Proyecto Molde Polímeros Memoria
X. Arroita I.Otermin N.Zumeta
Proyecto Molde Polímeros
Índice 1
2
3
4
INTRODUCCION ............................................................................ 1 1.1
Equipamiento de inyección........................................................ 1
1.2
Componentes comunes de molde. ............................................. 2
1.2.1
Componentes parte fija de molde. ........................................ 3
1.2.2
Componentes parte móvil de molde...................................... 6
PIEZA A INYECTAR ....................................................................... 13 2.1
Solicitud de cliente.................................................................. 13
2.2
Superficies de piezas............................................................... 13
2.3
Radios y bordes ...................................................................... 13
2.4
Entrada en pieza .................................................................... 14
2.5
Ángulos de desmoldeo ............................................................ 14
2.6
Pieza ofertada ........................................................................ 15
CAVIDADES ................................................................................. 15 3.1
Número de cavidades .............................................................. 15
3.2
Forma y dimensiones .............................................................. 15
3.3
Fijación de celdas ................................................................... 15
3.4
Material e inyección ................................................................ 16
COQUILLA ................................................................................... 16 4.1
Guías de cierre ....................................................................... 16
4.1.1
Guías de fondo ................................................................. 16
4.1.2
Guías cilíndricas de aproximación ........................................ 17
4.2
Topes de recorrido .................................................................. 17
4.2.1 5
Tope de seguridad............................................................. 17
CELDA MOVIL .............................................................................. 18 5.1
Altura de celda móvil .............................................................. 18
5.2
Planta de celda móvil .............................................................. 18
5.3
Canal de acceso polímero ........................................................ 19
5.4
Entrada en pieza-cavidad ........................................................ 19
5.5
Expulsor en celda ................................................................... 19
5.6
Refrigeración en celda ............................................................. 19
5.7
Sobredimensionado de celdas .................................................. 20
5.8
Posicionado y amarre celda ...................................................... 20
Proyecto Molde Polímeros 5.9 6
Material de celda .................................................................... 20
PLACA PORTACELDAS MOVIL ......................................................... 20 6.1
Espesor portaceldas ................................................................ 20
6.2
Placa portaceldas .................................................................... 21
6.3
Distribución de polímeros ........................................................ 21
6.4
Refrigeración portaceldas ........................................................ 21
6.5
Material portacelas ................................................................. 21
7
PLACA APOYO MOVIL .................................................................... 22
8
DISTANCIADORES ........................................................................ 22
9
SISTEMA DE EXPULSION ............................................................... 22 9.1
Expulsores ............................................................................. 22
9.1.1
Expulsores de fondo frio..................................................... 22
9.1.2
Expulsores de colector ....................................................... 22
9.1.3
Expulsores de pieza ........................................................... 23
9.1.4
Expulsores de seguridad .................................................... 23
9.2
Placas expulsoras ................................................................... 23
10
PLACA SOPORTE ....................................................................... 24
11
MATERIALES ............................................................................. 24
11.1
Materiales específicos de moldes............................................ 24
11.2
Materiales comerciales generales ........................................... 24
12
ZONAS DE ENGRASE ................................................................. 24
13
MECANIZADOS ESPECÍFICOS...................................................... 24
14
EMBALAJE Y TRANSPORTE .......................................................... 24
15
PRUEBAS EN MAQUINA CLIENTE ................................................. 24
16
PRESUPUESTO Y CONDICIONES .................................................. 25
17
AMFE ....................................................................................... 25
17.1
AMFE producto de ensayos. ................................................... 25
17.2
AMFE funcional en pruebas. .................................................. 25
Proyecto Molde Polímeros
1 INTRODUCCION La fabricación de piezas poliméricas conlleva una serie de condiciones en el proceso de fabricación, que determinan las características principales de los moldes de inyección. Entre estas condiciones se encuentran la de definir una cavidad cerrada con capacidad de acceso del polímero y la posibilidad de permanecer cerrada soportando altas presiones y temperaturas. La necesidad de extracción de la pieza una vez solidificada y la de cerrar la cavidad para la inyección de la siguiente, hace que este proceso repetitivo lleve a la fabricación de los denominados moldes de inyección de polímeros que se corresponde con el objetivo de este proyecto. La generación de presión y temperatura en el polímero es externa al molde en sí y dado que las máquinas que lo contemplan están ya comercializadas con diferentes características, lo primordial será ajustar ambos, molde y máquina para una correcta producción de la pieza.
1.1 Equipamiento de inyección Las máquinas inyectoras a presión de polímeros han sido definidas con tres zonas bien diferenciadas como son: -
-
Zona de generación de polímero y sistema de alimentación, que permiten apoyados térmicamente, plastificarlo y dejarlo en condiciones de transferencia al interior del molde.
Zona mecánica de cierre, responsable del hermetismo de la cavidad cuando el proceso de inyección alcanza el máximo de presión. Foto o esquema de la red
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-
Zona de solidificación de polímero, apoyada por refrigeración externa para minimizar el tiempo de esta. Esta área se corresponde con la ubicación del molde.
El molde en si actúa de puente entre la zona de generación y cierre teniendo dos placas soporte, una fija al soporte fijo frontal del sistema de generación y la otra móvil adherida a la placa móvil deslizante del sistema de cierre.
1.2 Componentes comunes de molde. Se debe diferenciar aquellos que quedan a ambos lados de la línea de partición de la pieza a fabricar, la parte fija del molde que permanece inmóvil en el proceso de apertura del mismo y la parte móvil que es accionada por el sistema de apertura.
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Proyecto Molde Polímeros La parte fija permitirá el acceso del polímero plastificado a las cavidades y la parte móvil poseerá elementos que separen las piezas y restos del sistema de canalizaciones, dejándolas en condiciones iniciales de nueva inyección.
1.2.1 Componentes parte fija de molde. 1.2.1.1
Placa soporte fija.
Compuesta de dos placas como mínimo, una de ellas llamada placa soporte fija será la responsable de fijar esta parte a la superficie de apoyo de la máquina mediante bridas. Dispone de orificio por donde la boquilla de inyección contacta con esta parte fija del molde (L30).
1.2.1.2 Placa cavidad fija.
La otra placa ubicará las cavidades que pueden estar integradas en esta, entonces la placa se denominará placa cavidades fija, o bien poseerá postizos intercambiables llamados celdas siendo en tal caso denominada placa porta celdas fija. Esta placa debe ir refrigerada con el fin de ajustar los tiempos de solidificación del polímero que tanto afecta económicamente a la fabricación de los mismos (L35).
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1.2.1.3 Fijaciones parte fija.
La fijación de dichas placas se realiza con tornillos de alta resistencia y su correcta colocación se apoya en elementos centradores que además realizan esta función entre la parte fija y móvil del molde con el fin de cerrar y ajustarlas antes de la inyección.
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1.2.1.4
Bebedero.
En el centro de ambas y atravesándolas se encuentra el bebedero, responsable de transferir el polímero plastificado de la boquilla de la máquina al sistema de distribución entre cavidades. Dicho bebedero está fijado con ajuste a placa cavidad e inmovilizado por anillo centrador que además de ejecutar esta acción, sirve para la correcta colocación del molde completo en la máquina permitiendo que el bebedero del molde y la boquilla del sistema de inyección estén alineados.
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Proyecto Molde Polímeros 1.2.1.5 Fijaciones a máquina.
La placa soporte fija puede o no tener las mismas medidas longitudinales que la placa cavidad fija. Dado que la placa soporte fija debe ser fijada con bridas, unas dimensiones mayores de la misma facilitarán el montaje de molde, no obstante, si esa sobredimensión impide el correcto acceso del molde a la zona de apoyo, se pueden igualar las medidas y efectuar vaciados laterales en la placa cavidad para introducir las cabezas de las bridas.
1.2.2 Componentes parte móvil de molde. 1.2.2.1 Placa soporte móvil.
Análogamente a la parte fija, posee placa soporte que permite fijar el cuerpo móvil del molde a la superficie móvil de cierre de la máquina. También realizada con bridas, su fijación debe realizarse una vez colocada la parte fija y siempre con molde cerrado para garantizar un adecuado posicionamiento de ambas partes. Con el fin de acceder al sistema de expulsión del polímero solidificado, tiene un orificio en el centro por el que se procede a la fijación del sistema de expulsión; el generador de movimiento del mismo que generalmente es un sistema hidráulico está integrado en la máquina inyectora (L10).
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1.2.2.2
Placa cavidad móvil.
También la placa cavidad o portaceldas móvil se encuentra fijada a la placa soporte móvil por tornillos, que en este caso son de longitud mayor a los de la parte fija ya que deben incluir en su apriete a otros elementos del subconjunto móvil (L35).
1.2.2.2.1
Fondo frío.
Dado que el sistema de distribución del polímero plastificado debe acceder desde la salida del bebedero hasta la entrada en cavidad, se deben realizar mecanizados en la placa cavidad que permitan conducciones del mismo. De gran importancia en el mecanizado de esta es el del llamado fondo frio, que posicionado a la salida del bebedero recibe la primera parte del polímero plastificado procedente de la boquilla de la máquina y que acumula en su Memoria
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Proyecto Molde Polímeros fondo aquellas pequeñas partículas solidificadas del ciclo anterior, las cuales podrían obturar los accesos a las cavidades y generar fallos de llenado de piezas. Además dado su ángulo de contrasalida permite realizar la extracción de la mazarota (polímero solidificado dentro del bebedero al finalizar cada ciclo) para iniciar una nueva inyección. Este fondo frío será diseñado con diámetro de entrada superior al de salida del bebedero y con profundidad superior al de los canales de distribución que parten de él. 1.2.2.2.2
Canales de distribución.
Los canales de distribución se mecanizarán con secciones semicirculares o poligonales que permitan su fácil extracción una vez solidificado el polímero, estos canales que salen del fondo frio se denominarán canales principales, los cuales se bifurcaran en canales secundarios para acceder a la entrada de cavidad. En estos puntos de bifurcación se definirán formas cilíndricas que permitan el libre recorrido del polímero fundido, con una profundidad 20% mayor al del canal más profundo que acceda a ella. 1.2.2.3 Entrada a cavidad pieza.
La entrada a cavidad, ya sea en placa cavidad o celda intercambiable debe considerar los siguientes puntos: -
-
-
Si la pieza una vez solidificada debe abandonar la unida al sistema de distribución, la entrada debe mantener el nivel del canal secundario de acceso y efectuar su reducción hasta el punto de contacto con la cavidad de la pieza. De desear que tanto la pieza como el sistema de distribución abandonen el molde separados una vez solidificados abierto el molde y accionado el sistema de expulsión, la entrada debe ser en forma submarina que permite acceder a la cavidad de la pieza manteniendo material de placa cavidades por encima del mismo entre el final del canal secundario y el orificio de entrada a la cavidad La dirección de entrada de polímero plastificado en la cavidad, debe permitir el impacto en superficie próxima dentro de la misma, ya que la entrada libre del mismo generaría defectos de pieza debido a una solidificación prematura del mismo en forma de curvas internas.
1.2.2.4 Placa apoyo móvil.
Tiene por finalidad reforzar la rigidez de la placa cavidad, ya que esta queda debilitada con los vaciados de las cavidades y sistema de distribución, además de los agujeros necesarios para la refrigeración de la misma. Si la placa cavidad fuera porta celdas, su debilidad sería extrema ya que para poder ubicar las mismas se debe eliminar una gran cantidad de material.
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Proyecto Molde Polímeros Dado que esta placa solo se ve perjudicada por las perforaciones perpendiculares a la misma para el paso de expulsores, su presencia se considera obligatoria en la estructura del molde. 1.2.2.5 Distanciadores.
La necesidad de permitir el desplazamiento de los expulsores para evacuar el polímero solidificado en las cavidades y canales, precisa de elementos que mantengan distantes la placa soporte móvil y la de apoyo. La altura de estos debe ser dimensionada teniendo en cuenta el espesor de las dos placas que fijan los expulsores como las profundidades de la cavidad pieza y sistema de distribución, ya que para eliminar correctamente el polímero solidificado son necesarios desplazamientos mínimos de los expulsores.
1.2.2.6 Sistema de expulsión.
Una vez efectuada la solidificación del polímero en la cavidad, el sistema de apertura del molde dejará expuestas tanto las piezas como el sistema de distribución y la mazarota para que los expulsores lo separen de la placa cavidad. Esta operación de expulsión será realizada por un sistema conjunto de tres componentes: -
Los expulsores propiamente dichos que en contacto con la pieza y sistema de distribución realizan un movimiento axial para desplazar todo el polímero solidificado fuera de la placa cavidad. Los ajustes entre expulsores y placa cavidad o celdas en zona próxima al polímero, serán fundamentales para una correcta expulsión ya que se debe impedir que el mismo pueda introducirse por dicho ajuste, en el momento de presurización del polímero plastificado.
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-
Las placas de fijación y apoyo de expulsores, que serán guiadas por guía fijas a la parte soporte móvil y que permitirán que los expulsores tengan un juego axial con holgura, para que el ajuste de los mismos en la placa cavidad sea el responsable de su correcto funcionamiento. Con el fin de que el aprieto definitivo de ambas placas no perjudique a este movimiento, la fijación permanente de estas se llevará a cabo en prueba después de efectuado el movimiento de expulsión con cavidades vacías y molde abierto.
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La generación de movimiento mediante el acoplamiento del extremo de vástago de cilindro hidráulico fijado a la placa soporte móvil y que a través de un orificio centrado en la misma, accede a un casquillo roscado integrado entre las placas que forman el sistema de expulsión. Dicho movimiento esta guiado mediante columnas guía fijadas en la placa soporte móvil y que mediante casquillos ubicados en placas expulsoras, permite un desplazamiento ajustado que no provoque flexiones en los expulsores que llevaría a la rotura o bloqueo de los mismos.
1.2.2.7 Fijaciones y ajuste parte móvil.
La fijación desde la placa cavidad pasando por la de apoyo y los distanciadores con la placa soporte móvil, se realiza mediante tornillos de alta resistencia que efectúan el roscado en la placa cavidad y que inmovilizan las cuatro piezas indicadas.
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La placa cavidad y la de apoyo quedan ajustadas en posición mediante casquillo centrador que además de esta función, cumple la más importante que es la de centrar correctamente la parte fija y móvil del molde en el momento de cierre, pues la guía centradora ubicada en la parte fija del molde se posiciona dentro del casquillos una vez cerrado el sistema.
La placa de apoyo, los distanciadores y la placa soporte móvil son ajustados mediante pasadores huecos ya que el diámetro del casquillo obliga a mantener el diámetro de ajuste.
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PIEZA A INYECTAR
2.1 Solicitud de cliente Material de la pieza ABS alto impacto. Las medidas de esta se indican en los planos (ver plano nº DOOP 806001)
2.2 Superficies de piezas Dada la necesidad de que las superficies indicadas en el plano DOOP806001carezcan de imperfecciones, obligas a efectuar su inyección utilizando el sistema de contrasalidas, ya que estas superficies son perpendiculares. De no ser así aparecerían líneas de partición en una de las superficies. 2.3 Radios y bordes No se observan problemas de cambios bruscos de dirección en la pieza ni bordes que impidan una correcta distribución del polímero plastificado, por Memoria
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Proyecto Molde Polímeros lo que se centra el estudio en el siguiente punto 2.4 para conocer si con un punto de inyección sería suficiente para un llenado completo de la cavidad. 2.4 Entrada en pieza Se ha efectuado el estudio de número de entradas necesarias (ver cálculos apartado 2.5) y el resultado a sido de una. Si este hubiera sido superior, se debería haber tenido en cuenta la posibilidad de aparición de líneas de soldadura que podrían ser muy perjudiciales, pues su presencia en las superficies lisas provocaría piezas defectuosas en número inasumible. La situación de la misma se indica en plano (ver plano PM_DOOP_806001_07_01_P3D) y ha sido colocada en una superficie opuesta a la deseada lisa y fuera del lateral, con el fin de no perjudicar el encaje de la misma en el lugar de trabajo. Además su ubicación opuesta al brazo circular que una las dos pastillas, permitirá que el polímero una vez inyectado, en superficie lisa, se desplace introduciéndose en dicho brazo sin realizar giros no deseados. 2.5 Ángulos de desmoldeo En el plano correspondiente a la celda (ver plano nºPM_DOOP_806001_07_01_P3D) se observa la carencia de superficies perpendiculares al eje de cierre de molde, por lo que no se precisa la realización de ángulos de desmoldeo en esta celda. Solamente en cuerpo de contrasalida y en particular en su postizo que tiene mas forma cilíndrica de un milímetro de altura (ver plano nºPM_DOOP_806001_07_01_S3DMECA). No se efectuara ángulo de desmoldeo en la misma, hasta la realización de pruebas de inyección iniciados (pliego de condiciones apartado: 5.- Pruebas de inyección previas), de ser necesario se efectuara posteriormente, ya que su realización por ser en un milímetro de profundidad no alteraría las condiciones dimensionales del cliente.
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Proyecto Molde Polímeros 2.6 Pieza ofertada Ø1,2 mm
(ver plano nº DOOP 806001)
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CAVIDADES
3.1 Número de cavidades La puesta a disposición por parte del cliente de la máquina de inyección Raorsa E-1055(pliego de condiciones 7.2.- AMFE de proceso) para la fabricación de esta pieza, obliga a centrar el diseño de nº de cavidades o celdas a las características de dicha máquina. La decisión de seis celdas se basa en el condicionante(anexo cálculos 2.4.2) de que las cavidades fuerza intercambiables por deterioro de las mismas y en los cálculos efectuados (ver cálculos apartado 2.4) referentes a las capacidades de fuerza de cierre, volumen de inyección y geométricas de ubicación del molde en máquina. 3.2 Forma y dimensiones Con el fin de hacer frente a las contrasalidas y poder soportar la fuerza de cierre de esta, la forma de base rectangular se considera la más adecuada, ya que transferirá dicha fuerza a la placa portaceldas de forma simétrica, compensándose las tres de un lateral con las otras tres opuestas (ver plano nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). La altura de esta celda se define atendiendo a la forma circular de la pieza en contrasalida y prestando material para dar cavidad a los orificios correspondientes al sistema de refrigeración que accedería a estas celdas desde la placa portaceldas(ver plano nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). 3.3 Fijación de celdas Previamente al aprieto definitivo con par de apriete igual al 50% de la capacidad de los tornillos que fijaran con la placa portaceldas o
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Proyecto Molde Polímeros portacavidades, se realizará el apriete de las cuñas de inmovilizado de las mismas con par de apriete igual al 50% de la capacidad de sus tornillos. Con el fin de que las celdas realicen un cierre estanco tanto con la portaceldas móvil como con la placa fija, el mecanizado final de rectificado será realizado con las celdas montadas y ajustadas en la portaceldas móvil (ver plano nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). Por esta razón a estas celdas se las sobredimensionará con 1mm (ver plano nºPM_DOOP_806001_07_01_P3D). Para que una vez mecanizado, el conjunto efectué un cierre que impida fugas de polímero plastificado en la inyección. 3.4 Material e inyección Al igual que la placa portaceldas y el bebedero, debe soportar la corrosión a altas temperaturas por el paso del polímero plastificado, además su distorsión debido al mecanizado también tiene que ser baja. Estas razones y la alta resistencia necesaria, llevan a la decisión de colocar hacer 1.2312 que comparte estas características, incluyendo la posibilidad de ser cromado o nitratado en caso de necesidad. La composición química de este material, como las características mecánicas se encuentran referenciadas en el pliego de condiciones apartado 2
4 COQUILLA Se ha diseñado guiada perpendicularmente al eje de cierre de molde con el fin de efectuar el movimiento que permita clausurar la contrasalida de la pieza. En su parte anterior posee una cavidad y en la posterior una superficie inclinada con ángulo de 20º respecto al eje de cierre del molde(ver plano nºPM_DOOP_806001_08_01_P3D) sobre el que quedara fijado con tornillos una placa de fricción, ya que el material de esta coquilla al igual que el de la celda, se tomará en función a las características necesarias para soportar el desgaste del polímero y esfuerzos mecánicos. En la parte anterior se le darán rebajes de 0,1micras en forma de cruz que harán las veces de respiraderos (ver plano nºPM_DOOP_806001_08_01_P3D o y cálculos apartado 8.1) 4.1 Guías de cierre 4.1.1 Guías de fondo
Colocadas en la parte inferior del cuerpo de la coquilla, le proporcionaran el movimiento deseado, impidiendo deslizamientos laterales que alterarían el correcto cierre (ver plano nº PM_DOOP_806001_11_01_P3D y nº PM_DOOP_806001_12_01_P3D). Memoria
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Proyecto Molde Polímeros Diseñadas con acero cementado para impedir su desgaste por fricción serán fijadas a la placa de apoyo de la parte móvil mediante tornillos avellanados incrustados en la misma (ver plano nº PM_DOOP_806001_11_01_P3D y nº PM_DOOP_806001_12_01_P3D).El engrase será con Bisulfuro de molibdeno (pliego de condiciones apartado 4). 4.1.2 Guías cilíndricas de aproximación
Insertadas en la placa soporte fija e inclinadas 18º con el eje de cierre del molde, permiten el recorrido de la coquilla para liberarla del polímero solidificado. Estas guías poseen holgura suficiente de 0,5mm con el agujero de coquilla (ver plano nºPM_DOOP_806001_08_01_P3D) para quedar liberada de contacto en el momento en que la cuña fija presione la placa de fricción de la parte posterior de la coquilla. El engrase será con Bisulfuro de molibdeno (pliego de condiciones apartado4). 4.2 Topes de recorrido 4.2.1 Tope de seguridad
Se colocara tope físico a 2mm de final de carrera de apertura, mediante una pieza atornillada a la placa de apoyo móvil. Este tope se considera de seguridad, ya que en caso de fallar el de bola, la coquilla impactaría sobre él y por ser dos más el desfase, la guía cilíndrica retomaría el movimiento con dificultad, pero no generaría deterioros en el molde.
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5 CELDA MOVIL Definidas en los apartados 3.1 y 3.2 las razones de utilización de celdas de base rectangular, se pasa a concretar el dimensionado de las diferentes partes que la componen. 5.1 Altura de celda móvil Su altura viene definida por media altura de la coquilla (apartado4) y el posicionamiento de circuito de refrigeración además de los roscados necesarios para una fijación de la misma a la placa portaceldas móvil (ver plano nº PM_DOOP_806001_07_01_P3D y ver cálculos apartado 2, 3 y 4). 5.2 Planta de celda móvil De forma rectangular y con rebajes en dos esquinas. Para permitir la colocación de cuñas imprescindibles para un inmovilizado de la misma (ver plano nº PM_DOOP_806001_07_01_P3D). También en la otra dirección de la planta se dimensionara menor el hueco de la placa portaceldas, para ubicar otro par de cuñas de fijación. Memoria
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Proyecto Molde Polímeros 5.3 Canal de acceso polímero Con dimensiones igual al procedente de colector (ver cálculos apartado 3) se posicionara con este, con tolerancia inferior a la décima para que el paso del polímero de la placa portacavidades a la celda no quede disporsionado (ver planos nº PM_DOOP_806001_02_01_P3D y nº PM_DOOP_806001_07_01_P3D). Su longitud dentro de la celda se corresponderá con la necesaria para quedar con entrada submarina, una cantidad mínima de material de celda-superficie de 5mm. La forma de la sección será de semicírculo con el fin de favorecer la expulsión de los mismos y extraer el polímero solidificado en la entrada submarina. Los canales se mecanizaran con fresa esférica y la entrada en pieza será tipo gancho. Se realizará por electroerosión atendiendo al modelo especificado en plano (ver plano nº PM_DOOP_806001_02_01_P3D y nº PM_DOOP_806001_07_01_P3D) el cual se diseñara teniendo en cuenta el diámetro de entrada (ver cálculos apartado 3) y la sección capaz del canal secundario. 5.4 Entrada en pieza-cavidad Según se muestra en (ver cálculos apartado 2.4.3) y atendiendo a su posición y distancia a fondo frio se tiene que el grupo de seis celdas simétricas con igual distancia a dicho fondo frio se han calculado en (ver cálculos apartado 3.1.2) resultado de 1,4mm. 5.5 Expulsor en celda Dado que la forma de la cavidad en la celda tiene toda ella un ángulo de desmoldeo muy superior a los dos grados necesarios, el único expulsor se posicionara próximo al orificio de entrada del polímero, con el fin de romper la unión existente entre pieza y canal secundario. El agujero por el que se introduce el expulsor, tendrá en sus últimos 10mm próximos a la cavidad, un ajuste que permita el correcto funcionamiento del mismo y que impida la salida del polímero en estado plástico de inicio de llenado. El resto de agujero será de un mm mayor al del expulsor (ver cálculos apartado 12.1.1 y planos ver plano nº PM_DOOP_806001_02_01_P3D). 5.6 Refrigeración en celda Siendo de utilización diámetro 10,12 y 14 para el paso de refrigeración en el molde de inyección, se han realizado cálculos (ver cálculos apartado13)para conocer las kilocalorías que en cada ciclo desprende cada pieza ubicada en la celda.
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Proyecto Molde Polímeros También se han realizado dos conducciones en cada celda, pues el caudal necesario 1l/minuto siendo pequeño, permitirá el poder aumentarlo en caso de necesidad, además minimizara la diferencia de temperaturas entre la entrada y salida del refrigerante, con su aportación tanto a eliminar deformaciones no deseadas como a la calidad de la pieza independientemente de su posición en la placa portaceldas. La situación de los canales se presenta en (ver planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D) y tanto en el de entrada como en el de salida de celda, se colocaran juntas teóricas que impidan la salida de refrigerante entre celda y placa portaceldas aunque ambas se encuentren correctamente diseñadas en planitud y acabado superficial. 5.7 Sobredimensionado de celdas Dado que el cierre del molde precisa de una buena planitud en el conjunto de celdas y portaceldas, se efectuara un sobredimensionamiento de la celda de 0,5mm (ver planos nºPM_DOOP_806001_07_01_P3D) y también en menor medida en placa portaceldas (ver planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D), con el fin de ejecutar el aplanado después del montaje de ambas. En dicho mecanizado se eliminara el milímetro correspondiente a la celda, con lo que se garantizara el correcto cierre de placa portaceldas móvil con la fija, eliminando las posibles fugas de polímero que se podrían dar con molde cerrado (ver planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). 5.8 Posicionado y amarre celda Apartado 3.3 fijación de celdas- cavidad en placa 5.9 Material de celda Apartado 3.4
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PLACA PORTACELDAS MOVIL
6.1 Espesor portaceldas Dado que deben ubicarse las celdas y estas tienen espesor 60mm (ver cálculos apartado 5.1) se define bajo ellas en la placa portaceldas un espesor 116mm (ver planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D) con el fin de mecanizar los abocardados necesarios para los tornillos de fijación de celdas. El espesor de 116mm se ha elegido de las comerciales para estas placas. No se ha efectuado el cálculo de deformaciones para esta placa, ya que los vaciados para la colocación de celdas hacen de ellas una pieza muy debilitada y por tanto es necesaria la colocación de placa de apoyo (ver Memoria
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Proyecto Molde Polímeros planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D, nºPM_DOOP_806001_01_01_P3D y ver cálculos apartado 7) 6.2 Placa portaceldas Ha sido dimensionada para cumplir con las condiciones geométricas de la máquina de inyección disponible (ver pliego de condiciones apartado: 1.2.Hoja de confirmación). Los vaciados laterales permitirán efectuar el cierre de contrasalidas mediante la colocación de coquilla (ver plano nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). 6.3 Distribución de polímeros El condicionante de las seis celdas y cierre por contrasalidas, obliga a colocar estas en grupos de tres por cada lateral de cierre; lo que conlleva una diferencia en el recorrido desde el fondo frío a la entrada de cada cavidad (ver plano nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D). La sección de canales secundarios de acceso a la pieza tiene la misma sección tanto en la celda como en la placa portaceldas (ver cálculos apartado 3.2.2 y planos nºPM_DOOP_806001_02_01_P3D) y al canal principal o colector se le ha sobredimensionado con el fin de permitir igualdad de condiciones de entrada del polímero por cualquiera de las seis canales existentes (ver cálculos apartado 3.2.3). El fondo frío con profundidad de 20mm, ángulo de 5ºy diámetro 20mm de garantizara el esfuerzo necesario para la extracción de la mazarota del bebedero (ver cálculos apartado 3.4). 6.4 Refrigeración portaceldas La zona que precisa refrigeración de esta placa se corresponde con el fondo frio y el canal llamado colector. Para ello se dispondrán dos agujeros pasantes de diámetro 14mm (ver planos nº PM_DOOP_806001_02_01_P3D) que dada su sección igual a los dos agujeros destinados a la refrigeración de celdas, no precisa de cálculo ya que la insuficiencia de solidificación de polímero y posteriores deformaciones no afectan a la pieza a obtener. 6.5 Material portacelas Dado que trabajara a altas temperaturas y presiones igual que las celdas, se utilizara el mismo material 1.2312.
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Proyecto Molde Polímeros 7 PLACA APOYO MOVIL Siendo la placa de apoyo la responsable de vitar las deformaciones de la placa portaceldas en el momento de inyección, se ha calculado el espesor de la misma (ver cálculos apartado 7), resultado de 96mm. Este espesor es excesivo,dado que es obligatorio la colocación de columnas de base circular ubicadas entre los expulsores de fondo frio y colector (ver planos nº PM_DOOP_806001_03_01_P3D) apoyadas en esta placa y enla soporte móvil. Con el fin de evitar el pandeo de dichas columnas, se tomará el diámetro mínimo de ellas igual o superior a la altura de las mismas. Los agujeros en placa expulsoras que permitan su paso, tendrán diámetro superior en 2mm, con el fin de no interferir el movimiento de las mismas y además el mecanizado en las superficies circulares de apoyo en placa de apoyo y soporte móvil, se realizara conjuntamente con distanciadores. De esta forma se mantendrá el paralelismo sobre superficies una vez montada la parte móvil.
8 DISTANCIADORES Estando definidas en catalogo la anchura y longitud de las mismas, se ha calculado la altura (ver cálculos apartado 9), atendiendo a la separación del fondo frio de la superficie portaceldas. Se elige geométricamente la comercial que mejor se ajusta a esta necesidad, siendo esta de 258mm.
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SISTEMA DE EXPULSION
9.1 Expulsores 9.1.1 Expulsores de fondo frio
Su diámetro de 10mm se justifica con el esfuerzo necesario para extraer el polímero del fondo frio una vez abierto el molde (ver cálculos apartado 3.4) y el pandeo que este pudiera producir (ver cálculos apartado 12.1.2). La longitud del mismo ha sido obtenida geométricamente (ver planos nº DOOP_806001_00_01_CNJ) 9.1.2 Expulsores de colector
Dado que la forma semicircular del colector ofrecerá resistencia casi nula a su expulsión, el diámetro de estos expulsores se toma de 10mm, ya que un diámetro menor tendría mayores dificultades de mecanizado y por tanto mayor coste. También su longitud ha sido geométricamente calculada (ver planos nº DOOP_806001_00_01_CNJ). Memoria
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Proyecto Molde Polímeros 9.1.3 Expulsores de pieza
Dada la forma de la pieza y sus elevados ángulos de desmoldeo, la fuerza necesaria para expulsarla será tan reducida que con un solo expulsor próximo al orificio de entrada en cavidad será suficiente. Como en el proceso de llenado este punto se considera como caliente, su resistencia se considera casi nula al efectuar la separación entre pieza y canal secundario. La entrada submarina con su forma curvada ayuda a vaciar el final de canal antes su entrada en pieza/cavidad. El expulsor de diámetro 6mm se colocara próximo a la entrada y en el eje que une dicho orificio con el brazo, que fija las dos superficies de la pieza. 9.1.4 Expulsores de seguridad
De diámetro igual al de expulsión de fondo frio, su obligación es la retracción de todos los expulsores en el momento de cierre del molde. Su capacidad de fuerza deberá permitir el movimiento cilindro neumático sin pandear. En el apartado 9.1.1 se ha definido el expulsor de fondo frio y dado que ahora tenemos cuatro ubicados en vértices de placas expulsoras, podemos estar seguros que no habrá problemas de pandeo. 9.2 Placas expulsoras Unidas mediante cuatro tornillos (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D) su movimiento es accionado por cilindro neumático roscado a casquillo situado en el centro de las mismas. Este casquillo posee un ajuste deslizante para montaje en placa apoyo expulsores en su diámetro menor y holgura de 1mm en diámetro mayor (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D). Los agujeros abocardado en placa portaexpulsores, poseen una holgura amplia diametral para impedir roturas de expulsores en funcionamiento y un ajuste en espesor de abocardado para ajuste de cabeza de expulsor (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D). Dos casquillos guía separados 718mm (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D) permitirán el movimiento de las mismas siendo uno de ellos el cero coordenadas para una correcta ubicación de los expulsores. Dos agujeros con holgura de 2mm permitirán la colocación de columnas circulares, las cuales impedirán la deformación de la placa de apoyo en el momento de la sobrepresión de inyección (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D).
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Proyecto Molde Polímeros Finalmente, cuatro topes circulares bajo la placa de apoyo expulsores, permitirá el ajuste del conjunto pudiendo ser mecanizados (ver planos nºPM_DOOP_806001_04_01_P3D y nºPM_DOOP_806001_05_01_P3D).
10 PLACA SOPORTE Definidos los espesores según catálogo, las medidas quedan en largo y ancho cerradas con las de las placas portaceldas (ver planos nºPM_DOOP_806001_01_01_P3D). La placa soporte fija tendrá centrado un mecanizado para la colocación del anillo centrador con ajuste deslizante de montaje. También los orificios a 18º para instalación de guías de la coquilla con chapas atornilladas que impidan la salida de las mismas (ver planos nºPM_DOOP_806001_01_01_P3D). La placa soporte móvil con agujero central para acceso del eje del cilindro neumático, tendrá cotas posicionales entre agujeros de pasadores huecos de unión con placas portaceldas y agujero para guía de placas expulsoras (ver planos nºPM_DOOP_806001_01_01_P3D).
11 MATERIALES 11.1 Materiales específicos de moldes Anexo pliego de condiciones apartado 2.1, 2.2 y 2.3 11.2 Materiales comerciales generales Anexo pliego de condiciones apartado 2.2
12 ZONAS DE ENGRASE Anexo pliego de condiciones apartado 4 y ver plano nº PM_DOOP_806001_00_01_P3D: nº de elementos 21, 32 y 35 y ver nº de plano PF_DOOP_806001_00_01_P3D: nº de elemento 13. 13 MECANIZADOS ESPECÍFICOS Anexo pliego de condiciones apartado PF_DOOP_806001_01_01_S3DMECA PM_DOOP_806001_02_01_S3DMECA
3
y y
ver
plano
nº nº
14 EMBALAJE Y TRANSPORTE Anexo pliego de condiciones apartado 6 15 PRUEBAS EN MAQUINA CLIENTE Anexo pliego de condiciones apartado 7.2 Memoria
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16 PRESUPUESTO Y CONDICIONES Financiación Costes de funcionamiento Diseño y documentación. Materiales. Mecanizados. Montaje. Transporte Ensayos. TOTAL PRESUPUESTO
6.250€ 8.133,57€ 26.553,00 € 9.349,66 € 5.199,52€ 1.972,52 € 3.155,5 € 8.021,98 €
68.635,75€
Anexo pliego de condiciones apartado 1.2
17 AMFE 17.1 AMFE producto de ensayos. Anexo pliego de condiciones 7.1 17.2 AMFE funcional en pruebas. Anexo pliego de condiciones 7.2
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