Introduccion a La Tecnologia de Moldes[1]
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INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MOLDES
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INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MOLDES
ÍNDICE
Pág.
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GENERALIDADES .......................................................................................... 2 CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES ................................................................. 4 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN .................. 9 DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ..................................... 14 ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR ........................................................... 16 MOLDES CON CORREDERAS ....................................................................... 18 CONTRACCIÓN ........................................................................................... 24 SISTEMAS DE INYECCIÓN ........................................................................... 27 SISTEMAS DE EXPULSIÓN .......................................................................... 40 SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ............................................................... 50 ELEMENTOS NORMALIZADOS ..................................................................... 59 TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES ..................................................................... 71
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GENERALIDADES Un molde lo podemos definir de distintas formas, pero las más genéricas pueden ser: Cavidad que da su forma a una sustancia fluida o maleable.
CAVIDAD VACÍA
LLENADO
PIEZA MOLDEADA
Conjunto de mecanismos, provisto de una cavidad que da forma, con ayuda de presión y calor, a un fluido generalmente plástico o metales de fundición.
PIEZA OBTENIDA
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SECCIÓN DEL MOLDE
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES 2.1
SEGÚN EL PROCESO TECNOLÓGICO DE TRANSFORMACIÓN 2. 1. 1 Inyección 2. 1. 2 Prensado 2. 1. 3 Transferencia 2. 1. 4 Soplado 2. 1. 5 Termoconformado 2. 1. 6 Moldeo rotacional
2.2
SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL MOLDE 2. 2. 1 Estándar 2. 2. 2 Mordazas (correderas) 2. 2. 3 Extracción por segmentos 2. 2. 4 De tres partes 2. 2. 5 De pisos
2.3
SEGÚN EL TIPO DE LA PRODUCCIÓN DEL MOLDE 2. 3. 1 Experimentales 2. 3. 2 Prototipos 2. 3. 3 Serie / producción
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES
CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES
PROCESO TECNOLÓGICO DE TRANSFORMACIÓN
INYECCIÓN PRENSADO TRANSFERENCIA SOPLADO TERMOCONFORMADO ROTACIONAL
CARACTERÍSTICAS DEL MOLDE
ESTÁNDAR (2 PARTES) MORDAZAS (CORREDERAS) EXTRACCIÓN POR SEG. DE TRES PARTES DE PISOS (SANDWICH)
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TIPO DE PRODUCCIÓN
EXPERIMENTALES PROTOTIPO PRODUCCIÓN
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES
Clasificación bajo tres aspectos diferentes: 1 2 3
1
Según el proceso tecnológico de transformación. Según las características estructurales del molde. Según el tipo de la producción del molde.
EL PROCESO TECNOLÓGICO POR EL QUE DA FORMA A LA PIEZA Inyección: proceso por el que el material previamente plastificado y elevado a la temperatura de moldeo es introducido de forma brusca (alta presión y velocidad) en el molde cerrado donde se enfría adquiriendo la forma de éste. Ejemplos: Piezas técnicas, TV/sonido, automóvil, menaje, juguetería, etc. Prensado: proceso en el que el material plástico es introducido en el molde «abierto y caliente» sin ningún tipo de presión inicial, a continuación el molde cierra y procede al «prensado» de la materia plástica que se reparte por toda la cavidad, el material adquirirá la forma del molde debido a la presión y temperatura a que es sometido por el cierre del molde, una vez conformada, la pieza puede ser retirada del molde. Ejemplos: Piezas sometidas a elevadas temperaturas, aislamientos eléctricos, conectores, armarios eléctricos, asas de menaje, etc. Transferencia: variante del anterior en la que la primera fase de precalentamiento se realiza en una cámara independiente (cilindro) para posteriormente ser transferido al molde previamente cerrado. Soplado: proceso altamente utilizado para la fabricación de cuerpos huecos, una preforma llamada «parison» generalmente en forma de macarrón se deposita entre las dos mitades del molde a la temperatura adecuada, una vez cerrado el molde se introduce aire a presión por un extremo hasta conseguir «hinchar» la pieza y llenar el espacio dejado por el molde. Ejemplos: Botellas, frascos, envases, juguetes. Termoconformado: es el método que de forma genérica da forma a planchas / láminas / mantas / etc. de material con la ayuda de temperatura, y presión. Calentando la materia prima a la temperatura necesaria para plastificarla y con la acción de algún tipo de presión (vacío, soplado, embutición) conseguiremos la forma del molde.Ejemplos: Blister, piezas de automóvil, cápsulas, envases, protecciones, etc. Moldeo rotacional: El material (a temperatura de plastificación), se deposita por toda la superficie interior del molde, gracias al movimiento de rotación alrededor de los 3 ejes cartesianos. Una vez enfriado el material, se obtiene la pieza hueca deseada. Ejemplos: Pelotas, caras de muñecas, etc.
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES 2
SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS O COMPLEJIDAD DEL PROPIO MOLDE Moldes estandards: son aquellos en los que la forma de la pieza se obtiene en el interior de un molde, que se abre en dos partes quedando la pieza totalmente conformada y liberada entre estas dos mitades.
Moldes de mordazas: generalmente llamadas correderas son todos aquellos moldes en los que para permitir el desmoldeo de la pieza son necesarios elementos desplazables (correderas), ya sean éstas de carácter mecánico / hidráulico.
Extracción por segmentos: Una vez moldeada la pieza, la extracción de ésta, se realiza en varias fases por extracción por segmentos. De tres partes: son todos aquellos moldes que, por diversos condicionantes, es necesario partirlos en más de las dos partes simples del molde estándar. De pisos: es una variante de los moldes de inyección en la que las diferentes cavidades, se superponen unas a otras en forma de «pisos» para con ello mejorar el aprovechamiento de la capacidad de inyección de la máquina sin aumentar la superficie proyectada. 3
SEGÚN EL TIPO DE PRODUCCIÓN Experimentales: son moldes en los que su principal objetivo es experimentar con cualquiera de sus características, llenado pulido / refrigeración / etc. Prototipo: se denominan de esta forma los moldes en los que las piezas obtenidas tienen un carácter de prototipo sin que criterios como ciclo / producción / resistencia / etc, representen condicionantes importantes. Producción: son los moldes definitivos, ya sean series cortas, largas, etc., en los que factores como producción, ciclo, pulido, son determinantes así como las formas / tolerancias / etc. FUNDACIÓ ASCAMM
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GENERALIDADES
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN NOMENCLATURAS Una primera descripción de los elementos de un molde es la clasificación según la mitad del molde en que se encuentra situado cuando está montado en la máquina de transformar.
Si en lugar del lado del molde atendemos a la forma, podemos considerar que todas las formas «vaciadas» reciben el nombre de cavidad, mientras que las protuberantes, el de punzón.
PIEZA A OBTENER
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DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN
PARTES Y ELEMENTOS DE UN MOLDE ELEMENTAL
Lado móvil del molde. Lado de expulsión. 1- Placa apoyo lado inyección. Placa trasera fija. 2- Placa figura lado inyección. 3- Placa figura lado expulsión. 4- Placa apoyo lado expulsión. Placa trasera móvil. 5- Placa expulsora-guía expulsora. 6- Placa expulsora-empuja expulsores. 7- Regle puente. 8- Bebedero. Boquilla de inyección 9- Aro-centrador. 10- Guía- columna molde 11- Retrocesos. 12- Expulsores. 13- Tornillo fijación puente. 14- Tornillo fijación placas lado inyección. 15- Tornillo fijación expulsores. 16- Tornillo fijación aro centrador.
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Lado fijo del molde. Lado de inyección.
Partición
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DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN
PARTES Y ELEMENTOS DE UN MOLDE CONVENCIONAL
1- Placa apoyo lado inyección. Placa trasera fija. 2- Placa figura lado inyección. Impronta fija. Postizo de inyección. 3- Placa figura lado expulsión. Impronta móvil. Postizo de expulsión. 4- Placa apoyo lado expulsión. Placa trasera móvil. 5- Placa expulsora-guía expulsora. 6- Placa expulsora-empuja expulsores. 7- Regle puente. 8- Bebedero. Boquilla de inyección 9- Aro centrador. 10- Guía- columna molde 11- Retrocesos. 12- Expulsor central. 13- Tornillo fijación impronta fija. 14- Tornillo fijación postizo de expulsión. 15- Tornillo fijación expulsores. 21- Casquillo de columnas expulsión. 16- Tornillo fijación aro centrador. 22- Casquillo ajuste guía. 17- Junta tórica de estanqueidad. 23- Boquillas de refrigeración. 18- Posicionador boquilla de inyección. 24- Tapón de refrigeración. 19- Casquillo guía. 25- Portamolde lado inyección. 20- Columna guía de placas expulsoras. 26- Portamolde lado expulsión.
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES
PARTES Y ELEMENTOS DE UN MOLDE CONVENCIONAL CON EXPULSIÓN POR PLACA
1- Placa trasera fija. 2- Portamoldes lado inyección. 3- Placa expulsora. 4- Placa porta-noyos lado expulsión. 5- Placa trasera de expulsión. 6- Placa empujadora. 7- Placa soporte. 8- Postizo figura lado inyección. 9- Postizo expulsor. 10- Postizo figura lado expulsor. 11- Aro centrador. 12- Boquilla de inyección. 13- Guía- columna del molde. 14- Casquillo guía. 15- Casquillo guía. 16- Boquilla de refrigeración. 17- Junta tórica. 18- Chapa separadora canal refrigeración. 19- Casquillo guía. 20- Vástago empujador. 21- Tornillo fijación placas lado inyección. 22- Tornillo fijación placas lado expulsión. 23- Tornillo fijación placa soporte. 24- Tornillo fijación placa empujadora. 25- Tornillo fijación centrador. 26- Espárrago allen.
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES
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DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMEINTOS DEL MOLDE
Las máquinas de inyección normalmente nos producen dos tipos de movimientos en el grupo de cierre.
ABRIR Y CERRAR PLATOS
AVANZAR Y RETIRAR LA EXPULSIÓN
Son movimientos que podemos sincronizar / regular / anular / etc., generalmente alternos «abrir / cerrar», pero siempre sobre el mismo eje al que denominaremos eje de desmoldeo. El resto de movimientos necesarios dobles aperturas / dobles expulsiones / accionamiento de correderas / patines los podemos conseguir mediante la utilización de elementos mecánicos (levas / rampas / planos inclinados / trinquetes / gatillos / resortes), o bien mediante elementos hidráulicos (cilindros / motores / válvulas).
En la mayoría de los casos es necesario garantizar la correcta maniobra (secuencia) con la utilización de diversos seguros mecánicos / eléctricos. Ejemplos:
correderas / cilindros / trinquetes / micros / etc. patines dobles aperturas dobles expulsiones.
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN
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DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR PARTICIÓN. DESMOLDEO. CONTRASALIDAS. CONTRACCIÓN. Una de las primeras operaciones es la de posicionar la pieza «en posición de molde» en el eje de desmoldeo, rotando / inclinando / etc. la pieza sobre si misma, a fin de conseguir, totalmente o de forma parcial, el desmoldeo de la pieza mediante la apertura normal de la máquina.
En el supuesto de zonas sin salida (contra salida o negativo) será necesaria la disposición de elementos móviles, ya sea con sistemas mecánicos o hidráulicos, de manera que permitan liberar estos negativos en un eje distinto de desmoldeo.
LA LÍNEA PERIMETRAL QUE LIMITA LAS SUPERFICIES DE CIERRE CON LA CAVIDAD A LLENAR DE PLÁSTICO RECIBE EL NOMBRE DE
-LÍNEA DE PARTICIÓN-
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE
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ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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MOLDES CON CORREDERAS
MOLDES CON CORREDERAS.
Secciones de piezas que necesitan mecanismos de corredera para poder ser desmoldeados.
Molde de correderas con expulsión por placa.
Molde de correderas con puente de expulsión.
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MOLDES CON CORREDERAS
Pieza Perno inclinado Elemento móvil del molde
Superficie de cierre
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MOLDES CON CORREDERAS
Molde en el cual, los expulsores interfieren en la carrera de las correderas.
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MOLDES CON CORREDERAS
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MOLDES CON CORREDERAS
Molde de correderas accionadas mediante cilindro hidráulico.
Molde dotado de un cilindro para el desmoldeo de un núcleo.
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR
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MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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CONTRACCIÓN CONTRACCIÓN En los termoplásticos el concepto de contracción de moldeo se explica por la pérdida de volúmen que se produce en el plástico al pasar de un estado fundido, en el que las cadenas poliméricas están separadas unas de otras, al estado sólido ya en el molde, en que las cadenas se empaquetan más o menos deslizándose unas sobre otras, para conseguir su estructura molecular característica. Representación esquemática
LW
Molde frío
Molde caliente
Pieza tras el desmoldeo
Pieza después de 24 h. de permanencia en clima normalizado
Pieza después de haber permanecido durante más tiempo almacenada o en un ambiente cálido
L
L1 VS NS
VS = Contracción de transformación NS = Postcontracción GS = Contracción total
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GS
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CONTRACCIÓN
FACTORES INFLUYENTES Temperatura de molde Presión Longitud del recorrido de flujo Grueso de la pieza Orientación de los refuerzos.
INFLUYEN SOBRE Estabilidad dimensional Deformaciones Tensiones internas Uniformado dimensional
CONTRACCIÓN DE TRANSFORMACIÓN (VS)
LW - L VS =
100 (%) LW
POST-CONTRACCIÓN (NS)
L - L1 NS =
100 (%) L
CONTRACCIÓN TOTAL
GS = VS + NS (%)
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS
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CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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SISTEMAS DE INYECCIÓN GENERALIDADES Se considera sistema de inyección al conjunto de mazarota, canales distribuidores, entrada, que permiten el paso del material plástico desde el punto que termina la máquina, boquilla máquina, hasta la/las cavidad/es que reproducen la pieza, entrando a esta cavidad por un orificio, entrada que debe permitir el llenado de las piezas.
ENTRADAS DIRECTAS
Molde 4 cavidades
Molde 1 cavidad
Un posible estudio de todo el conjunto respondería seguramente al esquema de la siguiente página, teniendo muy presente que es uno de los apartados en los que tal vez sea más precisa la colaboración y lso acuerdos entre las tres partes implicadas en la fabricación de la pieza.
DISEÑADOR / PROYECTISTA
material plástico zonas vistas / no vistas uniones / rechupados
INYECTADOR
sistema distribuidor parámetros inyección
MOLDISTA
diseño y cálculo construcción fiabilidad sistema
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SISTEMAS DE INYECCIÓN
ESQUEMA DE ELECCION DEL SISTEMA DE INYECCIÓN
directa
Cliente
corte manual
propuesto por el
rectangular abanico film
corte automático
Moldista FORMA DE ENTRADA
capilar submarina gancho
zona vista / no vista recorrido ráfagas atrapamientos de aire uniones
LUGAR PARA LA ENTRADA
criterios económicos
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
criterios técnicos criterios estéticos
CALIENTE
MIXTO
ZONAS CALIENTES
BLOQUE CALIENTE
BLOQUE FRÍO
FRÍO
ZONAS FRÍAS
COMBINADO
NORMALIZADOS
DISEÑO DEL SISTEMA
VERIFICACIÓN
MOLD-FLOW
llenado correcto
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distrib. en planta dimens. de los ramales dimens de la entrada
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SISTEMAS DE INYECCIÓN FORMA DE ENTRADA Una primera diferenciación podría estar entre entradas en la separación de la/las plieza/s del distribuidor (CORTE) se produce de forma automática y las que esta separación es realizada en una operación posterior (manual o automática). Las entradas de corte automático representan aparte de los temas de costes una importante ventaja especialmente cuando esta se efectúa en zonas vistas, el corte es siempre de igual calidad, mientras que en los cortes manuales depende de la habilidad del operario que realiza esta operación.
Capilar
Submarina en parte fija
Corte Automático Submarina en parte móvil
Submarina por expulsor
Submarina de gancho
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SISTEMAS DE INYECCIÓN FORMA DE ENTRADA Por el contrario, la mayoría de los no automáticos ofrecen ventajas en cuanto a caudal, flujo, dimensionado, o mantener unidas micro piezas en posteriores operaciones, cromado, montaje, etc.
Corte Manual
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SISTEMAS DE INYECCIÓN
Entradas submarinas en las dos mitades del molde.
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Submarina para piezas muy delgadas. Submarina a un expulsor.
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SISTEMAS DE INYECCIÓN
Demasiado gruesoDemasiado rígido (la distancia a la cavidad del molde es demasiado pequeña)
ENTRADA DE GANCHO O PHILIPS
Demasiado rígido
Ningún punto teórico de rotura
Refuerzo desfavorable
Demasiado cónico
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SISTEMAS DE INYECCIÓN FORMA Y SISTEMA DEL DISTRIBUIDOR
Generalidades En principio el distribuidor debería ser diseñado de la forma más equilibrada posible para alimentar las diferentes entradas del molde, tanto si éstas corresponden a una pieza o varias piezas. El material plástico sufre una variación en sus condiciones de inyección desde el punto en que nos es suministrado por la máquina hasta la entrada, como puedan ser pérdidas de temperatura, fluidez, caudal, etc. que hace que soluciones «en línea» produzcan diferentes tipos de llenado, con tal vez problemas de dimensiones o estética. Especialmente en los casos de piezas técnicas con tolerancias y exigencias estrictas deberíamos evitar las soluciones en línea y diseñar el recorrido del distribuidor de la forma óptima para que el llenado se realice igual en las diferentes cavidades.
A = Aconsejables (igual recorrido)
N = No aconsejables (desigual recorrido)
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SISTEMAS DE INYECCIÓN
Algunos criterios para decidirnos por un sistema u otro podrían ser:
CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DE UN SISTEMA DE CANAL CALIENTE ECONÓMICOS el coste del sistema es amortizado por el ahorro de material plástico TÉCNICOS el volumen / recorrido / distribución etc. hace imprescindible su incorporación ESTÉTICOS el punto de inyección debe ser en zona no vista o disimulado al máximo
ECONÓMICOS: Eliminación total o parcial del coste de material del distribuidor.
COSTES
A Material plástico del distribuidor (por pieza) B Instalación del sistema C Consumo energía / mantenimiento por pieza P Producción total A + B/P + C = COSTE POR PIEZA DE LA COLADA
TÉCNICOS: El recorrido, complejidad o volumen a inyectar son excesivos para un sistema de canal frío (Ejemplos: cajas de envases, parachoques automóvil, piezas con iny/exp mismo lado, moldes sandwich).
ESTÉTICOS: La entrada se efectúa en zona vista pero con alguna de las entradas citadas que nos permiten aceptarla (Ejemplos: tapones de cosméticos, transparencias post. automóvil, bolígrafos, similares).
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SISTEMAS DE INYECCIÓN MÉTODO CLÁSICO CON COLADA FRÍA Consideremos la fabricación de un molde nuevo de 8 posiciones. Un diseño clásico será parecido a la figura 1. Medido en la figura, el recorrido máximo en acero frío es de 75 mm. Nótese también que las diversas longitudes de colada en cada una de las figuras no son iguales y, por lo tanto, las piezas producidas en cada cavidad no serán idénticas. Fig. 1
EFICACIA MEJORADA CON UNA BOQUILLA CALIENTE Si se construye el molde como en la figura 2 y se utiliza un casquillo eléctrico, desaparece la mazarota, por lo general larga y gruesa. Ventajas: El recorrido de la resina en acero frío se reduce en un 38%. Las personas familiarizadas en moldeo por inyección saben que el moldeo es más fácil si los canales de distribución son cortos. Puede reducirse el tiempo de ciclo, ya que la parte más gruesa de la inyectada se ha eliminado. Disminuye el número de paradas de producción: no puede quedar colada pegada al molde.
Fig. 2
REDUCCIÓN DEL RECORRIDO EN ACERO FRÍO EN UN 68% Todavía mejorará si se construye el molde como en la figura 3, utilizando dos casquillos eléctricos y un distribuidor. El recorrido de la resina en acero frío se ha reducido como mínimo en un 68%, en relación a la figura 1. Gracias a estos recorridos más cortos, los canales pueden ser considerablemente más finos - menor desperdicio que tratar. Puede reducirse el tiempo de inyección. Con recorridos más cortos, puede reducirse la temperatura del material y el tiempo de enfriamiento. Fig. 3
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SISTEMAS DE INYECCIÓN A VECES LA INYECCIÓN CON ENTRADA DIRECTA ES LA MÁS EFICAZ El recorrido desde el casquillo eléctrico en cada cavidad es exactamente de la misma longitud, lo que es un requisito necesario para conseguir piezas idénticas en las distintas cavidades. El mejor resultado se consigue construyendo el molde como en la figura 4, utilizando un casquillo de entrada directa para cada cavidad. Esta solución es técnicamente óptima. El recorrido es de solamente un 11% en relación a la figura 1. Normalmente es más fácil llenar las cavidades desde un punto de inyección central. El llenado de las cavidades puede controlarse completamente mediante el control de la temperatura de cada casquillo. DISTRIBUIDOR FRÍO El distribuidor tal como hemos comentado, se inicia en el punto en que termina la máquina, al asiento de la máquina se acostumbra a denominar bebedero, su diseño suele ser el de radio o cono con su diámetro inicial igual o ligeramente mayor al de paso de la máquina (para no provocar fricciones y turbulencias en la masa) y un ángulo de salida que oscila entre 1 ó 2 grados en función de la longitud de la mazarota. La longitud de la mazarota al igual que la de los ramales debe tenderse a que sea la mínima posible, no sólo por temas de costes, sino también por condiciones de inyección, la mazarota está en función del espesor que pueda tener el conjunto de placas desde donde se apoya la máquina hasta la partición o la pieza en casos de directas. Podemos disminuir esta longitud introduciendo al máximo la boquilla de la máquina dentro del molde con las precauciones de dejar suficiente holgura para posibles resistencias, bridas, cables, etc., en los casos de penetrar profundamente.
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SISTEMAS DE INYECCIÓN Opuesto al cono de la mazarota suele construirse un contracono o «retén de colada» en forma de negativo al desmoldeo, para garantizar la extracción de la mazarota y su retención en el lado de expulsión. Además del diseño del distribuidor, su correcto dimensionado es otro de los factores que influyen en el óptimo llenado de las piezas, observemos que por el canal principal (A) pasa el material correspondiente a las 4 piezas, mientras que por el auxiliar (B) ya sólo se distribuye el correspondiente a dos de éstas, y por último, por el de entrada (C), lógicamente, sólo pasa el volumen de una, la relación caudal / presión / recorrido, debe ser lo más uniforme y corta posible a fin de mantener equilibradas las condiciones de inyección.
La sección óptima para el flujo del material sería la circular, pero en la mayoría de los moldes, supone un coste de mecanizado importante al tener que trabajar ambas mitades caja-punzón, especialmente en los distribuidores largos y complejos, una forma de reducir este coste es el de mantener una sección lo más próxima posible a la circular, grabándola totalmente en una cualquiera de las dos partes y dándole la oportuna salida.
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ÍNDICE
GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN
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SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE LOS MOLDES
SISTEMAS DE EXPULSIÓN El sistema de expulsión tiene por finalidad una vez suficientemente conformada la pieza, extraerla del molde de forma que pueda ser: Piezas grandes, delicadas, frágiles: Recogidas de forma Manual por el operario Automática mediante manipulador (robot) Piezas pequeñas / medianas Caída libre
La expulsión se realiza mediante una serie de elementos, generalmente varillas redondas, «expulsores» que se desplazan por el interior de las placas, «empujando» la pieza hasta ser extraída de la parte de molde en que esté sujeta al realizar la abertura, normalmente el punzón, esto hace que una de las primeras premisas sea garantizar que al abrir el molde, la pieza quede retenida en la parte en que está previsto realizar la expulsión. Elementos más utilizados como expulsores: Convencionales Forma Redonda Laminar Tubular Placa perimetral Reglas exteriores Válvula mecánica Válvula neumática Combinando algunos de estos diferentes elementos: Placa + Exp. redondos Reglas + Válvula neumática etc. La expulsión debe vencer el esfuerzo que supone la adherencia de la pieza contra las paredes del molde, este esfuerzo resulta mayor o menor, en función del grado de pulido del molde, así como del porcentaje de contracción, vencerlo supone una presión sobre el material plástico que en caso de resultar superior a la resistencia de este, podría producir deformaciones, marcas, «clavarse», etc., en la pieza, defectos, generalmente inaceptables.
FUERZA NECESARIA (Kg) = 2 SUPERFICIE TOTAL DE EXPULSIÓN (cm )
Kg x cm2
compresión que debe soportar la materia plástica No sólo es importante el total de expulsores, sino también su posición y como realizan este esfuerzo respecto a la pieza, las paredes verticales, esquinas, tubos, nervios profundos, entrecruzamientos de nervios, son lugares aconsejados para situar estos expulsores. FUNDACIÓ ASCAMM
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN Sugerencias para el posicionamiento:
Otros lugares serían próximos a las paredes verticales o zonas que se deseen extraer, para evitar deformaciones por un trazo de palanca excesivo, diámetros generosos evitan el riesgo de hundimiento («clavados») en las piezas, su posicionamiento debe ser equilibrado eliminando cabeceos en las piezas que supondría un entregiro de estas, aumentando el esfuerzo necesario para extraerlas. Lógicamente producen marcas al igual que todos los elementos móviles, es importante prestar atención al criterio de zona vista / no vista y especial atención en los materiales transparentes en los cuales podrían verse desde el exterior de la pieza a causa precisamente de esta transparencia (tapas, cubiertas, equipos hi-fi, transp. automóvil, tapones, frascos, etc.) en estos casos es aconsejable situar los expulsores regles, placa etc, aprovechando las paredes verticales o nervios, etc. que producen una «cierta sombra» capaz de disimular las marcas del sistema de expulsión elegido.
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN Esta fase de expulsión puede ser realizada en una o dos fases «doble expulsión» por muy diferentes motivos. En estos casos se pretende que los diferentes elementos del sistema de expulsión avancen de forma distinta, en dos tiempos, recorridos diferentes, a fin de permitir ciertos efectos perseguidos en el molde como podrían ser: Flexión de zonas negativas Fuerte exp. 1ª fase, ligera 2ª fase Combinar diferentes elementos
En estos casos de diferentes fases es importante garantizar la maniobra prevista, así como el retroceso de todos los elementos expulsores a su disposición inicial antes de iniciar un nuevo ciclo, especial atención requieren los casos de interferencias entre expulsión y correderas.
Ejemplo: 1 2 3 4
Abrir corredera Avanzar expulsión Retroceder expulsión Cerrar corredera
2 3
1
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4
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN Sistemas de seguros de recuperación: Mecánicos Expulsor máquina Retrocedores al cierre Trinquetes / Palancas Seguros de bola Seguros elásticos (pinza) Resortes (muelles) Hidráulicos Máquina Autónomo
unido (roscado) al grupo de expulsión incorporar seguros de posición (micros)
El avance de la expulsión tiene que ser suficiente para extraer totalmente la pieza del molde, especialmente en los moldes que se pretende que la pieza caiga libremente y la disposición de los expulsores hecha de tal forma que la pieza no quede encajada, entre estos, como veremos más adelante este avance y posterior retroceso supone un guiado propio independiente del guiado del molde.
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN MOVIMIENTOS NECESARIOS PARA DESMOLDEAR EN UN MOLDE CONVENCIONAL
Fig. 1.- Máquina y molde cerrados. En esta posición se realiza la fase de inyección.
Fig. 2.- El plato móvil de la máquina ha retrocedido y el lado móvil (de expulsión) del molde también. La pieza de plástico se ha quedado (por diseño) adherida al lado móvil del molde.
Fig. 3.- Las placas expulsoras han sido adelantadas y los expulsores han empujado a la pieza de plástico.
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN MOVIMIENTOS NECESARIOS PARA DESMOLDEAR EN UN MOLDE CONVENCIONAL
Fig. 1.- Máquina y molde cerrados. En esta posición se realiza la fase de inyección.
Fig. 2.- El plato móvil de la máquina ha retrocedido y el lado móvil (de expulsión) del molde también. La pieza de plástico se ha quedado (por diseño) adherida al lado móvil del molde.
Fig. 3.- La placa intermedia ha sido adelantada por la máquina de inyección y ha empujado a la pieza de plástico.
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN
POSIBLES INCIDENCIAS EN LA PIEZA
APLICACIONES
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL MOLDE
EXPULSIÓN CON VÁSTAGO
Dejan una marca según la forma del expulsor. Si no están bien distribuidos pueden deformar la pieza.
Piezas de uso general.
Tiene regles y placas expulsoras con vástagos. En el movimiento de expulsión los vástagos empujan a la pieza.
EXPULSIÓN POR PLACA
Deja una marca lineal alrededor de la pieza, muchas veces en canto vivo. Para piezas rectangulares de poco espesor con relación al ancho y largo, nos puede deformar la pieza.
Piezas tipo vaso, tapas con distintas formas, piezas de taponería...
El molde no tiene regles ni placas expulsoras. El movimiento de expulsión lo realiza una placa intermedia.
Deja marca de vástagos y marca lineal alrededor de la pieza. Si los dos tipos de expulsión no son homogéneos pueden deformar la pieza.
Piezas con formas distintas con nervios o anclajes en su interior. También para moldes de varias figuras, donde los expulsores de vástago expulsan el ramal de colada.
El molde tiene regles y placas expulsoras. La expulsión de la pieza se realiza por placa y expulsores de vástagos.
EXPULSIÓN COMBINADA
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN EXPULSIÓN POR VÁSTAGO CENTRAL
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN EXPULSIÓN CON CORREDERA INTERIOR (PATÍN)
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ÍNDICE
GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN
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SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) Para su correcto funcionamiento el molde no sólo es necesario que esté a la temperatura de transformación adecuada al tipo de material plástico o de la pieza a obtener, también es crítico que esta temperatura se mantenga estable, factores dimensionales, estéticos, ciclo, llenado, etc., están en función de esta característica por lo que su estabilidad, ayudará a una producción correcta, en el ciclo establecido. La masa plástica es introducida en el molde a una determinada temperatura (150º - 300º), al contacto con las paredes de este, cede parte de esta temperatura, al molde, hasta reducirse a la de desmoldeo (40 120º), por este proceso se produce un aporte de calor que progresivamente subirá de temperatura el molde variando las condiciones establecidas. Paralelamente el molde produce una disipación de este calor por el contacto con los platos de la máquina, la ventilación del resto de las paredes con el aire ambiente, etc., suponiendo que esta disipación fuese menor que el aporte recibido debemos compensarla utilizando un sistema de refrigeración, por el contrario en los casos que la disipación sea mayor que el aporte de calor de la masa la compensación se realiza mediante un sistema de calefacción. En ambos casos el objetivo del sistema de atemperamiento ya sea refrigeración / calefacción es el de alcanzar y mantener la temperatura adecuada de moldeo de forma estable.
GRUPO INYECCIÓN GRUPO EXPULSIÓN C < D ... CALEFACCIÓN C > D ... REFRIGERACIÓN
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN UTILIZADOS EN LOS MOLDES Formas de refrigeración: a) Refrigeración normal por taladros en las placas o postizos del molde b) Refrigeración por foso con chapa c) Refrigeración por foso con tubo d) Refrigeración por serpentín roscado e) Tubo de transparencia de calor.
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) En los apartados de sistemas de inyección hemos visto que se procura que el sistema sea lo más equilibrado posible, lo que hará que el aporte de temperatura sea uniforme, para equilibrar al máximo el sistema de atemperamiento. Esta descompensación debería ser también uniforme y lo más paralela posible al sistema de distribución.
Circuito relativamente desequilibrado.
Disposición rectilínea de los canales de refrigeración.
Circuito mejor equilibrado.
Disposición en espiral de los canales de refrigeración
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN)
Disposición rectilínea de los canales de refrigeración en piezas rectangulares inyectadas por un lado.
Fluidos refrigerantes Existen dos fluidos refrigerantes: El agua. Es el más empleado, si la sección de inyectadoras es pequeña, normalmente se emplea y se vierte por el desagüe. Si el parque de máquinas es grande, puede ser interesante la instalación de un circuito cerrado para el agua de refrigeración con una torre de enfriamiento, con lo que el consumo de agua prácticamente se anula por el constante reciclage de la misma. Además existe la posibilidad de añadir aditivos antioxidantes y para bajar el punto de congelación del agua. El aceite. Sería refrigerante ideal, pero su empleo está muy limitado por su coste. También con este medio refrigerante es imprescindible el circuito cerrado.
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN)
1. Disipación no uniforme del calor
2. Disipación suficientemente uniforme del calor Cuando:
Gran distancia b + pequeña distancia c + gran diámetro del conducto dr Consecuencia: temperatura irregular en la cavidad del molde
Reprensentación esquemática de las posibilidades existentes en el diseño de las piezas y el temperado de lso moldes, para evitar fenómenos de deformación al transofrmar Hostalen PP reforzado.
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) EJEMPLOS VARIOS DE REFRIGERACIÓN MEDIANTE «POZOS»
El líquido refrigerante entra por el taladro E, hasta la chapa divisora subiendo por la mitad del pozo hasta la parte superior, donde pasa a la otra mitad del pozo, bajando hasta el taladro de salida S.
El circuito por el interior del pozo se realiza subiendo el líquido por el interior del tubo, hasta la parte superior del núcleo, cayendo posteriormente por el exterior del tubo y hacia la salida.
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) EJEMPLOS VARIOS DE REFRIGERACIÓN MEDIANTE «POZOS»
El líquido pasa sucesivamente de un núcleo a otro, produciendo un cierto desequilibrio.
Enfriamiento en serie.
El líquido entra y es recogido a la vez en los diferentes núcleos, mejorando el equilibrio.
Enfriamiento en paralelo.
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO (REFRIGERACIÓN/CALEFACCIÓN) Al igual que en los problemas de llenado, la ayuda de estudios reológicos, MOLD-FLOW es un soporte muy adecuado en los circuitos de refrigeración, calefacción. También podemos apoyarnos en estas herramientas, puesto que los resultados son muy interesantes y positivos, pensemos que de un circuito bien diseñado dependen factores tales como:
ASPECTO
(Brillos - Rechupes - Deformaciones)
PRECISIÓN
(Diferencias de medidas, tolerancias)
CICLO
(Tiempo de llenado y enfriamiento)
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN
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SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES
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ELEMENTOS NORMALIZADOS
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ELEMENTOS NORMALIZADOS
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ELEMENTOS NORMALIZADOS
MOLDE «SUPER-PRECISIÓN»
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ELEMENTOS NORMALIZADOS
MOLDE «SUPER-PRECISIÓN»
Elección del número de placas para la composición del montaje. MATERIALES, D.N.E.: 1.2162 - 1,2510 - 1,23311 - impax - 1,2344 C.P.F.G.L.M.: 1.1141 - 1.1730
TIPO
A
A2
B
C
D-N-E
F
G
H
H2
I
I2
J
K
L
M
P
R
d
130 x 145
160
130
145
18 27
18 - 27 - 36 46 - 56
50 60 70
18 27
79
119
104
104
75
24 34 44
12
14
18 27
26
12
145 x 195
175
145
195
22 27
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76
50 60 70
22 27
117
165
119
115
90
22 32 42
12
16
22 27
26
16
175 x 175
210
175
175
22 27
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 96 -
50 70 90
22 27
90
140
149
140
120 100
20 40 60
12
18
22 27
26 36
16
175 x 260
210
175
260
22 32
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 96 -
50 70 90
22 32
176
225
149
140
122 102
20 40 60
12
18
22 32
26 36
16
175 x 360
210
175
360
22 32
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76
60 70 90
22 32
264
320
149
135
122 102
30 40 60
12
18
22 32
26 36
18
215 x 215
250
215
215
22 32
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 96 -
50 70 90
22 32
130
180
183
180
148 128
20 40 60
12
18
22 32
32 42
16
215 x 295
250
215
295
22 32
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 96 -
60 70 90
22 32
202
255
183
175
148 128
30 40 60
12
18
22 32
32 42
18
245 x 245
280
245
245
22 32
27 - 36 - 46 56 - 76 - 96 - 116 -
60 70 90
22 32
148
203
209
203
170 150
30 40 60
12
18
22 32
36 46
18
245 x 360
280
245
360
22 32
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 116 -
60 70 90
22 32
260
318
209
203
170 150
30 40 60
12
18
22 32
36 46
18
295 x 450
340
295
450
27 42
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 - 116 -
70 90 110
27 42
320
395
259
240
220 196
30 50 70
18
22
27 42
36 48
22
296 x 296
346
296
296
27 36
22 - 27 - 36 46 - 56 - 76 96 - 116
56 76 96
27 36
186
244
250
250
208
27 47 67
12
17
27 36 46
43
22
345 x 550
395
345
550
32 42
36 - 46 - 56 76 - 96 - 116
70 90 110
32 42
405
485
299
280
248 208
25 45 65
18
27
32 42
4666
30
346 x 346
396
346
346
27 36
22 - 27 - 36 46 - 56 - 776 96 - 116
56 76 96
27 36
224
294
294
294
258
17 37 57
17
22
27 36 46
43
22
396 x 396
446
396
396
36 46
27 - 36 46 - 56 - 76 96 - 116
56 76 96
36 46
230
324
324
324
268
17 37 57
17
22
36 46
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GENERALIDADES CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL MOLDE DE INYECCIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DEL MOLDE ANÁLISIS DE LA PIEZA A INYECTAR MOLDES CON CORREDERAS CONTRACCIÓN SISTEMAS DE INYECCIÓN SISTEMAS DE EXPULSIÓN SISTEMAS DE ATEMPERAMIENTO ELEMENTOS NORMALIZADOS
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES 12.1
PROYECTOS DEL MOLDE
PLANO DE PIEZA El proyecto del molde generalmente se inicia en el detallado y profundo estudio de la pieza a moldear, bien en planos 2D o soporte informático 3D, posiblemente disponer de ambos sea la mejor solución, en el soporte informático encontraremos información sobre formas, volúmenes, espesores, etc. y en el p l a n o complementos tales como tolerancias, normas a respetar, dimensiones críticas, notas sobre acabado, aspectos... El proyectista debe ser capaz de interpretar cuidadosamente los detalles de la pieza en cuestión, un trabajo meticuloso, sin despreciar pequeños radios, aristas vivas, paredes con inclinación de desmoldeo, etc. una cierta capacidad de imaginación para “ver” esta pieza todavía inexistente, recurrir a modelos maquetas, piezas similares ayudan en general a esta comprensión, sin apartar el objetivo de que las formas, dimensiones, etc. “válidas” son las de la pieza actual. ESPECIFICACIONES DEL MOLDES Y DE LA MÁQUINA No solo es necesario disponer de información de la pieza, otros muchos aspectos son necesarios conocer para el inicio del proyecto.
CARACTERÍSTICAS DE LA PIEZA FORMAS / DIMENSIONES / TOLERANCIAS MATERIAL PLÁSTICO A EMPLEAR ZONAS VISTAS / NO VISTAS ACABADOS SUPERFICIALES NORMAS A CONSIDERAR
CARACTERÍSTICAS DE LA PRODUCCIÓN MOLDE AUTOMÁTICO MOLDE SEMIAUTOMÁTICO Nº DE CAVIDADES A REPRODUCIR PRODUCCIÓN TOTAL ESTIMADA CICLO DE PRODUCCIÓN
ACOPLAMIENTOS A MÁQUINA CARACTERÍSTICAS DE LA MÁQUINA CARACTERÍSTICAS DE LOS ACOPLAMIENTOS SISTEMA DE FIJACIÓN NORMAS A CONSIDERAR
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Toda esta información normalmente la encontramos en las hojas de especificaciones y los catálogos tanto de la máquina como del material plástico SITUACIÓN DE LAS VISTAS Y SECCIONES DEL MOLDE AL REALIZAR LOS PLANOS DE CONJUNTO Una norma generalizada y muy recomendable es que la sección principal (longitudinal o transversal) se encuentre en el plano en la misma posición que se colocará el molde en la máquina, de esta forma la imagen principal corresponde a la visión que se tiene del molde desde el punto de vista del operario en la fase de moldeo. Una vez representada esta sección las dos vistas en planta corresponden al molde “abierto” (no seccionado) por la partición principal y efectuados los abatimientos normales a derecha e izquierda, coincidiendo estos abatimientos con la visión que tiene el operario del lado fijo/inyección y del lado móvil/expulsión. El resto de proyecciones, secciones, cortes, etc. son los normales en cualquier trabajo de delineación. ELABORACIÓN DEL PROYECTO Dibujar la pieza Entendemos por dibujar la pieza el reproducir la información recibida en el punto PLANO DE PIEZA de la página anterior. La pieza con las secciones y plantas necesarias rotándola, girándola, etc. hasta situarla en el eje de desmoldeo elegido. Crear mecanismos Alrededor de estas secciones, se van diseñando y dando forma a los posibles mecanismos, correderas, elevadores, u otras posibles soluciones. Definición de las dimensiones... En una primera fase que podríamos titular a nivel de anteproyecto, es aconsejable no entrar en detalles precisos y excesivamente minuciosos, un dimensionado general, una idea de los mecanismos necesarios, etc., suelen ser suficientes en esta fase de ANTEPROYECTO para localizar y dimensionar las principales variables del molde... LARGO / ANCHO / ALTO así como también las principales necesidades en cuanto a... CARRERA DE ABERTURA CARRERA DE EXPULSIÓN para a partir de este punto verificar si el acoplamiento a máquina es correcto, suficiente paso entre barras, espesores dentro del rango de la máquina, etc. FUNDACIÓ ASCAMM
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Otra decisión útil en este punto del proyecto es la posible utilización de portamoldes normalizados. A las innumerables ventajas de precio / recambiabilidad, se une la comodidad e importante ahorro de tiempo que representa el uso de elementos normalizados. (bibliotecas, catálogos, tablas de medidas). Una vez superada esta fase del anteproyecto entraríamos en la de completar totalmente este plano de conjunto, cuantos más detalles relativos al montaje contenga mayor información facilita al equipo de mecánicos, especialmente ajustadores / montadores. Definir refrigeración/expulsión/inyección Paralelamente a la fase anterior se desarrollarán, definirán y representarán el resto de detalles que afectan al proyecto. SISTEMA DE INYECCIÓN ( CANALES FRÍOS - CALIENTES ) SISTEMA DE REFRIGERACIÓN SISTEMA DE EXPULSIÓN LISTA DE MATERIALES / ELECCIÓN DE LOS ACEROS Para la confección del conjunto anterior hemos utilizado una amplia gama de piezas. Por ejemplo:
UN NÚMERO INDETERMINADO DE PLACAS... DIFERENTES CORREDERAS / CUÑAS / GUÍAS... VARIOS ELEMENTOS... EXPULSORES... TORNILLERÍA... MECANISMOS...
Muchos de ellos serán normalizados y por tanto standards en el mercado, pero otros serán construidos expresamente para el molde en cuestión, partiendo para ello de bloques de acero o cualquier otro material seleccionado. Todos estos componentes se recogen en una relación (lista de materiales) ordenada de forma correspondiente al plano de conjunto. Estas listas acostumbran a recoger al mínimo los siguientes datos: Nº
DIN
CANT
R.T.
D.
REALIZACIÓN DEL DESPIECE Tal y como hemos comentado anteriormente el plano de conjunto es una pieza clave para la fase de ajuste o montaje, a nivel de oficina técnica es el elemento base para representar, distribuir, proporcionar, numerar los distintos elementos, pero la complejidad de estos proyectos hace que sea normalmente imposible representar los innumerables detalles, cotas, secciones, etc. necesarios para construir todas y cada una de las piezas necesarias. Para ello se realizan despieces, es decir planos individuales de las partes no normalizadas a mecanizar, donde constarán y se encontrarán definidos, los detalles, cotas, tolerancias de cada pieza.
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES REVISIÓN Y ACEPTACIÓN DEL PROYECTO La realización del proyecto es una tarea compleja ardua y “básica”, cualquier error en los planos, la maniobra, o las dimensiones, puede dar lugar a costosos y difíciles arreglos o retoques, por lo que una cuidadosa revisión del proyecto, generalmente comporta resultados satisfactorios para todo el equipo implicado. Esta revisión debiera hacerse desde dos perspectivas distintas: EXTERNA
CLIENTE FINAL-TRANSFORMADOR-MOLDISTA
INTERNA
PROYECTISTA-DELINEANTES-JEFE TALLER
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES 12.2
PROGRAMAS DE CAD-CAM
PLAN DE PROGRAMAS DE C.N.C. En el estudio anterior detectaremos o decidiremos que programas de mecanizado son necesarios preparar, para que máquinas, (distintos controles). Es posible que parte de éstos se prevea prepararlos vía CADCAM, tal vez otros se introduzcan manualmente en máquina, de todos modos un estudio del sistema elegido evitará en la mayoría de los casos decisiones de última hora, con los consiguientes problemas de urgencias, imprevistos, retrasos, errores...
PLAN DE APROVISIONAMIENTO De la lista de materiales confeccionada por oficina técnica, se producirán una serie de gestiones para el aprovisionamiento de los componentes del molde.
GESTIÓN DE COMPRA
LOCALIZACIÓN PROVEEDOR SOLICITUD DE PRECIOS PEDIDO DEL MATERIAL PLAZO DE SUMINISTRO CONTROL DE CALIDAD
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES De estas gestiones básicamente a nivel de planificación deducimos un plazo de entrega. A PARTIR DE QUE FECHA PODEMOS DISPONER DEL MATERIAL SOLICITADO Lógicamente este plazo depende de la naturaleza del material en cuestión, entre otros aspectos, en una misma lista de materiales podemos encontrar piezas muy diversas por lo que la gestión de compra será diferente en cada situación. PLAN DE TRABAJO GENERAL Con todos los datos datos obtenidos de los estudios anteriores, podemos iniciar un nuevo estudio esta vez con idea del total del molde: ¿POR QUÉ PIEZA EMPEZAMOS? ¿QUÉ ES NECESARIO PARA EMPEZAR? ¿QUÉ DEBEMOS HACER A CONTINUACIÓN? ¿QUÉ PODEMOS HACER A LA VEZ? ¿CUÁNTO TARDAREMOS EN HACERLO? Esta secuencia podemos reflejarla en un gráfico que podría adoptar una forma parecida a una red de nudos (método pert) analizando estadísticamente las distintas operaciones se detectan unas con tiempos muertos “sobrantes” y otras sin ellos, llamadas críticas. Cualquier retraso o avance sobre éstas producirá un retraso o avance en la siguiente y por defecto en la final la concadenación de todas ellas señala el “camino crítico”. Del conjunto de los estudios trabajo por fases y trabajo general, hemos deducido en primer lugar un volumen de horas total y por máquinas, si partiésemos del supuesto (poco usual) de tener un solo molde en fabricación, podríamos suponer que cuando se termine éste podemos iniciar la construcción de otro, normalmente este supuesto no se produce y debemos considerar varios aspectos. A B C D
DISTINTAS FECHAS DE INICIO DISTINTOS PLAZOS DE ENTREGA DIVERSOS MOLDES EN CONSTRUCCIÓN SIMULT. DISTINTAS DISTRIBUCIONES HORARIAS POR PUESTOS DE TRABAJO (SEGÚN CADA MOLDE)
E
CONCLUSIÓN PROGRESIVA DE LAS DIFERENTES FASES
Planificar todas estas variables de forma óptima, sin interferencias, retrasos, problemas, es complejo, difícil y requiere notable experiencia en el equipo humano que las realiza, en el mercado existen varios programas informáticos que proporcionan un importante soporte al planificador, especialmente por el volumen de información de que dispone. Una vez simultaneadas, encajadas, distribuidas, etc. es decir “planificadas” las diferentes tareas, podremos confeccionar definitivamente el “timing” correspondiente al molde en cuestión, el que de una forma metódica y ordenada es resumen de: CARGA DE TRABAJO ACTUAL
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+
CARGA DE TRABAJO AÑADIDA
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES FABRICACIÓN Desbastes y estabilizaciones En líneas generales la inmensa mayoría de los moldes especialmente los no normalizados se inician partiendo de bloques de acero en bruto en una fase de fresado consistente en planear, escuadrar y desbastar grandes figuras para facilitar las sucesivas operaciones de acabado. Estos desbastes producen en la mayoría de los casos tensiones internas en el acero que pueden dar lugar a posteriores deformaciones, sobre todo si se prevé proceder a algún proceso de temple de estos bloques, es aconsejable realizar un tratamiento térmico de estabilización, el cual libera y estabiliza la mayoría de estas tensiones internas, reduciendo los riesgos a niveles aceptables.
12.3
MECANIZACIÓN. (FRESADORA-ELECTROEROSIÓN)
Fresado y copiado de las figuras A continuación usualmente sigue todo un bloque de operaciones de fresado de muy distintas formas, este fresado puede realizarse de forma manual (control numérico) en que el operario introduce personalmente las órdenes a la máquina. Cada vez más usuales resultan los trabajos de fresado guiados por alguno de los sistemas de CAD-CAM, en los cuales, superficies convenientemente preparadas de acuerdo con los proyectos de la oficina técnica, son enviadas por el ordenador al control de la máquina, la cual reproduce estas superficies.
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Electroerosión Por sus especiales formas de trabajar, capítulo aparte merecen los trabajos de erosión, encajarlos entre otras fases de la construcción, Fresa / Erosión / Fresa. Preparación previa de los necesarios electrodos, o programas oportunos para el caso de erosiones por hilo, FRESAR ELECTRODO COPIAR ELECTRODO PULIR ELECTRODO EROSIONAR FIGURA crean en muchas ocasiones cuñas al trabajo en general del taller que es crítico prever.
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES 12.4
AJUSTE, MONTAJES Y PULIDO
Taladrado y ajustes parciales Una vez listas de las máquinas anteriores, estas piezas pasan por una serie de operaciones, no tan fácil de secuenciar ni ordenar. TALADRAR REFRIGERACIONES Y ROSCAR ENTRADAS TALADRAR TORNILLERÍA Y PASADORES DIVERSOS AJUSTES INDIVIDUALES O PARCIALES AJUSTES PUNZÓN EN SU ALOJAMIENTO AJUSTES CORREDERAS Y SUS GUÍAS AJUSTES CIERRE DE ALGÚN POSTIZO
Operaciones diversas muchas de ellas en las que se mezclan diferentes puestos de trabajo, o tal vez en función de la estructura del taller se realicen por el mismo operario o equipo de éstos. AJUSTADOR TALADRO
RECTIFICADORA AJUSTADOR
De todas estas operaciones parciales dos destacan por su capital importancia AJUSTE PARTICIÓN
Las dos mitades convencionales (inyección-expulsión) fija-móvil, son ajustadas de forma que garanticen la necesaria estanqueidad del molde, ausencia de rebabas. PULIDO ZONAS
FIGURA
Posiblemente estas zonas estarán alisadas, es decir, más o menos eliminadas las señales del mecanizado (fresa-erosión), pero según sea el acabado de las zonas de figura, es la del pulido una de las operaciones críticas y delicadas, no solo por el tiempo a dedicar normalmente “alto”, sino también por el alto grado de especialización que requiere su adecuada ejecución, pulidos espejo son verdaderos trabajos casi en algunas ocasiones de artesanía. FUNDACIÓ ASCAMM
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TÉCNICAS DE MECANIZACIÓN UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Tratamientos térmicos o texturizados Algunas de las piezas es posible que por sus características de funcionalidad requieran un tratamiento térmico determinado. TEMPLADO / REVENIDO NITRURADO OTROS Este tratamiento habrá sido realizado en muchas ocasiones de forma externa a nuestras instalaciones, es una especialidad que requiere unas instalaciones y medios no usuales en los talleres de moldes. Intercalar estas operaciones en su adecuada fase de trabajo es también importante para la correcta ejecución del molde Otra fase que también se realiza en el exterior de nuestro taller es la del texturizado de las zonas de figura según las especificaciones recibidas del cliente. Operación normalmente ejecutada después de las primeras pruebas en previsión de posibles retoques o correcciones que pudiesen dañar las zonas texturizadas. Montaje Supongamos que tenemos prácticamente terminadas todas las piezas de forma individual, podemos iniciar el montaje del conjunto, pese a estar previamente ajustadas / alojadas / etc. entre sí de forma parcial, la experiencia hace prever que este montaje requiera siempre pequeñas intervenciones, suavizar una corredera, realizar algún taladro pendiente, reajustar una zona de cierre, etc. Añadamos a todo esto el acoplamiento de los accesorios, tornillería, pasadores, mecanismos... Montaje de los diferentes circuitos... REFRIGERACIÓN... HIDRÁULICOS... ELÉCTRICOS... Especial atención y cuidado merece el montaje de las cámaras calientes, de un montaje escrupuloso cuidando hasta el último detalle, depende en gran manera el índice posterior de averías por mal funcionamiento de la cámara. Comprobaciones En el cuaderno de especificaciones habremos recibido una serie de especificaciones que debe cumplir el molde NORMAS DEL CLIENTE posiblemente oficina técnica las habrá recogido en su programa de calidad, pero... ¿ SE HAN RESPETADO ? Un riguroso chequeo a este programa de calidad antes del envío, del molde al cliente de forma definitiva, eliminará la desagradable y costosa experiencia de moldes devueltos por “en ocasiones” problemas insignificantes, preo que dañan ostensiblemente la imagen del taller.
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