrico,situadofuera. (4) rebosaderopara reforzar la pieza en la zona de soldadura; M, bebedero puntiforme doble, con distribuidordebarra.
Configuracióndecanalesdedistribución Laconfiguracióndelasvíasdellenadoparalosmoldesmúltiplesesdiferenteque para los simples. Enprimer lugar hay que conducirel materialdesdeel bebedero CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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hastalasdiversascavidadesmediantecanalesdedistribución.Laseccióndeestos canaleshedesatisfacercondicioneshidrodinámicas,para evitarembotellamientos deflujoqueperjudiquenelllenadodelmolde.Elcanaldedistribuciónhadeconducir el material al molde con una mínima modificación de su viscosidad. La mejor soluciónseconsigueconseccióncircular.Alfresarloscanalesdedistribución,hay quebuscarelcaminomáscortohaciaelmoldeyevitarcanalesmuertos.
Configuracióndecanalesdedistribución ydeestrangulamiento
1. Canaldedistribuciónconsecciónrectangular.Fresadoporunladoenlaplaca.No esbuenasolución CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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2. Canal dedistribuciónconseccióntrapecial.Fresadoporunladoen laplaca. Soluciónmejorque1peronosuficiente. 3. Canalde distribuciónconsecciónplana,ensegmento circular.Fresadoporun ladodelaplaca.Malasolución. 4. Canalde distribuciónconsecciónprofunda,en semicírculo.Fresadoporunlado delaplaca.Soluciónutilizable. 5. Canal de distribución con sección rectangular. Fresado en ambas placas. Desfavorableparadesmoldeoyflujodelmaterial. 6. Canal dedistribución conseccióncircular.Fresadoenambasplacas. Buena solución 7. Canaldecorteancho,rectangular,Norecomendable,proporcionalíneasdeflujo. 8. Canaldecorterectangularconelanchodelcanaldedistribución.Mejorque7, perodemasiadoanchotodavía. 9. Canaldecorterectangularestrecho.Solucióncorrecta:1,5a2mm.deancho. 10. Canal de corte con sección en segmento. No es una buena solución hidrodinámica:proporcionalíneasdeflujofrío. 11. Canaldecortepuntiforme.Tipomuyutilizadoparamoldesdemúltiplescavidades depiezaspequeñas. 12. Configuración correcta de canal distribuidor.Obsérveseel radio en el bebedero haciaelcanaldedistribución. 13. Configuracióndesfavorable deuncanalde distribución.ElcantoDdel bebedero produceunaumentoadicionaldelaresistenciaalflujo.ElcanaldecorteBesmuy largo,estenodebesobrepasarde0,5a1,0mm.LatransiciónCalcanaldecorte esdesfavorablehidrodinámicamente. 14. Canaldecorteconinclinaciónsituadosobrelasuperficiedelapieza.Seeligeeste tipocuandohayqueinyectarpiezasconbordeelevadoenlasqueperjudicaríaun llenadolateral.Lainclinacióndelcanaldecorteproduceunllenadosinformación delíneasdeflujofrío(debeserdeunos15a20°) 15. Canal de corte asimétrico con el eje del canal de distribución. Solución desfavorable,yaquenoserecogecompletamentelaseccióndematerialcon mínimaviscosidad(ejeplástico).LadiferenciaaxialestámarcadamedianteF. 16. Canaldecorteaxialrespectoalcanaldedistribución.Solucióncorrecta;permiteel llenadoconlamasacentraldelcanaldedistribución,quepermaneceplástica duranteeltiempomáximoypermiteunabuenatransmisióndecompresión. 17. Canal de corte lateral. Tipo especial de llenado, utilizado a menudo en la elaboración de materiales elásticos y flexibles, para fabricación de pequeñas piezasenformadecasquillo. 18. Canaldecortelateralpuntiforme(coladadetúnel).Formaespecialdellenadopara piezasquehayqueseparardelamazarotasintrabajosposteriores.Configuración mássencilladelmolde conahorrodematerial. 19. Hilera de distribución con canal de corte puntiforme. Forma de llenado muy empleadaparamoldesdemúltiplescavidadesconmazarotapuntiforme. 20. Hilera de distribución con llenado puntiforme y pico para desmoldeo. Especialmentedesarrolladoparamasaselásticas,enlasqueelpicoGproduceel desmoldeodelahilera.
Configuracióndecanalesdedistribuciónenmoldesmúltiples .-
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Laformacorrientedellenadoasimétricoenserie,segúnesquema1,exigesiempre unacorreccióndelcortecuandohayquegarantizarelllenadouniformedetodaslas cavidades.Eldiámetrodelcanaldistribuidornodebesobrepasarlos5ó6mm.
Enelmoldesimétricodelesquema2,hayquecuidardequelaramificacióndelos canalesdistribuidoresseefectúeenunángulohidrodinámicamentefavorable.
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Noseaconsejaunaconfiguracióndeloscanalesdellenadosegúnel esquema6,7y 8.Prescindiendodelapérdidadematerial,talescanalesdedistribuciónseenfrían deformanouniformeeimpidenlacompresión. 1. Llenadoasimétricoenserieconcorrección deloscanalesdecorte. A= canal central:tienequeposeerlasecciónmínima.B=puntosdecortesalejadosdel bebedero;debenseralgomásgruesos.C=lospuntosdecortemásalejados precisanunasecciónmayor.D=longituddeloscanalesdecorte. 2. Llenado simétrico en serie. Esquema de la configuración de los canales de distribuciónenunmoldede12piezas. 3. Llenado doble en serie (llenado paralelo) Esquema de la disposición de los canalesprincipalesenunmoldede32cavidades 4. Configuración simétricade unllenadoenserie. Disposiciónde loscanales en ánguloenunmoldede6cavidades. 5. Llenadosimétricoenserieconcanalesdedistribuciónencruz.Representadocon elejemplodeunmoldede22cavidades. 6,7y8.Ejemplosdeconfiguracióndesfavorabledeloscanalesdedistribuciónen moldesmúltiples.Laslargasysinuosasvíasdellenadoproporcionanaltaresistencia alflujoydificultanunllenadouniforme.
Moldedeochocavidadesconcanalesdealimentaciónbalanceados En moldes de cavidades múltiples con canales de alimentación primarios y secundarios,loscanalesprimariosdebencontinuardespuésdelainterseccióncon lossecundarios.Unacoladabalanceadaaseguraelllenadosimultáneo,convalores idénticosdepresiónentodaslascavidades.
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Moldesdecanalesdedistribución múltiples
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CANALESDEEXTRANGULACIÓN Lainyeccióncapilarpuede ser realizadaencombinaciónconel moldesincoladaconundiseño especial de la boquilla. El diámetrodeentradaparamoldes contresplacasdebeserde0,8a 2 mm. para materiales no reforzadosyde1a2,5mm.para materiales reforzados. Para obtenerlaseparacióncorrectade laspiezasdebeusarseundiseño delpuntodeinyeccióndedoble cono.
Inyección
por
diafragma.
Adecuado para piezas cilíndricas que requieren buena concentricidadyunayunabuena resistenciaenlalíneadeuniónde flujo (soldadura). Después del moldeonecesitaunaoperaciónde corte de disco o diafragma. Se aconsejaunalongitudmáximade cortede0,5a1mm.
Inyecciónsubmarina (otúnel) Permiteelcorteautomáticodela coladaalmomentodeexpulsarla pieza. El diámetro mínimo de entradadebeserde0,8mm.en polímeros no reforzados y de 2 mm.paralosreforzados
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Inyección de película. Adecuada para piezas planas o de superficie amplia, en donde la distorsión (alabeo) debe reducirsealmínimo.Puede considerarse como una variantedelainyecciónde abanico.
Inyecciónlateral. Es una variante de la inyección de película o abanico
Inyección de abanico. Esun tipodeinyecciónlateralusado para piezas planas y delgadas yaqueaseguraunadistribución uniforme del polímero. Contribuye a reducir la distorsiónyesadecuadopara piezas rectangulares. La sección de entrada debe ser menor a la del canal de alimentación.
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Inyecciónradialodeestrella. Para artículos tubulares que no requieren tolerancias cerradas. Puedenusarseencombinacióncon lainyeccióndeanilloocónica.Las piezaspuedenpresentarerroresde concentri_cidad o líneasdeunión (dondecierralainyección)
Inyección de lengüeta. Adecuada para lentes ópticos ypiezasplanas.Atenúaelflujo turbulento del material en la cavidadyreducelastensiones residuales en la zona de inyección.
Inyeccióndeanillo. S e u til iza par a ar tí cul os tubulares, permite que el material se distribuya alrededordelcorazón,antes de bajar a llenar uniformementeelmolde
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Inyeccióncónica. Facilitaelflujodelmaterial alrededor del corazón o macho central, posicionándolo en la cavidad
Moldecerradolistoparalainyección
Moldevistodeplanta
Primerapartedelaextraccióndelapieza
Flexióndelacoladaenlaúltimafasede extracción
Inyecciónsubmarinaotúnel.Adecuadacuandoserequiereunabuenaaparienciaen laspiezasynodebequedarhuelladelainyecciónoenpiezasquerequieren expulsiónautomáticasincolada.Permiteefectuarlainyecciónenpartesnovisibleso enellugarmásconvenientedelapieza.Paralaexpulsióndelproducto,elconducto curvadorequiereunabuenaconicidadyquenoseflexioneenesepunto,parahacer elrompimientoadecuado.Enelcasodeunainyecciónconelconductocurvoylargo setienelaventajadeeliminarelcanaldealimentación.Laposiciónylalongituddel pinbotadorsostienenlacoladadurantelaexpulsióndelapieza.
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TIPOSDEMOLDESDEINYECCIÓN Parapoderproducirlosdiferentesartículosinyectadosdeplástico,sehantenidoque desarrollarvariedaddemoldesconelobjetivodefacilitarsobretodolaexpulsión,de losproductos.Comoconsecuenciadeesto,tenemosmoldessimplesdedosplacas, moldesdetresplacas,moldesconelementosmóviles,moldescondesenroscado automático,etc.
Descripcióndealgunostiposdemoldes MOLDESIMPLEDEDOSPLACAS
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PARTESDEUNMOLDEDEDOSPLACAS 1. Placabasedelconjuntomóvil 2. Barrasespaciadoras(paralelas) 3. Bocinaguía 4. Columnaguía 5. Bocinabotadora 6. Macho 7. Adaptadorparabotador 8. Extractordecolada 9. Botadortipopin 10.Placaportabotadores 11.Placaexpulsora 12.Pinesderetracción 13.Placasoporte 14.Insertosmachos 15.Bebedero 16.Anillocentrador 17.Placabasedelconjuntofijo 18.Placaportainsertos Estetipodemoldeseselmásusadoenlafabricacióndepiezasinyectadas
Moldesimplededosplacasenposiciónabierto CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Moldededosplacasutilizandoplacabotadora
Partes:
1. Placabasedelconjuntofijo 2. Placamoldantehembra 3. Placabotadora 4. Placaportainsertos(placaportamachos) 5. Placasoporte 6. Barrasespaciadoras(paralelas) 7. Placaportabotadores 8. Placaexpulsora 9. Placabasemóvil 10.Insertomacho 11.Anillocentrador 12.Bebedero
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13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
Columnaguía Bocina Bocina Botaderodecolada Pinbotador Pindesoporte Topedeexpulsión
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MOLDEDETRESPLACAS
Estosmoldestienenlasdosacostumbradasplacas,fijaymóvil,peropresentanuna terceraplacacentral,llamadatambiénplacafluctuante. Conlaaberturadelmolde,laplacafluctuantepermitelaextraccióndelapieza moldeada(inyectada)porunladoy,lamazarotaconloscanalesdealimentaciónpor elladoopuesto.Esclaroquelosmoldesdetresplacasnecesitanunamayorlongitud decarreraenlaapertura.Laplacafluctuantesedesplazaporaccióndeunacadena otirantemetálicohastallegarasudesplazamientodetrabajo. Losmoldesdetres placassonusadosconfrecuenciaenlaproduccióndepiezas pequeñasymedianas,raramenteseusanenlosmoldesparapiezasgrandes.
Moldedetresplacasenposiciónabiertoycerrado
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Losmoldesdetresplacassefabrican,entreotrascosas,conlafinalidaddeacelerar laproduccióny reducirlamanodeobrapuesyano senecesitaaun operariopara separarlamazarotaycanalesdealimentacióndelproducto. MOLDEDETRESPLACAS
LEYENDA.-
1. Placabasefija 2. Placalimitadoradeavance 3. Placadezonamoldantehembra 4. Placafluctuante(botadora) 5. Placaportamacho 6. Barrasespaciadoras(paralelas) 7. Placaportabotadores 8. Placaeyectora 9. Placabasemóvil 10.Macho
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11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
Anillocentrador Bebedero Columna Bocina Bocina Pinbotador Soporte Pernotensor Pernodearrastre Tirante
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MOLDEDETRESPLACASCON CANALDEALIMENTACIÓN
LEYENDA:
1. Placabasefija 2. Placalimitadoradeavance 3. Placamoldantehembra 4. Placaportamacho/botadora 5. Placasoporte 6. Barrasespaciadoras(paralelas) 7. Placaportabotadores 8. Placaexpulsora 9. Placabasemóvil 10.Macho 11.Anillocentrador CARLOSPORTOCARRERORAMOS
12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
Bebedero Columnaguía Bocina Bocina Pinbotador(producto) Pinbotador(colada) Pernotensor Pernodearrastre Atrapacolada Seguro Tirante 87
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Sabemos que trabajando con moldes de tres placas, la placa fluctuante debe desplazarsepormediodeunelementollamadotirante(otrinquete,dependiendodel tipo). Enlasiguientefigurasemuestraunmoldedetresplacasenposiciónabierta (izquierda)ycerrada(derecha).Duranteelprocesodeapertura,elmoldeseabre primeramenteporelplanodepartición1,debiendolapiezaquedarunidaalnúcleoy rompiéndose,conello,loscanalesdealimentación(estrangulamiento).Trasuna ciertacarreradeapertura,searrastralaplacafluctuante(intermedia)mediante tirantes,yelmoldepuedeabrirseporelplanodepartición2.Lamazarotaqueda retenidaaúnmedianteresaltesy,posteriormente,esdesmoldadaporunavarilla expulsora.Sielmoldehadeabrirseporelplanodepartición2,lostirantestienen quefijarseenlaplacabasefija.
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Placafluctuantecontrinquete Conestesistema,laplacafluctuantequedabloqueadaprimeroporuntrinquete,el cualesliberadoporunamanivelatrasalcanzarunaciertacarreradeapertura.El moldepuedeabrirseentoncesporelplanodepartición2.Enlafiguraserepresenta elcursodelmovimientodeaperturadeunmoldeconeyectordetrinquete.EnAse representaelmoldeenposicióncerrada.Eltrinquete a bloquealaplacafluctuante g
ypuedegiraralrededordelperno d.Conelmoldecerrado,estetrinquetequeda fijadoenposiciónhorizontalporelresorte e yeltope f.Alabrirseelmolde,laleva b establececontactoconelperno c (figuraB) y sueltaeltrinquete a (figuraC);con ello,
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elmoldepuedeabrirseporelplanodepartición2entantoprosigueelmovimientode apertura.Lapiezaylamazarotaseexpulsanporseparado. Alconstruir estosmoldeshayquefabricaren acerotempladoeltrinqueteylaleva, asícomoeltopedeltrinqueteenlaplacafluctuante,porestarexpuestaadesgaste. Losmoldesdeestetipopuedenemplearseparapiezasdehasta1kgdepeso;para moldesmayoressepreferiráunbloqueoneumáticoyunmovimientodeapertura hidráulico.
Entodoslosmoldesconvariosplanosde partición, hay que cuidar de que se tenga unaguíayuncentradoexactodelasplacas fluctuantes, con el objeto de evitar el choque mutuo de las partes vaciadas al cerrar elmolde, lo que podría perjudicarle. Las guías y trinquetes se colocarán de modo que no obstaculicen la pieza en su caídaporgravedadtraseldesmoldeo.
MOLDESCONELEMENTOSMÓVILES Estostipos demoldes seconstruyen cuandolaexpulsióndelproductono puederealizarsepormediodelmétodo tradicional(aberturadelmoldeycaída del producto). Veamos el siguiente ejemplo: Al abrir se el mol de, el productonocaeráyaqueseencuentra atrapadoporlabase.Parasolucionar estos problemas, necesitamos elementosmóvilesquesedesplacen lateral-menteparaliberaralproductoy procederasuexpulsión.
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Estoquieredecirquecontaremosconunplanodeparticiónadicional.
Moldeconelementosmóviles (Posicióncerrado)
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Moldesconelementosmóviles (Posiciónabierto)
Enlosdosdibujosanteriores,lascolumnasinclinadasestánubicadasenelconjunto móvildelmolde. Entrelascolumnasinclinadasylosagujerosdeloselementosmóvilesexisteun juego fquepermitiráundesplazamiento D delasplacasantesdequeloselementos móvilessecomiencenadesplazar.AlterminareldesplazamientoD,loselementos
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móviles, según indican las flechas, se desplazarán hasta liberar el producto, actuandoluegolaplacabotadora(extractora)expulsandoelproducto.
Lainclinacióndelascolumnasdeberásermenorqueel ángulodeinclinacióndelacuñadecierre.
α≤β≤30º CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Unavariedadenlascolum- nas inclinadas son las corre-deras acodadas. Representaciónesquemática: 1. superficiedecierre(cuña) 2. placaportamolde 3. correderaacodada 4. elementomóvildelmoldeque debeaccionarse 5. placaposteriordemoldeo
Representaciónesquemáticadelas columnasinclinadas. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
superficiedecierre(cuña) placaanterior platoportamolde columnainclinada elementomóvil placaposteriordemoldeo placaintermedia.
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MOLDESCONDESENROSQUE AUTOMÁTICO Laspiezasprovistasde roscasseconsideran,segúneltipodela misma,como artículosconresaltesinternosoexternos.Mientrasquealgunasroscasinternas pueden desmoldarse aún sobre el ligero resalte, las roscas externas han de obtenerse muchas veces en moldes en los que una parte del mismo pueda desplazarse lateralmente. Estos moldes con elementos móviles solo pueden emplearsecuandonoseperjudicalalíneadeparticiónproducida. Si en el desmoldeo de piezas con rosca no puede emplearse ningún de las ejecuciones que actúan por presión, con correderas o elementos móviles, la fabricaciónsellevaacaboempleandolosllamadosmoldespararoscas,enlosque el propio núcleo está constituido como si se tratara de un elemento roscado; entonces,aldesmoldar,hayquedesenroscarelnúcleodelapieza.
Desmoldeodepiezasconroscainterior
Desmoldeoapresión. Laposibilidad de desmoldear a presión piezas con roscainterioresmuylimitada.Depende tantodelamasaaelaborarcomoeltipo derosca.LaspiezasdeCAB,PA6,PE y PP roscadas interiormente pueden desmoldearse a presión cuando la profundidad de la rosca es menor de 0,3mm.LaroscaredondasegúnDIN 405esmuyfavorableyocasionaun reducidoefectodecizallamientoenla pieza.
Moldesdesenroscables En los moldes desenroscablesel propio núcleo tienela formade unelemento roscado.Laspiezaspuedendesmoldarseentoncesdesenroscandoelnúcleo,loque puede efectuarse de diversos modos: en forma manual, semiautomática o automática.El tipode desmoldeo elegidodependeprincipalmente dela cantidada fabricar.Paraseriesreducidasyencasosespeciales,enlosqueexigeunagran exactituddelasroscas,seemplean,paralafabricaciónderoscasinteriores,moldes connúcleosrecambiables,loscualesseintroducenenelmoldeabierto.Transcurrido elciclo,losnúcleossacanlapiezadelamatriz.Seextraenentoncesconjuntamente elnúcleoy lapieza;estaúltimapuededesenroscarseposteriormenteamanoo
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mediantedispositivosapropiados,comounmanubrioounmotorauxiliar.Paraquela producciónseamásracional,esconvenientetrabajarconvariosnúcleos;además, nosedesmoldeahastaquelapiezasehaenfriadohastalatemperaturaambiente,a findeevitarsudeformaciónduranteelprocesodeenfriamiento. Paraseriesmayoresseefectúaeldesmoldeodentrodelmolde,enformaautomática o semiautomática. El sistema semiautomático recurre a dispositivos de desenroscadoaccionadosamano;yelsistemaautomáticoempleadispositivosen losqueeldesenroscadoserealizaalafuerzaencombinaciónconlacarreradela unidaddecierre,durantelaaperturadelmolde,pormediodeunhusilloconpasode roscapronunciado,unabarradentada,obienunmotordefrenoeléctricoounmotor hidráulicoconengranajeplanetario. Los dispositivos semiautomáticos desenroscan el núcleo con un manubrio y transmisiónporruedasdentadasoporcadenasocorreas.Lafuerzaefectuadasobre elmanubrionodebesuperar15kp,dependiendodelacantidaddefiletesderoscaa desmoldar.
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Paragrandesseries, lapiezasedesmoldeaen formatotalmenteautomática.El dispositivoparaelgirodelnúcleopuedeconectarsealmovimientodeaperturadel moldeobienaccionarsepormediodeunimpulsoindependiente.
Moldeparapiezasroscadascondesmoldeomanual; accionamientoporcadena Silacarreradelaunidaddecierreintroduceelprocesodedesmoldeodurantela aperturadelmolde,ésteposeeunhusilloconpasoderoscapronunciado,capazde girardentrodelmolde,yunatuercadearrastrefijaenlamáquina,obienestán
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amboselementosmontadosconjuntamenteenelmolde.Enesteúltimocaso,el husilloestáfijoylatuercapuedegirar.Enlassiguientesfiguras,serepresentan moldesparapiezasroscadas,enlosqueelhusillopuedegirarenelmoldey la tuercaestáanclada,enformafija,altravesañodeleyectordelamáquina. En este molde el husillo roscado constituye,almismotiempo,elnúcleo del molde, con lo que, durante el desmoldeo, el núcleo efectúa sólo un movimientodegiro,sindespla-zamiento axial.Mientrasgiraelhusillo,lapiezase desplazaaxialmentey–comoenelcaso presente - se desmoldea parcialmente, locualsóloesposiblecuandolapieza quedaretenidaenlamatrizynopuede girar. Enlasiguientefigura,elnúcleotiene desplazamientoaxial,desenroscán-dose asídelapieza.Elnúcleoonúcleosde losmoldesmúltiplesllevanpiñones,que giranalrededordelaruedadeengranaje centralconplanetarios.Elextremodel núcleoseenroscaenlallamadarosca patrón, que tiene el mismo paso que la roscadelapieza.Conelmovimientode giro,
Elhusillopuedegirardentrodelmolde; latuercaestáfijaeneltravesañodeleyector
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elnúcleoseintroduceenlaroscapatrónysedesenroscadelapieza.Laguíadel núcleoestálubricada.Alobjetodenoimpedirelmovimientodegiroyevitarel desgastedelnúcleoduranteeldesenroscado,hayquerefrigerarlointensamente para evitar que la masa de moldeo lo caliente y dilate; lo más apropiado es una refrigeracióndactilarespecial.Lasiguientefiguramuestrauntuborefrigeradorde estetipo,apropiadoparanúcleosgiratorios.
Dispositivoderefrigeracióndactilar paranúcleosgiratorios Elhusilloconpasoderoscapronunciadoqueveremosahora,hadeapoyarseenun cojinetederodilloscónicosparaabsorberlacargaaxialdelmovimientodegiro.En lasfigurasserepresentaunmoldemúltiple,enelqueelhusilloylatuercaestán incorporadosalmolde.Elhusilloesfijo,mientrasquelatuercapuedegirarsobre rodamientosderodilloscónicosparaabsorberlasfuerzasaxialesdelmoviendode desenroscado. Sobrela tuerca seasientauna ruedade engranaje central que accionalosnúcleosroscadosmediantepiñones.Elgirohacepenetrarlosnúcleosen unaroscapatrón,extrayéndolosdelapieza.Laruedadeengranajecentralhadeser siempremásanchaquelospiñones,siendoladiferenciadeanchuraigualala magnitudqueprecisanlosnúcleosparadesenroscarsedelapieza.
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Loshusillosytuercasestánprovistosdeunaroscatrapecialocuadradadevarias entradas.Elpasoderoscaylarelacióndetransmisióndelengranajeamontarenel moldetienenqueestarajustadosconlacarreradeaperturadelamáquina,demodo quesealcanceelnúmeroderevoluciones necesarioparaeldesmoldeodelarosca. Pueden obtenerse husillos y tuercas con rosca trapecial de 9 hasta 12 filetes o entradas,de80a200mm.depaso,yde3a6filetesconunángulodeinclinación de70°.Paraloshusillosseempleanacerosdenitruraciónodealeaciónbonificados, conunaresistenciade100kp/mm2.Lastuercassefabricanenpoliamidaoen bronceespecial,porejemplo,fosforado.Lasdepoliamidatienenmayorresistenciaa laabrasiónquelasdebronce.Parafacilitarelmovimiento,tantounascomootras debenserlubricadasconbisulfurodemolibdeno.
Determinacióndelpasoderoscaydelarelacióndetransmisiónnecesariadel engranaje Elpasode roscay larelación detransmisión han deajustarsea lacarrerade aperturadelamáquina,afindealcanzarelnúmeroderevolucionesnecesariopara eldesmoldeodelapieza. Enunmoldesimple,enelqueelhusillorepresentaalmismotiempoelnúcleo roscadodemolde,(verfigura),elpasoderosca h necesarioparaeldesmoldeose calculamediantelarelación:
h=s1 –s2/g donde: s1 =Carreradeaperturadelamáquina, s2 =Carreradelexpulsor, g=númerodefiletesadesmoldar
Si,enunmoldemúltiple,elpasodelhusillonoessuficienteparadesmoldarlapieza, conunarelacióndetransmisiónadecuadadelengranajeincorporadoalmoldepuede conseguirseelnúmeronecesarioderevolucionesdelnúcleoparaeldesmoldeo. Dadoun paso derosca del husillo,la relaciónde transmisión idel engranaje se calculapormediodelarelación:
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i=s1 –s/gh
Ejemplo: Hayquedesmoldarunapiezaconcuatrofiletesderosca.Lacarreradeaperturade launidaddecierredelamáquinaesde340mm.Paraeldesmoldeodelapiezase precisa una carrera del expulsor de 20 mm. ¿Cuál ha de ser el paso del husillo necesarioparadesmoldarlapieza?
h=340–20/4=
80mm.
Hay que desmoldar piezas con 6 filetes de rosca en un molde cuádruple. El fabricantedisponedeunhusillocon160mm.depasoderosca.¿Cuálhadeserla relacióndetransmisióndelengranajeincorporadosilacarreradeaperturadela unidaddecierreesde340mm.ylacarreradelexpulsoresde20mm.?
i=340–20/6x 160 =
1:3
Elengranajenecesita,pues,unarelacióndetransmisiónde1:3,esdecir,larueda dentadacentralpodríatener,porejemplo,60dientes,ylospiñonesdeloscuatro núcleos,20dientes.
Moldesparapiezasroscadasconaccionamientoporcremallera Paratransformarelmovimientodeaperturaycierredelmoldeenunmovimientode girodelosnúcleos,ademásdeloshusillosroscados,puedeusarsetambiénun accionamiento por cremallera. La siguiente figura muestra la representación esquemáticadeunmoldemúltipleparapiezasroscadas,enelquelosnúcleosse desenroscan de las piezas por medio de una cremallera. Al abrir el molde, la cremallera1acciona,mediantepiñones,lacremallera2,que,tambiénpormediode piñones, hace girar los diversos núcleos y los desenrosca de las piezas. Si los núcleoshandetenerunmovimientoaxialduranteeldesenroscado,debenestar previstosdeunaroscadearrastrequeseintroduzcaenunaroscapatrónalgirar. La roscadearrastre,laroscapatrónylaroscadelapiezahandetenerelmismopaso. Lascremallerasylospiñonessufrengrandesesfuerzosaliniciarlosmovimientosde cierreyaperturadelmolde,porloquesedimensionaránenformaapropiada.El módulodelpiñóndelnúcleonoseráinferiora1,nieldelpiñóndeaccionamiento inferiora2,5.Conlosmoldesarribacitadosólopuedendesmoldarsepiezascon roscascortas. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Moldesparapiezasroscadascon accionamientoporcremallera DESMOLDEOPORELLADODELAINYECCIÓN
Algunosmoldesdeinyeccióntienenelnúcleoenelladode laboquilla;estosmoldes se desmoldan separando la pieza del núcleo. La placa expulsora puede ser accionada, durante el movimiento de apertura, por tirantes dispuestos según se indicaenlafiguradondesepuedeapreciarquevanfijadosalamitadmoldelado cierre,obienmedianteunacadenaGalle.Laeyecciónseefectúa,pues,portracción enladireccióndedesmoldeo.
Desmoldeoporelladodela boquilla; accionamiento con tirantes CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN
Desmoldeoporelladodela boquilla; accionamiento con cadenaGalle
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TECNOLOGÍAYDISEÑODEMOLDESDEINYECCIÓN Elaccionamientodepiezasroscadaspuedeefectuarse altransformarseunmovimientorectilíneoenunogiratorio
PROBLEMASESPECIALESDEDESMOLDEO Desmoldeodepiezasconresaltes Losresaltessongeneralmenteparalelosalplanodeparticiónypuedenserentrantes osalientes,porloquesedesignancomotaleslaspartessometidasatraccióno compresiónduranteeldesmoldeo.Lamagnituddeunresalteseindicanormalmente entantoporciento.Enlaspiezasconsimetríaderotación,elresalte H esigualala ax) y el menor (dm in), referido al diámetro a diferenciaentreeldiámetromayor(dm desmoldear(máximocuandosetrataderesaltesinterioresymínimocuandosetrata deresaltesinteriores).Enelcasoquenosocupa:
H=(dmáx –dmín /dmáx)100%
Losresaltes,tantointernoscomoexternos,dificultanel desmoldeode laspiezas. Particularmente con materiales rígidos, pueden hacer que la pieza no pueda extraerse con los mecanismos descritos hasta ahora. En tal caso, resultan necesariasconstruccionesespecialesdelmolde,enlasqueunapartedelaparedde lacavidadsemuevelateralmente,preferentementeenlamatriz,obienpuede desenroscarseenlecasoderoscas.Citaremosaquílascondicionesquepermitenel desmoldeo según los principios citados hasta ahora, y trataremos de tales construcciones.
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Resalteque originaunesfuerzo de tracción de la pieza
Resalte queorigina unesfuerzode compresión de la pieza
Para desmoldar piezas resaltes, se efectúa sobre las mismas un esfuerzo de tracción o compresión, según el tipo de aquéllos. Estos esfuerzos no pueden provocardeformacionesplásticasdelapieza.Enlaspiezasconsimetríaderotación puede determinarse el resalte admisible según las relaciones conocidas para calcularlosasientosapresión.Entalesasientos,elárboltieneundiámetrosuperior aldelagujerodelcubo.Ladistribucióndetensionesenlasecciónmedialongitudinal del cubo y del árbol corresponde, tras el ensamblado, a la de un tubo con sobrepresióninternaoexterna.ParaelresalteHseaplicalarelación:
H= δΔ . DF (KA +µA)/EA. KA + δi .dF (Ki +µ)/E i i +Ki
significando,enestaecuación, Δ y δi, latensióndelarodecontracciónyelcubo,respectivamente; δ DF, eldiámetrodelaranura; K A yKi, factoresgeométricos; A yEi, elmódulodeelasticidaddelanilloyelcubo,respectivamente,y E µA yµi, loscoeficientesdecontraccióntransversaldelanilloydelcubo.
Para determinar el resalte máximo admisible puede despreciarse el segundo sumando, que considera la parte de . Si introducimoslarelacióndeHooke,paraelresaltemáximoobtendremos:
H=εadm Df (KA +µA/KA)
KA =d2A +d2F /d2A –d2F siendodA ydF losdiámetrosindicadosenlafigura.
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Elresaltemáximoresultaasídirectamenteproporcionalalalargamientoobtenidoal alcanzarseellímitedeelasticidaddelmaterialcorrespondiente.Portanto,para piezasdeparedesfinas,elresaltemáximodesmoldableseequiparaalalargamiento admisible del material correspondiente. En la tabla que sigue se indican las dilatacionesadmisibles porbrevetiempopara algunasmasastermoplásticas.Pero estas consideraciones sólo son válidas cuando los máximos esfuerzos del desmoldeo actúanrealmentesobrelosresaltes, locual no ocurre necesariamente con algunos sistemas dedesmoldeo. Por ejemplo, enla figuraquetenemosallado,seprevéqueel máximo esfuerzo de la pieza, a pesar de estarprovocadoporlosresaltes,tendrálugar cercadelasvarillasexpulsoras,mientrasque en la siguiente figura, es en los propios r esal tes d onde s e pr ese nt a el máx im o esfuerzo. Por tanto, para determinar el resalte, no sólo hay que considerar las Debeesperarsequeelesfuerzo propiedades del material, sino también el máximodelapiezaseproducirá principiodedesmoldeo. juntoalosbotadores
Esfuerzomáximodelapieza cuando el desmoldeo tiene lugarjuntoalresalte
Dilataciónadmisibleporbrevetiempoenlasmateriastermoplásticos Plástico
Dilatación admisible o resalte máximo (%)
Poliestireno Poliestireno antichoque Copolímero estireno – acrilonitrillo Copolímero acrilonitrillo - butadieno – estireno Policarbonato Poliamida Poliacetal Polietileno de baja densidad
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1 - 1,5 2 1-2 3 1-2 4-5 3-4 10 - 12
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Polietileno de densidad media Polietileno de alta densidad
8 - 10 7-8
Laspiezasdeplásticosseunenmuchasveces entresíintroduciendoganchos,levasopestañas enentalladurasapropiadas.Estosganchos,levas opestañasrepresentantambiénresaltesenla pieza y poseen una sobremedida respecto a la piezaenlaquetienenqueencajar.Conobjetode poder inyectar también estas piezas y unirlas a otrasqueposeenyaelmáximoresalteadmisible por el material, hay que procurar una mayor posibilidad de alargamiento en el desmoldeo, configurando las piezas en forma especial. Las posibilidades de alargamiento pueden mejorarse con intercepta-cionesenlapieza(verfigura).No obstante,unaconfiguraciónapropiadaalpiedela intercep-taciónhadecuidardequelapiezano sedeterioreporefectodeentalladura. ldesmoldear,asícomotambiénenelmontaje(en Al desmoldear, así como también en el montaje (en las uniones a presión), las entalladuraspermitenlaflexióndelosdiversossegmentosdelapieza.Lamagnitud delaflechaadmisible,yportantodelaentalladura,secalculaaplicandolafórmula correspondientealavigaempotradaporunlado(verfigura).Laentalladuraposible seráigualalaflechamáximaenelextremodelaviga,queesproducidaporlas tensionesflectorasycortantes. Lapartedelaflechaocasionadaportensión flectoraes:
fb =Px l/3 x Ex l 3
donde… fb l E L P
=flechamáxima =longituddeviga =módulodeelasticidad =momentodeinercia =fuerzaenelextremodelaviga Laparteocasionadaporlatensióncortantees:
fs=Px lx X/Fx G
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donde: G =modulodecizallamiento, F =sección, X =factordesección Lainfluenciade latensióncortantepuededespreciarseen las piezaslargasy de paredesfinas. Entonces, la máxima entalladura admisible resulta igual a la flecha producidaporlatensiónflectora.Siconsideramos…
Px I = M σx W = M Ex ε = σ
lamáximaentalladuraadmisibleserá:
H=fadm =2εadm x l2/3h donde: εadm = Dilataciónenellímite deelasticidad h = altura de la viga
Ejemplo: ¿Cuálserálaentalladuramáximaparadesmoldarsinproblemaslaspiezasdelas figurasmostradas?Material:poliamidacon Eadm =5%
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Piezaconresalteinterior.
Piezaconresaltesexteriores.
Segúnlaprimerafigura,tendremos: H=εadmx DF (KA + µA /KA) KA =d2A + d2f/d2A – d2f = 4,56 H=0,05x 32(4,56+ 0,4/4,56=
1,73mm.
Segúnlasegundafigura,paraunespesorh=3mm.tendremos: H=2εadmx l2 / 3h = 2x 0,05x 152/3 x 3=
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2,5mm.
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MOLDESCONCÁMARACALIENTE Pararesolverelproblemadetenercaminosdeflujodeiguallongitudenmoldes simples y múltiples de gran superficie, es forzoso, a veces emplear canales distribuidores largos. Pero las vías de flujo largas significan más desperdicio, pérdidas de presión y, a veces, un enfriamiento inadmisible de la masa. Si se desmoldea lamazarota,como enel casode los moldes detresplacas, puede resultardudosalarentabilidaddelproceso,segúneltipoytamañodelapieza.Los moldesdeinyeccióndecanalcalienteofrecenunasoluciónóptimaparamantenerel desperdicioreducidoylamasaalatemperaturadeelaboración. Enelmoldedecanalcalientenosedesmoldeaelmaterialdelsistemadellenado. Hayquecalentarelbebederoyloscanalesdedistribuciónparaquelamasanose solidifiqueypuedadisponersedeella,transcurridounciclodetrabajo,paralanueva inyección.Asíseaprovechaóptimamentelacapacidaddeplastificacióneinyección delamáquina.Juntoconlaentradadecoladapuntiagudaconprecámara,enlos moldessencillosdeunasolaentradaelprocesodeinyecciónconcanalcalientees elmejormétodoparafabricarautomáticamentepiezasdegrancalidadtécnica. Lamentablemente, el precio de estos moldes resulta muy elevado con la incorporacióndelacalefacciónregulable,porloquesolamentepuedenemplearse paralaproduccióndeseriesmuyelevadas.
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Boquillayprecámaradecoladaparaunmoldepequeño decoladacaliente En los moldes de canal caliente, la masa fundida procedente del cilindro de plastificaciónesrecibidaporelmanguitodelbebederoytransportada,atravésde canales distribuidores calentados, hasta boquillas que la conducen hasta la inmediacióndelacavidaddelmolde. Estasboquillas estánrodeadas por una precámara que une la pieza con el sistemadellenadomedianteunaentrada puntiaguda. Las consideracio- nes de esta“entradadecoladapuntia-gudacon precámara” las veremos más adelante. Al objeto de mantener fluida la masa desde el final del proceso de llenado hastaeliniciodelciclosiguiente,hayque calentarlaboquilla;laformamássencilla deefectuarseesporconduccióntérmica, porloquelasboquillasdebenserdeun material buen conductor. Se ha puesto de manifiesto que las aleaciones de cobre son apropiadas, particularmente lasdecobre-berilio.Silatemperaturade lapuntadeunaboquillaesdemasiado baja,puedesolidificarseelmaterialenel canaldealimentación. Manguitodebebederoconprecámara
Si la temperatura es excesiva, la precámara puede calentarse demasiado por conduccióntérmicaensucarafrontal.Laconsecuenciaesundeteriorodelapieza, quepuedeadquirirunasuperficieonduladaenlazonadelaprecámara.Porestas razonesesnecesariocuidardeunmantenimientoexactodelatemperaturaenlos puntos de colada. Se recomienda aplicar, junto a cada entrada, un elemento de medicióndetemperatura. Enlassiguientesfigurasserepresentanlaboquillaylaprecámaradeunmoldede canalcalienteconlasmedidasmásimportantesparasudimensionado. Laboquillaylaprecámaradeunmoldedecanalcalientepuedenconfigurarse tambiéndemodoqueunapequeñapuntadelaboquillapenetrecentradaenel orificiodesalidadelaprecámara.Comomuestralafigura,lamasasaleentonces porla partelateral dela boquilla.Graciasa lapuntaprolongadahasta elorificiode salida,lamasasemantienecalienteenelcanaldeestrangulamiento.Deestemodo, lapiezaseseparafácilmentealdesmoldarynocontienemarcasvisibles. Paradificultarlatransmisióntérmicaindeseadadesdelaprecámaraalmoldemás frío,seefectúanranurasenlasuperficieexternadelaprecámara;conellosecrea unacámaradeaireentrelaprecámarayelmolde,queactúacomoaislante.Aligual
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que enla entrada decoladapuntiagudaconprecámara común, estaentrada de coladaconprecámaraseensanchaenconohacialapieza.Aestaentradatambién seledenominatapón.
Boquillacalefactoraconpuntaprolongada
Boquillaycoladadeprecámaraparaunmoldede coladacaliente CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Sinembargo,hayqueañadirqueeltapónpuedeactuaravecesdeformaperjudicial. Empleandounmoldedecoladacalienteconválvulasdeagujas,puedeevitarsela formación del tapón. Las agujas tienen además las ventajas de evitar hilos (poliestireno)yunflujoindeseadodelamasa.
Distribuidordecoladacalienteconválvulasdeaguja Leyenda: a, placa del distribuidor; b, aguja de cierre; c, resorte de cierre; d, canal de distribución;e,ranuracolectora;f,agujerodesalida;g,platodelresorte;h,tornillo tensor;i,manguito;k,precámara;l,orificiodegoteo;m,discodeajuste;n,tubode cobre,odepurga.Losagujerosfylsehandibujadodesplazados.
Encuantodesciendelapresióndeinyección,secierraelorificiodeentradatrasel procesodellenadopormediodelaagujadecierre b,sobrelaqueactúael resorte de c.Elpuntodecontactoconlapiezaquedaentonceslisoocóncavo,segúnla formadelapuntadelaaguja.Laagujadebeestarapoyadaenlacamisa i, deforma CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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quepuedadesplazarsefácilmente.Eljuegoentreelvástagodelaagujaylacamisa ha de mantenerse lo menor posible para que la masa de moldeo no pueda desplazarsealolargodelvástago.HadadomuybuenosresultadoselajusteH6/g6 entreamboselementos.Lacamisa, queconvienequesea intercambiable,tieneen su extremo una ranura colectora, e, donde se recoge la masa que pueda desplazarseeventualmentealolargodelvástago,lacualpuedeextraerseatravés delagujerodedescarga f.Hayqueevitarquelamasasesolidifiqueenelagujer o de descarga, ya que el material acumulado en la ranura podría bloquear el movimientodelaaguja. Ladilatacióntérmicapuedeocasionarundesplazamientodelapuntadela aguja respectoalorificiodecoladaduranteelcalentamientoolarefrigeración.Paraevitar unbloqueo,serecomiendadejarlapuntadelaboquillaretrasadaen0,1a 0,2mm. respectoa laposiciónde contactoconel agujerode laprecámara.Lafuerza de cierredelresorteseajustarádemodoquelaagujapuedaserdesplazadahacia atrásporlapresióndelamasaaliniciarelprocesodeinyección.
Moldesimpledecoladacalientecon cierremedianteválvuladeaguja
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Entradadecoladacalienteenmoldesimple concierremedianteválvuladeaguja
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Inyeccióndeunrecipientegrande porlasparedeslaterales
Distribuidordecanalcalientecon válvuladeagujaybarradetorsión
Laagujahadeabrirseconunapresióndelmaterialcomprendidaentre30y80 kp/cm2.Losresorteshelicoidalesodediscodanbuenosresultados,peroresultan muylargos.Porelloseempleanamenudo,enmoldesdemenoraltura,losmuelles detorsión,dobladosenformadez.Unbrazodeestosresortesseapoyasobrela aguja,mientrasqueelotroasientasobreuntope,cuyaposiciónpermiteajustarla tensión del resorte. En las cuatro figuras anteriores se representan algunas posibilidadesdeconfiguracióndemoldesdecanalcalienteconválvulasdeaguja. Empleandolaválvuladeagujaenlaentradapuedenfabricarsecorrectamente piezas de alta calidad técnica que, de otro modo, sólo podrían producirse satisfactoriamenteconunamazarotadebarra.Ellodebeatribuirseaquetalentrada puede hacerse relativamente grande en comparación con la entrada de colada puntiaguda. Elmolderepresentadoen lasiguientefigura,muestraunanuevaposibilidadde configuracióndelacoladaenmoldesdecoladacaliente.Estemoldetrabajaconuna entradadecoladapuntiagudaindirecta.Comoelpuntodedesgarrenosesitúa directamentesobrelapieza,disminuyeelpeligrodeinfluirenlatemperaturadela boquillaconlarefrigeracióndelmolde.Sibienesverdadquehayqueeliminar posteriormente las rebabas, estos moldes trabajan en la práctica con una gran seguridad. Entodaslasconstruccioneshayquecuidarprincipalmentedeunbuenaislamiento térmicodelaplacadedistribucióncalentadarespectoalrestodelmoldeytambién dequelaplacacalientetengaposibilidaddedilataciónlibre.Elmejorefectoaislante CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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seconsigueconunarendijadeaireaamboslados,de3a5mm.deanchura(46ª). Los elementos distanciadotes eventualmente necesarios han de ser de material aislante;paraelloserecomiendasindanyoyamianto.Conunaláminadealuminio colocadaenunacámaradeairepuedenevitarsepérdidasdecalorporradiación.
Moldedecoladacalienteconentrada decoladapuntiagudaindirecta Lapotenciacalefactoraainstalarenlaplacadistribuidoradependedeltamañodel moldeydelamasaaelaborar.Enlabibliografíaseproponeunaaportacióndecalor de1a2wporcm3 deacerodelaplacadistribuidora;paramoldespequeños,de250 a400wdepotenciacalefactoraporpuntodecolada,yparamoldesgrandes,de 600 a900w. Lasseccionesdeloscanalesdistribuidoresestarántambiéndeacuerdo coneltamañodelmolde;paramoldesgrandes,de12a15mm.Alelaborarlos canalessecuidarádequefavorezcanalmáximoelflujo.Paraeliminarlos“rincones muertos”eventualmenteexistentes,serecomiendallenarelmoldeconpoliamida66 a260°Cantesdelaelaboracióndematerialessensiblesalatemperatura;como CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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cualquierotrotipodeplástico,lapoliamidaseacumulaenlasunionesyenlos rincones poco favorables al flujo. A continuación se inyecta polietileno de alta densidad;latemperaturadelamasadepolietilenohadesertanelevadacomolade lapoliamida,parque éstanose solidifique.Elpolietilenoinyectadoposteriormente desplazala
Entradadecoladapuntiagudasimple, coladacaliente poliamidadel centrodelcanaly,entonces,puede reducirsela temperaturahasta la deelaboracióndelmaterialtérmicamentesensible.El polietilenosiguesiendoapto para la inyección debido a su amplio intervalo de temperatura de fusión. La poliamida que queda en los puntos de unión y “rincones muertos” se solidifica, mientrasquelanuevamasademoldeoexpulsaelpolietilenodelcanal. Últimamentehanentradoenusotambiénlosllamadosmoldessimplesdecolada calienteconentradadecoladapuntiaguda.Lafiguraquehemosvisto(arriba), muestraunmoldedeestetipo.Sinembargo,sólosejustificaunmontajetan complicadocuandonosonposibleslassolucionesanteriores,porejemplo,acausa de un espesor excesivo. Tales moldes permiten una producción totalmente automática,inclusocuandonoesposibleunaentradadecoladapuntiagudacon precámaradebidoaunexcesivoespesor,ocuandosetratadematerialesduroscon elevadatemperaturadefusión,como,porejemplo,POM.
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Entradadecoladadevariospisos Paraaprovecharenformaóptimaelrendimientodeplastificacióndelamáquina inyectora,seempleanmuchasvecesmoldesmúltiplesenlosquelascavidadesse sitúan enun plano. Pero,con piezas planas degransuperficiey reducidopeso, estosmoldesmúltiplesnosonsuficientesparaaprovecharrentablementelacapacidad de plastificación de la máquina, la cual debe trabajar con un grado de aprovechamientovolumétricode0,2a0,8.Porello,seemprendiólaconstrucciónde moldesenlosquelascavidadessehallandispuestasenvariospisos,yaque,así,se aprovechamejorlacapacidaddeplastificación. Lasiguientefiguramuestraunmoldeconlascavidadesdispuestasendospisos.La desventaja de dichos moldes es la elevada pérdida de material, debida a la ramificacióndelsistemadellenado.
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Entradadecoladadevariospisos
SALIDADELAIREDELOSMOLDES Al proceder al llenado del molde, la masa tiene que desplazar el aire que se encuentra en el mismo. Si este aire no tiene posibilidades de salida, queda comprimidoenelpuntomásaltooenlaslíneasdeunióndeflujo,produciendoallí quemadurasenlapieza(efectoDiesel).Estaszonassecaracterizangeneralmente portonalidadesoscurasenlapiezaquelahaceninservibles,yaquefrecuentemente elllenadonoes tampococompleto.Porlogeneral,paralasalidadelairenose precisan medidas especiales, ya que éste tiene suficientes posibilidades para escaparporelplanodeparticiónolosexpulsores,especialmentecuandoelplanode partición tiene una determinada aspereza, por ejemplo, al ser esmerilado con un discodegranogrueso(grano240).Lasestríasdepulidoseñalaránhaciafuera;sin embargo,esprecisoqueelmoldesellenedemodoquelamasaentranteenla cavidaddesplaceelairehaciaunajuntadepartición. Laformayposicióndelaentradadeterminanelprocesodellenadoy,portanto, tambiénlaposibilidaddeeliminacióndelairehaciaunajuntadepartición. Laformayposicióndelaentradadeterminanelprocesodellenadoy,portanto, tambiénlaposibilidaddeeliminacióndelaire.Silaposiciónoformadelaentradaes tandesfavorablequenogarantizalasalidadeaireporunajunta,habráquetomar otras medidas para eliminarlo. Para ello no es indispensable elaborar canales especialesparalaaireación,sinoquemuchasvecesbastaconconstruirlamatrizen variaspiezas.Lasjuntasdepartición,especialmentelasde longitudreducidapor destalonado,sonmuchasvecessuficientesparalasalidadelaireytienenlaventaja dehacersemenos visiblesen lapieza que los canales deaireelaborados enel planodeparticiónoenotropunto. Enlafiguraserepresentaunmoldepara vasos con entrada de colada lateral respecto a la pieza. Al proceder a la inyección,lamasarodeaprimeramente el núcleo en forma anular y sube despuéslentamente.Elmaterialcierra, pues,lacavidadporelplanodepartición y desplaza el aire hacia el fondo del vaso;conello,alcomprimirseelaire,se produce un sobrecalentamiento, y el aumento de temperatura producido quemaelmaterialenestazona. Sinopuedetomarseladecisióndeinyectarelvasoporelfondosiguientefigura), seránecesariotomarotrasmedidasparalasalidadelaire.Enelmoldedelafigura CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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anteriorpuedepartirselamatrizenelfondodelvaso,creandoasíunanuevaranura departición,otambiénpuedeconseguirselaevacuacióndelairegraciasalmontaje adicionaldeun troquel;desdeluego,nopuedeevitarseunamarca enelfondodel vaso,aunqueunaoportunarealizacióndeltroquelpuedeconvertir,a veces,lamarca indeseableenunamuescaornamental.
Cuandolasranurasdelplanodeparticiónno sonsuficientementepermeablesyelaireno puedeescaparporlosexpulsoresotroqueles auxiliares,habráquereducirlassuperficies dejuntaparareducirelcaminoorecorrerpor elaire,oelaborarcanalesdeunasmilésimas demm.deprofundidadyalrededorde1mm. deanchoenelplanodepartición.
Vasoinyectadolateralmentemediantemoldeconjuntaadicional. Expulsióndeaireporlajuntaadicional(izquierda) Expulsiónmediantetroquelauxiliar(derecha).
M ol de s p ara va so s c on canales anulares para la salidadeaire CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Lafiguraanteriormuestraunmoldeconcanalesanularesparaunamejorsalidadel aire.Loscanalesdesalidaparamoldesmúltiples,trabajansegúnelmismoprincipio. Enlasfigurassiguientessemuestranalgunasposibilidadesdeconfiguracióndelos expulsoresytroquelesauxiliaresobiendesusagujeros.Lasoluciónesquematizada enlasegundafiguratienelaventajaadicionaldepoderdirigirairecomprimidoal agujerodelexpulsor,loquefacilitaeldesmoldeo. Otraposibilidaddeeliminarelaireconsisteenhacerqueelmolde“respire”,esdecir, que seabraligeramente alefectuar lainyección.La forma derespiración más conocidaeslaqueproporcionalainyecciónconestampado.Sinembargo,eneste casosebuscan,conla“respiración”,efectosdistintosaunabuenaaireacióndel molde,loquetrataremoscondetallemásadelante.
Moldemúltipleconcanalesdesalidadeaire
Configuracióndelosagujerosdelosexpulsoresen vistasdemejorarlasalidadeairedelmolde Acanaladodeltroquel paramejorarlasalidade aire
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Larespiracióndelosmoldespuedeconseguirsetambiénajustandolafuerzade cierredeformaqueel moldepuedaabrirseligeramentealefectuarelllenado.No obstante,hayquedosificarexactamenteelvolumendeinyecciónparaevitarla formacióndemembranasenlapieza.Lafuerzadecierrehadesermayor,entodo caso,quelaejercidaporlapresiónresidual.
GUIAYCENTRADODELOSMOLDES
Paraalcanzarlamáximaprecisión,elmoldenecesitaunaguíayunoselementosde centradopropios.Enmoldespequeñosyparticularmenteplanos,seempleanejes guía.Setratadeejes(pines,columnas)quesobresalendeunadelasmitadesdel moldecuandoésteestáabiertoy,alefectuarelcierre,seintroducenconunajuste perfectoenlosorificiosdeloscasquillosymanguitosdeacerotemplado(bocinas) previstosenlaotramitad. Enlosmoldesplanossegarantizaunaposiciónrelativapermanenteyexactade ambassuperficiesexternasduranteelprocesodeinyección,asícomolaobtención depiezasexentasdedesplazamiento.Enlosmoldesconvaciadosprofundos, especialmente cuando tienen núcleos largos y finos, puede producirse un desplazamientodelnúcleodurantelainyección,apesardeuncentradoexactocon losejesguía;ellotienelugarsobretodocuandoelmomentodeinerciadelnúcleoy elmódulodeelasticidaddelaceronobastanparaevitarunadeformacióndeaquél bajo lapresiónde lamasade moldeo. Hay que prever entoncesposibilidades adicionalesdecentradoparaelnúcleo,delasquetrataremoscondetallemás adelante. En la figura mostrada, mediante un ejemplodemontaje,muestralaposición yelasientodelospinesguíaydesus correspondientes bocinas (casquillos y manguitos). Par a la guía axial se empleannormalmentecuatro“unidades deguía”(columnaybocina).Conobjeto de f ac il it ar el m on ta je y g ara nt iza r siempre una correcta colocación del molde,unadelas“unidadesdeguía”se coloca desplazada o se hace de dimensión diferente. Este último es el caso más frecuente, ya que ofrece muchasmenosdificultadesdemontaje, especialmente empleando elementos normalizados para moldes, que las unidades situadas en forma desplazada. Para alinear correctamente la unidaddeguíaalconstruirelmoldeyal montarlo en la máquina, dos de los elementos de guía dispuestos en diagonalhasdeseralgomáslargos.Las “unidadesdeguía”secolocaránenla zona más extrema delmolde,afinde aprovecharestehastaelmáximoparael vaciado y facilitar la colocación del 123 sistemadeatempera-miento. CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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Al cerrar el molde, los pernos de guía han de introducirse en los agujeros exactamente ajustados de la otra mitad del molde. Sólo puede alcanzarse un centradoefectivocuandolastoleranciasdelosdiámetrosdelacolumnaydela bocinasemantienenestrechas.Laconsecuenciaesunfuertedesgaste,lacamisas sefabrican,aligualquelospernos,conacerosdecementacióndeunadurezade60 a62HRC;puedenencontrarseenelcomercioespecializadoenlasmásdiversas dimensiones.Eldesgastesereducetambiénlubricandolascolumnasconbisulfuro demolibdeno;atalfinposeenranurasdeengrase.Lospernosdesprovistosde ranurassóloseaplicanenmoldesmuypequeños,comoguíasdecorrederasen cuña,yenelcasoespecialdequeseempleenrodamientosdebolascomobocinas.
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Enelcomerciopuedenencontrarsecolumnasycamisas(casquillosymanguitos)en lasmásdiversasejecuciones.Lastoleranciasdeajusteprescritasvaríansegúnlos fabricantes;seobtieneunaguíasuficienteyuncentradoadecuadodelosmoldes cuandolospernosdeguíasehanacabadoconunatoleranciah6enlazonadeguía oespiga,unatoleranciak5enlazonadelvástagoyunatoleranciaf7enlazonade centrado.Eldiámetroenelpuntodeuniónhadeestarreducidoen0,2mm.Sila columnaestáaseguradacontraeldeslizamiento,porejemploconunespárrago,el agujeroderecepcióndelmoldehadetenerunatoleranciadeH7.Sintalseguroes necesariounatoleranciaN7(ajusteprensado).
Lalongituddelascolumnasguíasdependedelaprofundidaddelosvaciadosdel molde.Laguíadelmoldehadeempezarsiempreantesdequeunadelasmitades delmismoseintroduzcaenlaotra.Lasiguientefiguramuestralostiposdeguía usualesenelmercado.Lospernoscondispositivosdecentradotienentambiénpor misiónlafijacióndelasdiversasplacasdelmolde.Losrestantespernosdeguíahan sidoyadescritos.
E jemp lo s d e c ol umna s guí a
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Boc in as c on t ol er an cias más u sa da s
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Paralasbocinas,lastoleranciashandeserH7enelagujerodelazonadeguía,k5 eneldiámetroexteriorcuandoelcasquillotieneunaprolongaciónparaelcentrado,y k6enelmismodiámetroexteriorcuandolatiene.Laprolongaciónparaelcentrado debeirafectadadelatoleranciaf7. El diámetro delavalona puede rebajarse en0,2 mm. Lalongituddeloscasquillosdependedeldiámetrodelagujero,debiendoquedar entre1,5y3vecesdichodiámetro.Elagujeroparaalojarelcasquilloenelmolde tendráunatoleranciaH7.Enlafiguraanteriorsemuestradosformasdecasquillos; losquetienenprolongaciónparacentradosirvenparalafijacióndelosdistintos platosportamolde.
Unidaddeguíaconrodamientodebolas
En esta figura, se muestra un sistema deguíaqueseaplicaenlaconstrucción demoldessimplesyparacorrederas. Para su fabricación se precisa una punteadora,omáquinademandrinarde gran preci sión, que garantice la al ine ac ión d e l os ag uje ro s de l as diversasplacas.
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En esta figura se representa un sistemaqueutilizaunejeescalona-do como guía. Los agujer os par a el alojamientodelejeylabocina pueden realizarse conjuntamente (a igual diámetro).Loselementosdecentrado delejeydelcasquillodeguíafijan simultáneamente las distintas placas 126 delmolde.
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La figura muestra un sistema raramente utilizado, pues, aunque garantiza una guía muy exacta y ligera,reportacostesmuyelevados.
. Comopuedeverseenlaprimerafiguradeestacapítulo,elsistemadeguíay centrado de un molde incluye también el llamado manguito de centraje. Estos manguitos permiten centrar y unir las placas del molde no abarcadas por los elementosdeguía.
Aquí se representa un manguito de centrado. El diámetro exterior del manguito coincideconeldiámetroexteriordelcasquilloyconelvástagodelascolumnas guías.Deestemodolasplacasquenoalojanloselementosguías(ejesybocinas) puedentaladrarse enuna solaoperaciónjuntoa lasrestantesplacasdel molde.El diámetro interior de las bocinas (manguitos) es suficientemente grande para garantizarlaseguraintroduccióndelascolumnas.
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Deentrelosmuchosnuevossistemasdeguíaycentrado,cabecitaraúnlos representados en las siguientes figuras. Ambas modalidades se basan en los elementosyadescritos:columna guía,bocinasymanguitosdecentrado.
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Enelsistemadeguíaycentradosegúnlaprimerafigura,lascolumnasycasquillos estánprovistosdeagujerosroscadosytornillosdefijaciónquesealojanenelorificio delaparteopuesta.Tambiénaquíseempleanmanguitosdecentradoparalas placasnoabarcadasporlascolumnasybocinas.Estaejecucióndelsistemadeguía ycentradoesdecostemáselevadoquelarepresentadaenlaprimerafiguradeeste capítulo;perotieneventajasdecisivasparaelmontaje,puesnosonnecesarioslos agujerosparalostornillosquefijanentresílasdiversasplacasdelmolde;paraunir lasdiversasplacasseempleanaquílostornillosdefijacióndelsistemadeguíay centrado.Almismotiempo,permiteunmejoraprovechamientodelasplacasdel molde para la cavi dad y l a colocación si n obstáculos del sistema de acondicionamientodelatemperatura. Elsistemarepresentadoenlasegundafiguramuestrauntipodeconfiguraciónde bocinasy manguitos totalmente distinto, asícomoposibilidadesdemontajeen el molde. Los casquillos de este sistema constan de tres piezas: el casquillo propiamentedicho,unaarandeladeseguridadyunatuercaanular.Laposicióndela arandelapuede variarse, loque reporta laventajade que los extremosde los casquillospuedencoincidirconlasplacasdelmoldeo,graciasalaaccióndela tuerca,sobresalirunos5mm.;enestaposiciónpuedenfijarseentresíunnúmero ilimitadodeplacas.Elcasquilloconalargamientoparacentrado,comoladelos desprovistosdelmismo,enlosotrossistemas;además,puedeemplearsetambién comomanguitodecentrado,casoenelqueseprescindedemolde,conloque pueden ahorrarse, a veces, las placas intermedias que, en los demás sistemas suelensernecesarias,paralafijacióndeloscasquillos.Asísereducelaalturadel moldeyseequilibranloscostesadicionalesdelaconstruccióndetalescasquillos. Paragarantizaruncorrectofuncionamientohayqueevitarlaaccióndefuerzas lateralessobrelossistemasdeguía;sinoexistentalesfuerzas,noespreciso calcularlaseccióndelascolumnasguías.Hayquehacerlo,encambio,conguías inclinadasy,especialmente,concorrederaslaterales.
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Cálculodelasfuerzasenlascolumnasinclinadas Enlasiguientefiguraserepresentaunacolumnainclinadaconlasfuerzasque actúansobrelamismaalascenderlaplacadelmolde;laresultantedeestasfuerzas se deduce de las ecuaciones para el movimiento de cuerpos sobre un plano inclinado. Laresultantedelasfuerzas PQ es: Pr=
√ Q2 +
p2
Sienestaecuación sustituimosPpor… P=Q ∙ tg(α+p)
Columnainclinadaconlasfuerzas queactúansobreella.
Movimientosobreplanoinclinadoutilizado paraelcálculodelascolumnas. tendremos: Pr= √Q2 +Q2 +tg2 (α+p) obien, Pr=Q √1+tg2 (α+p) CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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verificándose: tgβ(α+p) Porlogeneral,elvalordetgβnohadesermayora0,5 ConR=μNseobtieneeldiagramadefuerzas. tgp=R ⁄N=μN ⁄ N=μ Elcoeficientederozamientoμes0,1paraelmovimientodeacerocontraacero;con ellopuedecalcularseelángulodeinclinacióndelascolumnas. Lafuerzaresultante,queactúaperpendicularmentealacolumnayesdecisivapara elcálculodelaseccióndelmismo,secalculaporlarelación: Pr=Q √1+tg2 βcosα Al abrir el molde, las columnasestán sometidas a esfuerzos de cizallamiento. La secciónnecesariaparatalescolumnassecalculaporlarelación… F=Q ⁄ o,paraelcasopresente, F=Q √1+tg2 β ⁄
(cosα)
En la siguiente figura se representa la fuerza que actúa sobre las columnas inclinadasenfuncióndeltiempo.Lafuerzatotalsóloactúa enelmomentodeiniciar elascensolaplacadelmolde.
Esquemarepresentandolacargasobreuna columnainclinada,enfuncióndeltiempo
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Porlasconsideracionesrelativasalmovimientodecuerpossobreunplanoinclinado, puede verse (diagrama de fuerzas) que es necesaria una fuerza P' que evite justamenteeldeslizamientodelcuerpo.SiestafuerzasehaceP'=0,elánguloserá α=p 0,produciéndoseauto-retención. Enelcasode acerocontraacero tiene lugar la auto-retención cuando α ≤ p0 = 6°. Como no debe producirse tal caso, la inclinacióndelospernoshadesersiempresuperiora6°,afindeevitarsu sobrecarga.Enlaprácticasehaestablecidoquelosángulosmásfavorablesparala inclinacióndelascolumnasoscilanentre15y25°.Losángulosgrandesfacilitanel movimientodeaperturadelmolde,mientrasquelospequeñosaportanunamayor fuerzadecierre;hayquesituarseenelpuntojusto,quepuededeterminarseporel tamañodelmoldeolasfuerzasdeaperturaycierre.
Moldeconelementosmóviles 7.- Cuñadecierre 8.-Bocinabotadora 9.-Pinexpulsor 10.-Botadordecolada 11.-Columnainclinada 12.-Pinguíadeplacasexpulsoras15.- Pernodesujeción 15y16.-Pernosdesujeción 20.-Resortes
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Elángulodelascolumnasinclinadas,deberá sermenorqueeldelascuñasdecierre. (3a5grados) EXPULSORES(BOTADORES) Laextraccióndelosproductosdelmoldesonengeneralunproblema.Losplásticos seadhierenalassuperficiesdelmoldeapesardequeestastienenunleveángulo desalida. Unángulodesalidadelordende0,5a1°essuficienteparapoderreducirla adhesión,másaúncuandoseusanbotadoresneumáticosomecánicos. Siemprequeseaposible,elbotadordeberáexpulsarcompletamenteelproductoo productosdelmolde. Enlamayoríadeloscasos,elproductoesextraídodelladodelmachodebidoala contraccióndelmaterialplásticoinyectado.Estoesmásdifícil sielgradodeacabado delmolde(partesmoldantes)noesbueno(presentaralladuras). Los botadores trabajande tal manera que nodeben dejanmarcas visiblesen el producto. Laextracciónpuedeserpor: 1. 2. 3. 4. A.
Pinesyláminasbotadoras Bocinasbotadoras Placasbotadoras Airecomprimido
PINESBOTADORES Lasvarillasexpulsorasopines,normalizadossegúnDIN 1530,seaplicandeun modomuygeneralparadesmoldarlaspiezas.Sonrelativamenteeconómicasy fácilesdemontar.Estospinesbotadoressongeneralmentetempladosconuna durezade60–62HRC.Paraqueestospinestenganfácilmovimientoenel molde,serectificaelvástagocongranexactitud,recomendándoseparaelmismo la tolerancia g6. Eltipodeajustedepende delamasa aelaborary dela temperatura delmolde.En moldes calientes hayquetenerencuentaquelospines
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1.-Pinesbotadores no han de accionarse hasta alcanzar la temperaturadelmolde.Normalmente,para el agujero da buenos resultados la tolerancia H7. Los pines botadores están sometidos a compresión dur ante su actuación,porloquehandedimensionarsecontraelpandeo;paraellohayquedarle suficientediámetro,perotambiénunaguía de suficiente longitud en el molde. La longituddeestaguíahadeserde2,5a8 veceseldiámetrodelpin.Paralosdiversos diámetrosdelospinesbotadorespueden considerar se los siguientes valor es orientativos:
Diámetrodepin 1 a 3 3 a 5 5
d
Longituddeguía aprox. (8 a 4) d aprox. (4 a 3) d aprox. (3 a 2,5) d
Los pinesbotadores van montadosen las placas deeyección, demodo que, se accionaconjuntamente.Laplacadebetenersuficientejuegoparaquepuedan ajustarsecorrectamenteenlosagujerosdelmoldeparalosquepasan.Denoser así,lospinespuedenagarrotarseo,incluso,romperse.Segúnsuaplicación,existen diversasmodalidadesdeejecución: A) Los pinesbotadoresdevástagocilíndrico concabezacónicaseadoptancuandono hayespecialesexigenciasencuantoala transmisióndefuerzaspormediodelos mismos.Seempleancondiámetrosde3 a16mm.yunalongituddehasta400 mm. B) Lospinesbotadoresconcabezacilíndrica seadoptancuandoseprecisaunagran fuerzadeeyección.Lacabezacilíndrica ofrece una superficie de apoyo mayor que la cónica y reduce el peligro de penetraciónenlaplacaexpulsora.(3a16 por400mm.) CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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C)Lospinesbotadoresconcabezacilíndricaydevástagoconespigaextremade menordiámetro,seadoptancuandolasuperficiedeataquesobrelapiezaesmuy pequeña y la fuerza necesaria es reducida. El vástago con espiga aumenta la resistenciaalpandeo.Lospinesseempleancondiámetrosde1,5a3mm.y longitudesdehasta200mm. 1.1Láminasbotadoras
Láminasbotadoras
2.-Bocinasbotadoras
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3.- Placasbotadoras
4.- AIRECOMPRIMIDO
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Elairecomprimido,realizaunaextracciónpositiva,ygeneraráunvacíoquepermitirá laexpulsióndelapiezamoldeada. EJEMPLOSDESISTEMASDEEXTRACCIÓN
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ATEMPERAMIENTO(REFRIGERACIÓN) Enlosdiversosprocedimientosdemoldeo,lasvariacionesdelatemperaturade fusióno deplastificaciónjueganunpapeldiferente,segúnsetratede unmaterial termoplásticoode untermofijo.Lavelocidadesconstantecuandolatemperatura tambiénesconstante. Lasvariacionesdetemperaturadelpolímerofundidosetraducenenvariacionesde viscosidad.Porestarazónesposiblefacilitarelllenadodeunmoldecomplejo, reduciendolaviscosidaddelpolímeroconunpequeñoaumentode temperaturaen elcilindrodeplastificaciónoenelmolde. Dehechoelmoldedeestasresinasresultamáscrítico,porquedebehacerseenel intervalodetiempoqueocurreentrelaplastificaciónylareaccióndeendurecimiento.
Lafusióndelosmaterialestermoplásticos serealizagradualmenteenelcilindro de plastificación, bajo condiciones controladas. Al calentamiento externo proporcionado por el cilindro de plastificación, se suma el calor generado por la friccióndelhusillo(tornillo),lavariacióndesuvelocidadderotaciónydelosvalores delacontrapresión(queactúasobreelhusillodurantelaplastificación),producen variacionesdelacantidaddecalorporfriccióndentrodelcilindro. Llegandoalaenergíatérmicaparalafusión,senotaqueengenerallosmateriales semicristalinos(ejemplo:poliolefinasPEyPP,poliamidasPA,poliacetalesPOM, etc.)requierenmayorcantidaddecalorquelosmaterialesamorfos(ejemplo:resinas estirénicas PS, SB, ABS, etc.) pues el calor específico de los plásticos semicristalinosesmayorqueeldelosmaterialesamorfos.
Lasvariacionesdetemperaturas enelmoldepuedenproducirpiezasconcalidad variableydimensionesdiferentes.Cadaseparacióndelatemperaturaderégimense traduceenunenfriamientomásvelozomáslentodelamasafundidainyectadaen lacavidaddelmolde.Silatemperaturadelmoldesebaja,lapiezamoldeadase enfría más rápidamente y esto puede crear una marcada orientación de la estructura, elevadas tensiones internas, propiedades mecánicas y aspecto superficialdemalacalidad. Cuandosemoldeanmaterialesconestructurassemicristalinas(ejemplo:poliolefinas PE,PP,poliamidasPA,resinasacetálicasPOM,poliésterestermoplásticosPBTP, PETP,etc.)debetrabajarseconmoldescalientes(60º-120ºC).Elenfriamiento lentoproduceenlaspiezasmoldeadasunacristalizaciónuniformaencasitodala
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sección(tantoenlointernocomoenlasuperficie).Deestamanera,semejoranlas característicasmecánicasylaestabilidaddimensionaldelaspiezasproducidas. Estoocasiona,inevitablemente,ciclosdemoldeomáslargosymayorescostosde producción.
Laexpresión “enfriamientodelmolde” significa:necesidaddecircularunlíquido alrededordelascavidadesdeunmoldeafindeasegurarladisipacióndelcalor acumuladoporlamasafundidainyectadaenelmoldeencadaciclodetrabajo. Seríamuchomejorutilizarlapalabra“termorregulación”ocontroldelatemperatura deacuerdoalasnecesidadesysegúnlascircunstancias,considerandolíquidos “fríos”(de0a10ºC)olíquidos“calientes”(de50ºamásde100ºC)losqueson circuladosbajopresiónenlosmoldesparatermoplásticos.
Parauna efectivadisipacióndecalor enlasdiferenteszonasdelmolde,es necesariodistribuir circuitosde enfriamientoseparadose independientes.
Engeneral,paralosmoldesmássencillosseutilizandoscircuitosseparadospara lossemimoldes:uno paraelsemimoldefijoyotro paraelsemimoldemóvil.Sin embargo,paramoldesgrandesocomplicados,nosonsuficientesdoscircuitosde enfriamiento.
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Diferenciasenlatemperaturasobrelasuperficiedelacavidaddeunmoldede acuerdoalaposicióndelosagujerosdeatemperamiento.Enelcaso A setiene mayoresdiferenciasdetemperatura(ΔT),debidoalosgrandesespaciosentrelos conductos individuales de atemperamiento. En el caso B las diferencias de temperaturasonmenores,yaquelosconductosdeatemperamientoestánmás cercaunodelotro.
Transmisión de calornouniforme Espacio b muy grande + espacio Cmuy pequeño +diámetrodelagujerod1 muy grande Resultado: Temperatura no uniforme en la cavidad del molde
Transmisión decaloruniforme Si tenemos: I Espesor de la pieza W Diámetro de lo agujeros d1 ≤ 2 mm 8 – 10 mm ≤ 4 mm 10 – 12 mm ≤ 6 mm 12 – 15 mm II Espacioc=2–3x diámetrodelagujero III Espaciob=máximo3diámetrodeagujero
Diámetroylocalizacióndelosagujerosdeatemperamientoenmoldesdeprecisión. Losagujerosestánrodeadosporlíneasconcéntricasisotérmicas.
Representaciónesquemáticadel atemperadode placasdemoldeconsecciónrectangular mediantecanales
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A. Atemperadosimple concanalesparalelos.El circuitose cierra medianteuna manguera(1) B. EjecucióncomoenA,peroconcanaltransversalqueaumentalaefectividad dellíquidodeatemperado.Losextremosdeloscanalesestánprovistosde taponesdecierre(2) C. Sistemadecirculación formado porcanales longitudinales paralelos unidos mediante canales transversales. El recorrido del flujo se determina incorporandotaponesylimitadores(3)
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Sistemasdeatemperamientopara corazonescondimensionespequeñas
Representaciónesquemáticadelatemperado deplacasenmoldesmúltiples
La circulación del líquido de atemperamiento tiene lugar a través de canales de diámetro adecuado, cuyaposiciónvienedeterminadaporla disposicióndelasdiversascavidades del molde.
Representaciónesquemáticadel atemperadodeplacas
A. Canal espiral, que exige maquinariaadecuada. B. Canal formado por anillos concéntricosunidosmedian-te tramos rectos.Estos cana- les ofrecenventajasdeproducción. (Z)entrada;(A)salidadellíquido deatemperamiento.
Representaciónesquemáticadel atemperadonúcleosfijos A. Circuito formado por un tubo de cobre queconduceellíquidohastalapuntadel núcleo. B. Circuitoformadopordos agujerosquese unenenlazonaextrema.(1)núcleo;(2) placa expulsora: (T) pieza; (3) placa CARLOSPORTOCARRERORAMOS posterior; (4) placa inter- media con canalesdeentradaysalidadellíquidode atemperado.
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Representaciónesquemáticadedos posibilidadesparaatemperado externodemoldes
A.
Conducción del agente del temperado mediante un anillo (1) acopladoporsoldadura(2). B. Conducción del líquido mediante gargantaradial,cerradapormediode juntastóricas(4)ylacorona(5).
Representaciónesquemáticadel atemperadodenúcleosdegrandiámetro
(1) Placa posterior; (2) elemento con perfilhelicoidal,porcuyospasosfluyeel líquido de atemperamiento; (T) pieza; (3)placaintermedia.
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Detalledelmoldeparavasos(material:PE). CARLOSPORTOCARRERORAMOS
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