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Copy of MANUAL DE DISEÑO DE MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS

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vittor vittor

on 13 January 2013

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Transcript of Copy of MANUAL DE DISEÑO DE MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS

MANUAL DE DISEÑO DE MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLASTICOS Miguel Garza Rojas Elaborado por 1.- Consideraciones generales para el diseño de piezas moldeadas por el proceso de inyección. 2.-Funciones del molde de inyección 3.-Clasificación de los moldes de inyección 4.-Construcción de los moldes de inyección 5.-Materiales para la construcción de los moldes de inyección 6.-Lista de verificación del molde Consideraciones generales para el diseño de piezas moldeadas por el proceso de inyección. Proceso de inyección
El Moldeo
Estrategia de diseño
Ángulo de salida
Refuerzos estructural EL PROCESO DE INYECCIÓN

Una breve explicación del proceso de moldeo por inyección ayudará a entender por qué es importante un diseño de pieza apropiado.
El fundamento del moldeo por inyección es inyectar un polímero fundido en un molde cerrado y frío, donde solidifica para dar el producto. La pieza moldeada se recupera al abrir el molde para sacarla. Una máquina de moldeo por inyección tiene dos secciones principales:
a) La unidad de inyección
b) La unidad de cierre, o prensa, que aloja al molde.

a)La unidad de inyección:
El moldeador recibe el polímero en forma de pellets. Estos son alimentados a la tolva de la máquina, donde entran en un canal donde gira un tornillo que los conduce a través de un cilindro caliente, el cual está dividido en tres zonas como se muestra en la figura 2.5 que son:
•Zona de alimentación
•Zona de compresión
•Zona de dosificación

b)La unidad de cierre :
Es básicamente una prensa que se cierra con un sistema de presión hidráulico o mecánico. La fuerza de cierre disponible debe ser bastante grande para contrarrestar la resistencia que genera el material fundido cuándo se inyecta. La presión que se aplica a este material fundido, puede ser alrededor de 145Mpa, de modo que para las piezas moldeadas que tienen una gran área se requiere bastante fuerza. El moldeo

El molde se sujeta mecánicamente (por ejemplo, con tornillos) en la unidad de cierre, pero es intercambiable para permitir el moldeo de diferentes productos. Las características fundamentales de un molde son:
1. La cavidad o impresión, en la cual se moldea el producto. Una herramienta puede contener una cavidad simple o varias.
2. Los canales, a lo largo de los cuales fluye el material fundido al inyectarse. Estos son el canal de alimentación, que es el conducto que sale de la boquilla, y los “bebederos”, que van del canal de alimentación a las cavidades individuales. El bebedero se hace más estrecho y tiene una compuerta a la entrada de la cavidad.
3. Los canales de enfriamiento, a través de los cuales se bombea el agua de enfriamiento para eliminar el calor del material fundido. El tamaño y localización de éstos es muy especial para que haya enfriamiento uniforme de las piezas moldeadas.
4. Los pernos expulsores, los cuales sacan la pieza moldeada de la cavidad. Funcionan automáticamente al abrir el molde. ESTRATEGIA DE DISEÑO

En el diseño de una pieza moldeada por inyección, hay ciertas metas deseables que el diseñador debe perseguir.
1. Maximizar la funcionalidad: en virtud de que los moldes de inyección son costosos. El ingeniero deberá diseñar tantas funciones en cada pieza como le sea posible. Esto significa que una pieza puede tomar el lugar de varias, eliminando operaciones de ensamble, reduciendo peso y frecuentemente mejorando la integridad de la estructura total.
2. Optimizar el uso del material: basado en la funcionalidad deseada de la pieza, el ambiente operativo, las restricciones de costo y cualquier otro requisito especial, deberán seleccionarse varios materiales para la pieza propuesta.
3. Minimizar el uso de material: usualmente, la opción que implique el volumen mínimo de plástico, que satisfaga los requisitos estructurales, funcionales, de apariencia y moldeabilidad. Esto contrasta con las operaciones de maquinado donde se inicia con un bloque sólido de material y éste se maquina hasta que queda lo que uno necesita para hacer funcional la pieza. ESPESOR NOMINAL

De todos los aspectos en el diseño con plásticos, la selección del espesor nominal es probablemente el más importante. La selección de los espesores algunas veces determinará el éxito o fracaso del producto. Mientras que un espesor adecuado puede producir un mal desempeño o falla estructural, una sección muy gruesa, aun sólo en algunas regiones, puede hacer no atractivo al producto, muy pesado o muy caro. Aunque algunos problemas pueden corregirse después de que el molde se ha construido, esto a menudo es caro.
La discusión que sigue sobre la determinación del espesor de pared deberá ayudar al ingeniero de diseño o de producción a eliminar los problemas potenciales en papel 8 o en la pantalla de la computadora), en lugar de, en el acero. No pueden seguirse todas las recomendaciones en muchas piezas, debido a requisitos geométricos, estructurales o funcionales, pero al menos se podrá prever que puede presentarse un problema y puede planearse una acción preventiva. por ejemplo, si se sabe que probablemente aparezca un defecto superficial en un área visible durante el moldeo, puede planearse poner una textura, logotipo o etiqueta en esa región.

La gran mayoría de las piezas de plástico moldeadas por inyección normalmente varía entre 0.80 mm (1/32”) a 4.8 mm (3/16”), relacionándose el espesor, en este rango, con el tamaño de la pieza. ÁNGULOS DE SALIDA

En la mayoría de las piezas moldeadas, hay partes de la pieza que deben cortarse en la superficie de molde en forma perpendicular a la línea de partición. Para poder expulsar apropiadamente una pieza del molde, ésta debe diseñarse con una cierta conicidad en la dirección del movimiento del molde. Ésta es normalmente conocida como ángulo de salida. Esto permite que la pieza forme un “claro” a medida que el molde empieza a abrir. Como los plásticos contraen cuando se enfrían, tienden a apretarse en corazones o cavidades y sin un ángulo de salida apropiado, puede dificultarse la expulsión. Aunque hay excepciones, un ángulo de ½° por lado es considerado como mínimo, recomendando preferiblemente entre 1 ½° a 3° por lado.
El ángulo de salida requerido dependerá por supuesto del acabado de la superficie del molde. Un molde pulido requerirá menos que uno no pulido, y cualquier textura en la superficie hará necesario un aumento de al menos 1° por lado por cada 0.001 pulg. De profundidad en la textura. Cuando se requieren profundidades grandes con mínimo ángulo de salida, el ingeniero de producto deberá consultar con el fabricante del molde y el moldeador para ver si la pieza podrá ser expulsada adecuadamente. Algunas veces serán necesarios acabados en la superficie del molde o la aplicación regular de un agente desmoldante durante la producción.
Una regla general empleada por diseñadores y fabricantes de molde es:

1° de salida produce 0-017 pulg de conocidad por pulgada de longitud. FUNCIONES DEL MOLDE DE INYECCIÓN

El diseñador de moldes siempre enfrenta retos distintos en cada proyecto, cada pieza de inyección tiene características particulares que la hacen única. Esta singularidad hace de cada molde sea un conjunto único de piezas, que si bien se pueden describir de manera general, se deberá tener especial atención a los detalles geométricos, estéticos, mecánicos y económicos de la pieza a moldear.
Para la fabricación de piezas más o menos complicadas en un solo ciclo es necesario un molde con una o más cavidades. Las funciones básicas de éste consistente en.
• Alojar la masa fundida,
• Distribuirla en la cavidad
• Darle forma
• Enfriarla (adicionarle calor en el caso de termófijos o elastómeros),
• Llevarla a un estado sólido, así como
• Expulsar la pieza.

Estas funciones de tipo tecnológico van acompañadas de otras funciones constructivas:
• Resistir fuerza
• Efectuar movimientos y
• Dirigir el movimiento de partes del molde.

Con los siguientes sistemas son posibles las funciones arriba mencionadas:
• Sistema de colada,
• Cavidad (venteo),
• Enfriamiento
• Sistema de expulsión
• Guiado y conducción
• Sujeción a la máquina
• Receptividad de la fuerza y
• Transmisión de movimiento. Criterios para la clasificación de los moldes

Los complejos funcionales recién mencionados se pueden clasificar de acuerdo a criterios de construcción y características de la pieza moldeada, como se muestra en la tabla 3.1.




Otra forma de clasificación de los moldes de acuerdo a puntos de vista constructivos se muestra en la siguiente tabla 3.2. En ella se muestra cómo, a partir de criterios constructivos pueden clasificarse diversos tipos de moldes de inyección. Partes constitutivas del molde

El diseñador de moldes siempre enfrenta retos distintos en cada proyecto, cada pieza de inyección tiene características particulares que la hacen única. Esta singularidad hace de cada molde un conjunto único de piezas, que si bien se pueden describir de manera general, se deberá tener especial atención a los detalles geométricos, estéticos, mecánicos y económicos de la pieza a moldear. Así mismo veremos que existen distintas nomenclaturas y nombres técnicos distintos para una misma parte del molde, sin embargo, si comprendemos la función de cada una de las piezas podremos entonces familiarizamos rápidamente con nuevos términos descriptivos.

En general, las partes de los moldes estándar (de dos placas y colada fría) se pueden enumerar de la siguiente forma como se muestra en la tabla 3.3: LISTA DE VERIFICACIÓN DEL MOLDE.

Lista de verificación de la pieza
Lista de verificación de la maquina
Lista de verificación sobre el diseño del molde LISTA DE VERIFICACIÓN DE LA PIEZA.

1.- ¿Esta aprobado el dibujo del diseño de la pieza?
2.- ¿Ha leído todas las notas sobre el trabajo?
3.- ¿Esta indicado el material o materiales de la pieza?
4.- ¿Ha comprendido perfectamente la función, localización y uso de la pieza?
5.- ¿Pueden aun sugerirse combios en el diseño de la pieza que simplifique o mejoren el diseño (de la pieza y del molde)?
6.- ¿Es correcto el numero de cavidades?
7.- ¿Se indican las tolerancias en todas las dimensiones criticas?
8.- ¿Son correctas estas tolerancias?
9.- ¿Se ha considerado la contracción del material en las dimensiones?
10.- ¿Que nivel de contracción debera considerarse?
11.- ¿Se han especificado los ángulos de salida?
12.- ¿Esta aprobada la localizacion de la linea de particion?
13.- ¿Esta aprobada la localizacion del punto de inyección?
14.- ¿Es la localizacion del punto de inyección la mejor desde el punto de vista de las propiedades fisicas de la pieza?
15.- ¿Es la localización del punto de inyeccion la mejor para el acabado de la pieza?
16.- En el diseño del punto de inyección ¿ se anticipan problemas de lineas de union que pudieran afectar la pieza estetica o mecanicamente?
17.- ¿Podria quedarse pegada la pieza del lado de la cavidad?
18.- ¿Se ha decidido el mecanismo de expulsión?
19.- ¿Esta aprobada la localización del mecanismo de expulsión?
20.- ¿Es suficiente el mecanismo de expulsion para garantizar el desmoldeo y expulsión de la pieza?
21.- ¿Se ha especificado el acabado de la pieza? LISTA DE VERIFICACIÓN DE LA MÁQUINARIA

22.- ¿Si cabe el molde en la maquina?
23.- ¿Es la altura del molde mayor que la apertura minima de la unidad de cierre de la maquina?
24.- ¿Es suficiente la carrera de la maquina para permitir la expulsion de las piezas?
25.- ¿Es suficiente la carrera de expulsion para permitir la expulsión de las piezas?
26.- ¿Si se puede sujetar el molde a las platinas de la maquina?
27.- ¿Es suficiente la fuerza de cierre de la maquina para el molde?
28.- ¿Es suficiente la capacidad de inyeccion de la maquina para el molde?
29.- ¿Si corresponden los agujeros del expulsor del molde con el mecanismo de la maquina?
30.- ¿Se requiere un mecanismo de expulsión del lado de la platina fina?
31.- ¿No interfieren las lineas de agua con la expulsion de la pieza o la colada?
32.- ¿No interfieren las lineas de agua con las barras de la maquina u otros mecanismos?
33.- En el caso de tener que calentar el molde, ¿es segura para el operador la localización de los elementos de calefacción u otros mecanismos?
34.- ¿Esta determinada la dimension del anillo de centrado? LISTA DE VERIFICACIÓN SOBRE EL DISEÑO DEL MOLDE
35.- ¿Estan especificados los materiales para cavidades, corazones y otras partes del molde?
36.- ¿Son las placas y componentes del molde suficientemente rigidas?.
37.- ¿Estan bien dimensionadas los insertos de cavidades y corazones?
38.- ¿Son suficientes los postes o tacones de soporte?
39.- ¿Esta provisto el molde de algun mecanismo que provenga de cerrarle incorrectamente?
40.- ¿Seran los pernos guia los primeros en entrar al molde?
41.- ¿Corresponden los diamentros de los agujeros o bujes a los de los pernos guia empleados?
42.- ¿Tiene la placa de expulsores suficiente carrera?
43.- ¿Es la placa de expulsores lo suficientemente rigida?
44.- En molde con placa expulsora, ¿ esta bien sujeta la placa?
45.- ¿Se ha provisto al molde de pernos re retroceso para la placa de expulsores?
46.- ¿Si ajusta el buje del bebedero a la boquilla de la maquina?
47.- ¿Se han registrado las dimensiones del buje del bebedero?
48.- ¿Es suficiente el sistema de enfriamiento provisto en el molde?
49.- ¿Libran los pernos expulsores bien los barrenos del sistema de enfriamiento?
50.- ¿Se han especificado los canales de alimentación?
51.- ¿Se han especificado los puntos de inyeccion?
52.- ¿Se ha especificado la localización y dimensiones del venteo del molde?
53.- En molde con pernos inclinados, ¿ se han tomado las provisiones necesarias para endurecer las partes en movimiento?
54.- En molde con pernos inclinados, ¿ se han tomado las provisiones necesarias para el reemplazo de las partes sujetas a fuerte desgaste y la sujecion de las correderas?
55.- En moldes con pernos inclinados, ¿ se pueden reemplazar los pernos sin necesidad de bajar el molde de la maquina?
56.- Si hay resistencias calefactoras o dispositivos electricos en el molde,¿son seguro?
57.- ¿Pueden reemplazarse las partes electricas sin tener que bajar el molde de la maquina?
58.- ¿Se han tomado todas las provisiones para evitar que el material penetre en huecos o uniones y forme rebabas en la pieza?
59.- ¿Están dadas todas las especificaciones de aceros y metales utilizados en el molde?
60.- ¿Se indican todos los tratamientos termicos?
61.- ¿Se indican todos los acabados de superficie, inclusive de recubrimientos?
62.- Si el molde ha de ser calentado, ¿ se han tomado las provisiones respecto a la expansión termica de los metales?
63.- ¿Tiene cada mitad del molde un gancho?
64.- Si el molde incluye partes normalizadas de alguno o varios proveedores¿ se indican las especificaciones y sus proveedores?
65.- ¿Se especifican los tamaños de todos los pernos?
66.- ¿Son las partes del molde, partes normalizadas?
67.- ¿Deberian proporcionarse partes de repuesto junto con el molde?
68.- ¿Pueden desamblarse las cavidades rapidamente?
69. ¿Estan numeradas todas las piezas del molde?
70.- ¿Ha sido perfectamente marcado el molde para su identificacion?
71.- ¿Corresponden las dimensiones y peso del molde a las marcadas en el dibujo de ensamble final?
72.- ¿Hay un programa para la terminacion del trabajo de contrucción del molde? MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES DE INYECCIÓN

Los aceros son materiales ampliamente utilizados en la construcción de moldes puesto que garantiza una gran vida útil. La condición para esto es que se elija el tipo apropiado y qué este sea tratado de manera que produzca la estructura que demanda la aplicación. Los elementos de aleación tienen de acuerdo al porcentaje en que estén presentes en el acero, efectos positivos y negativos sobre las propiedades deseadas. CONSTRUCCIÓN DE MOLDES DE INYECCIÓN

La construcción de un molde de inyección puede verse como un procedimiento sistemático. El diagrama de flujo ayuda a comprender las diferentes etapas y decisiones que el constructor deberá tomar en cada paso del proyecto. CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES DE INYECCION

Los moldes de inyección son herramientas de trabajo de alta precisión, los cuales tienen la función de dar forma a la masa plástica que proviene de la máquina. La principal tarea del molde consiste en garantizar que las piezas, estén dentro de los límites de tolerancia, en dimensiones y pesos.
Los moldes de plásticos son herramientas que deben de producir miles y en ocasiones hasta millones de piezas, deben de resistir los esfuerzos mecánicos de compresión y tracción, así como los cambios bruscos de temperatura, hacer del molde de plásticos una de las herramientas fabricadas por el hombre con los esfuerzos más elevados.
El diseño de un molde de plástico es una tarea que exige del conocimiento reológico de los polímeros, de las características de los metales, su maquinado y además de sólidos conocimientos sobre procesamiento de materiales.
Si se observa críticamente un gran número de moldes de inyección, resultan determinados grupos y clases que se diferencian entre si por su construcción completamente diferente. Tal clasificación, si es que quiere ser comprensible, no puede contener todas las posibilidades de combinación entre los diferentes grupos y clases. Es posible que nuevas experiencias y resultados obliguen a una ampliación de la misma.
La clasificación de moldes de inyección se rige lógicamente por las características principales de su construcción y función, estas son:
• El tipo de colada y su separación
• El tipo de expulsión de las piezas inyectadas
• La existencia o no de contrasalidas exteriores en la pieza a inyectar
• El tipo de desmoldeo
La norma DIN E-16-750 “Moldes de inyección para materiales plásticos” contiene una división de los moldes según el siguiente esquema:
• Molde estándar (molde de dos placas).
• Molde de mordazas (correderas o carros auxiliares)
• Moldes de extracción por segmentos
• Moldes de tres placas
• Moldes de pisos (molde sándwich)
• Molde de canal caliente
Análogamente los moldes de canal caliente para la inyección de materiales termoplásticos existen de canal frío para la inyección sin colada de materiales termoestables.
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