Las cavidades: factor clave del molde en la inyección de plásticos

En la actualidad vivimos en un mundo rodeado de productos plásticos. La manufactura de estas piezas puede ser mediante diversos procesos, como son:

De los anteriores el proceso que se utiliza para la manufactura de productos con altas propiedades mecánicas y gran estabilidad dimensional es la Inyección.

Para realizar el proceso de inyección, requerimos de:

Cuando ya hemos definido el diseño, proceso, material, periféricos para la manufactura de nuestro producto, procedemos a considerar el numero de cavidades del molde, ya que el numero de cavidades es directamente proporcional al costo, tanto del molde como de la producción de la pieza.

Para estimar el numero de cavidades optimo para nuestro molde debemos conocer las características de nuestra maquina inyectora tales como: presión de cierre, tamaño de disparo, capacidad de plastificación, relación L/D de husillo, distancia entre barras guía de platinas de maquina, entre otras.

La primera consideración debe ser mediante la capacidad de la maquina inyectora, en este caso el tamaño de disparo, mediante la siguiente formula:

La segunda consideración debe ser mediante la capacidad de la maquina inyectora, en este caso la capacidad de plastificación, mediante la siguiente formula:

Es necesario aclarar lo siguiente al realizar un disparo la maquina con el numero de cavidades calculado en CRP, se utiliza el máximo de plastificación de la maquina, por lo tanto:

NRP  ES MAYOR O IGUAL QUE CRP

NRP es el numero de cavidades máximo estimado pero este numero no garantiza un producto con un alto nivel de calidad, según la experiencia nos dice que debemos utilizar:

0.80 NRP pero nunca llegar a 0.40 NRP

Lo anterior por que trabajando la maquina a un 80% no la forzamos, y nunca obtendremos nuestros productos defectuosos. Si operamos la maquina con el 100%% NRP podemos no llenar las cavidades, no dar la suficiente compactación a las piezas, entre otros defectos, si trabajamos al 40% sobre compactaríamos, tendríamos tiempos de residencia en el molde muy altos dando lugar a la degradación del material, se forzaría el husillo en demasía provocando fracturas o la ruptura del molde.

Proveedores de diseño de moldes

A continuación le presentamos a Consultoría en Desarrollo de Proyectos, proveedor de diseño de moldes:

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El sistema de inyección automotriz

La inyección de combustible es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, alternativo al carburador, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde 1993, debido a la obligación de reducir las emisiones contaminantes y para que sea posible y duradero el uso del catalizador.

Este sistema es utilizando obligatoriamente en el ciclo del diésel desde siempre, puesto que el combustible tiene que ser inyectado dentro de la cámara en el momento de la combustión y es imposible usar un carburador.

En los motores de gasolina o GLP actualmente está desterrado el carburador en favor de la inyección, ya que permite una mejor dosificación del combustible, sobre todo desde la aplicación del gobierno electrónico por medio de la zonda lambda.

Sistemas de inyección

Los sistemas de inyección se dividen en:
* En un principio se usaba inyección mecánica pero actualmente la inyección electrónica es común incluso en motor diésel|motores diésel

* Inyección multipunto y monopunto, solo en gasolina o GLP. Para ahorrar costes a veces se utilizaba un solo inyector para todos los cilindros, o sea, monopunto; en vez de uno por cada cilindro, o multipunto. Actualmente, y debido a las normas de anticontaminación existentes en la gran mayoría de los países, la inyección monopunto ha caído en desuso.
 

* Directa e indirecta. En los motores de gasolina es indirecta si se pulveriza el combustible en el colector de admisión en vez de dentro de la cámara de combustión. En los diésel, en cambio, se denomina indirecta si se inyecta dentro de una precámara que se encuentra conectada a la cámara de combustión en vez de directamente en la cámara principal.

Gracias a la electrónica de hoy en día, son indiscutibles las ventajas de la inyección eléctrónica. Aparte de tener un mapa de inyección para todas las circunstancias de carga y régimen del motor, permite algunas técnicas como el corte de inyección para evitar que el motor se revolucione excesivamente, y al retener el vehículo con el motor, o desacelerar, para aumentar la retención y evitar el gasto innecesario de combustible.

En los motores diésel el combustible debe estar más pulverizado porque se tiene que mezclar en un lapso menor y para que el encendido del mismo sea completo. Un motor de gasolina tiene toda ciclo de cuatro tiempos|la carrera de admisión y la de compresión para mezclarse, en cambio un diésel solo parte de la de compresión y la de combustión; por ello necesita mayores presiones y para eso se han diseñado entre otros sistemas, el common-rail y el elemento Inyector-bomba|bomba-inyector.
 

Información Cortesía de Soporte Técnico Automotriz

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El control de los parámetros en la inyección de plástico

El proceso de inyección de plástico consiste en calentar los pellets de un material termoplástico para transformarlos en un tipo masa a través de un cilindro de plastificación, dándole la forma final al molde. En el proceso de inyección de plástico es necesario optimizar la relación producción-calidad a través del ajuste adecuado de los parámetros.

Los parámetros más importantes para un proceso de inyección son los siguientes:

Ciclo de moldeo en la inyección de plástico

En el ciclo de moldeo destacan los siguientes pasos principales:

• Molde cerrado y vacío. La unidad de inyección carga material y se llena de polímero fundido.
• Se inyecta el polímero abriéndose la válvula y, con el husillo que actúa como un pistón, se transporta el material a través de la boquilla hacia las cavidades del molde.
• La presión se mantiene constante para lograr que la pieza tenga las dimensiones adecuadas, pues al enfriarse puede contraerse.
• La presión se elimina y la válvula se cierra. El husillo gira para cargar material y al girar también retrocede.
• La pieza en el molde termina de enfriarse. La prensa libera la presión y el molde se abre; las barras expulsan la parte moldeada fuera de la cavidad.

Relaciones de presión, volumen y temperatura en la inyección de plástico

• Para obtener un proceso de inyección eficiente, las relaciones entre presión, volumen y temperatura juegan un papel importante.
• Al ascender la temperatura del polímero su volumen específico también aumenta.
• Los polímeros amorfos y semicristalinos tienen un comportamiento diferente durante el enfriamiento.
• En el diseño de equipos de procesos es importante conocer las relaciones de presión, volumen y temperatura de los polímeros que se utilizarán.

Cristalización y deformación de la pieza al enfriarse en el proceso de inyección de plástico

• Al enfriarse, las partes inyectadas se contraen, siendo su volumen menor que el de la cavidad.
• Los polímeros semicristalinos modifican más su tamaño dependiendo de la temperatura en la cual se les permita cristalizar.
• Las cadenas que forman cristales de menor granulometría ocupan menos espacio (mayor densidad) que las cadenas en estado amorfo.
• El grado de cristalinidad afecta directamente a la densidad final de la pieza.
• La temperatura del molde y el enfriamiento deben ser los adecuados para obtener partes de calidad.

Colada fría y caliente en la inyección de plástico

La colada fría es el remanente de polímero solidificado que queda en los canales y por su parte, la colada caliente mantiene al polímero en estado fundido para continuar con la inyección.

Coloración de la pieza en la inyección de plástico

El acabado de la pieza, la identificación y las funciones ópticas dependen de su coloración. Los colores pueden ser opacos y, si el polímero es transparente, se pueden utilizar colores translúcidos.

Existen tres formas de colorear una pieza en los procesos de inyección:

1. Usar plástico del color que se necesita (precoloreados).
2. Usar plástico de color natural y mezclarlo con pigmento en polvo o colorante líquido.
3. Usar un plástico de color natural y mezclarlo con concentrado de color.

Los concentrados de color deben cumplir con la aplicación final de la parte, para utilizar pigmentos o colorantes que no migren a la superficie.

En polioleofinas no se debe utilizar colorantes porque migran.

Proveedores de moldes de inyección de plástico

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