Moldeo por inyección

El moldeo por inyección es un proceso de producción industrial en el que se funde un material plástico (plastificado), y se inyecta a alta presión dentro de un molde cerrado, que se abre después de la solidificación del producto. Generalmente la inyección se realiza a altas presiones y a temperaturas lo suficientemente altas como para permitir el deslizamiento del material "plastificado" dentro de la máquina y el molde. El principio de funcionamiento del moldeo por inyección es similar a la fundición a presión y se deriva de ella.

La unidad de inyección tiene la tarea de calentar hasta la fusión, y luego sugirió el material y luego empujar el interior de la matriz (por la acción de un pistón o un tornillo-móvil, también llamado una unidad de inyección de tornillo-pistón), mientras que la unidad de sujeción tiene la tarea de mantener cerrado el molde (hidráulica o mecánicamente) durante la fase de inyección, en contraste con la alta presión generada por la unidad de inyección, dos mitades del molde La maquinaria (llamada prensa de inyección) que permite la operación de moldeo por inyección consiste en un "grupo de inyección" conectado a un "grupo de cierre" . Los principales componentes de las prensas de inyección son: Hay varios tipos de máquinas de moldeo por inyección: las que son totalmente hidráulicamente operado, a la más moderna, accionamiento eléctrico, que permiten, a través del uso de servomotores y controles numéricos avanzados, un control más rápido y más preciso del proceso, así como un ahorro de energía de alrededor de 20 - 30%. El "cierre" es la parte de la máquina donde se monta en el molde de la pieza de trabajo; el cierre del molde está formado a su vez por las siguientes partes: los parámetros de identificación de los grupos, el cierre de las prensas son: las presiones son del orden de unos cientos de bar y la fuerza (en toneladas) que se requiere para mantener cerrados los moldes se puede obtener por la siguiente fórmula: donde P es la presión de inyección en kg / cm2 (para unidad de medida Ver nota) y S es la superficie de la parte frontal de la pieza a imprimir (en cm2) ortogonal al plano de inyección También hay prensas "híbridas" con grupo de cierre hidráulico y grupo de plastificación/inyección eléctrica, o grupo de cierre y plastificación eléctrica, y placa de extracción y movimientos auxiliares hidráulicos. La disposición más extendida es la horizontal (movimiento de apertura de los moldes horizontalmente), pero para procesos particulares se utilizan prensas verticales. Por lo general, esta fórmula da una primera aproximación del tonelaje necesario para inyectar un producto; a menudo se agrega un factor C como un multiplicador que es una función de la complejidad de la pieza a producir, su espesor promedio, la evaluación "estética" o no de la pieza. El grupo de inyección (o grupo de plastificación) incluye la parte de la maquinaria entre la llegada del material granular sólido (generalmente en forma de gránulos) a la inyección del fluido plastificado en el molde. Siguiendo el recorrido realizado por el material, cumplen principalmente: los parámetros de identificación de los grupos de inyección de las prensas son: .

Al inicio de un ciclo de moldeo por inyección, los gránulos del polímero plástico a imprimir, contenidos en la tolva, se dejan caer dentro del cilindro del tornillo de alimentación y plastificación, que, colocado en rotación por un motor, lleva los gránulos, fundiéndolos, hasta la parte frontal, aquí, por reacción, el tornillo de perforación se retrae hasta alcanzar la altitud definida por el programa como "dosificación" . Desde el área de arranque (potencia) hasta el final (fusionado) dentro del cilindro, los gránulos son calentados por una serie de resistencia eléctrica hasta su temperatura de fusión y "recubiertos" por la rotación del tornillo según el programa preestablecido por el operador dependiendo del tipo de material, el peso de la pieza y la compacidad requerida por la pieza terminada. El componente de fricción entre los gránulos mismos y las paredes (roscas) del tornillo de plastificación contribuye a la plastificación de la masa de polímero. Al mismo tiempo, la prensa ha cerrado el molde y puede comenzar la fase de inyección rápida del material hasta aproximadamente el 98% del peso de la pieza de trabajo. La terminación del 100% de la pieza se lleva a cabo con la segunda fase (fase de "compactación" o " retención ") , manteniendo el material bajo presión hasta que la pieza moldeada se solidifica. Esta segunda fase realiza la "compensación" de la contracción volumétrica que sufre el material plástico, enfriándose naturalmente. En este punto, la lógica de la gestión de la prensa, una vez finalizado el posible tiempo de enfriamiento adicional, inicia la apertura del molde para permitir la extracción de la pieza moldeada. Esto se puede hacer con un sistema de punzón mecánico, con gato hidráulico, o por extracción neumática, desatornillado eléctrico o hidráulico. Luego la pieza expulsada del molde cae en un canal inferior que la hace depositar en un recipiente adecuado desde donde será tomada para las fases posteriores de selección, control y eventual posterior acabado de la pieza. En empresas altamente automatizadas, para aumentar la producción y permitir el trabajo continuo h 24/24, se utilizan robots cartesianos o manipuladores antropomórficos que toman la pieza o varias piezas y las paletizan según un programa de trabajo específico. Un nuevo ciclo puede entonces comenzar, con una nueva fase de cierre. Por lo tanto, el ciclo típico de la máquina se compone de las siguientes fases: las piezas obtenidas requieren en ciertos casos Operaciones auxiliares como la eliminación del material de los accesorios de inyección (troqueles), desbarbado, ejecución de agujeros, etc., pero a menudo están perfectamente terminados. Es posible co-moldear insertos roscados de metal o piezas de acero que, al final del proceso, se incrustarán firmemente en el producto. En los últimos años hemos sido testigos de la introducción gradual de prensas de inyección eléctricas, que permiten una alta velocidad de movimiento de los planos, tranquilidad, y bajo mantenimiento, limpieza y alta repetibilidad de los ciclos. Otras expansiones del proceso de inyección se logran mediante la construcción de prensas con múltiples grupos de inyección, capaces de inyectar dos o más materiales al mismo tiempo (alternativa a la adición de un inyector satélite), o prensas con múltiples grupos de cierre que permiten realizar múltiples fases de moldeo en moldes rotativos. Sin embargo, el concepto de operación sigue siendo el mismo que se describió anteriormente, con la adición de la posible superposición de movimientos. El alto costo de los equipos necesarios para la producción de piezas de plástico (moldes) requirió la creación de software dedicado al pre - diseño del producto, simulando el proceso de moldeo con algoritmos extremadamente complejos. El resultado de estos procesos se puede utilizar para diseñar el molde de una manera semi-definitiva. Las configuraciones en la máquina del proceso simulado suelen ser siempre necesarias, ya que la simulación teórica proporciona indicaciones válidas a medida que los datos ingresan: la construcción real implica tolerancias y precisión de mecanizado a menudo no analizadas por el software.

El sistema de inyección utilizado para piezas técnicas y pequeñas, el peso es el llamado sistema de cámara caliente: consiste en un distribuidor de metal insertado en la parte fija del molde (la parte en contacto directo con el tanque - prensa), ramificado o menos, dependiendo del número de figuras del molde y adecuadamente equilibrado en los canales del material deslizante, para absorber y distribuir uniformemente la presión la temperatura del husillo, y la terminación de cada canal en una boquilla o férula de la que, en el momento de la inyección, el material fluye hacia fuera Además, el sistema de cámara caliente puede estar provisto de un obturador (pasador) controlado por un pistón en lugar de la férula de punta. Los sistemas de obturación se pueden utilizar para detalles de gran peso o con altos espesores que requieren un mayor caudal. Para materiales cargados con fibras largas, debido a las secciones estrechas y el consiguiente aumento de la tensión de corte local, no se recomiendan las persianas. El sistema de obturación, y más generalmente los sistemas de "cámara caliente" , permiten una amplia gama de diseño a los moldes y en consecuencia al diseño, esto gracias a la posibilidad de colocar las inyecciones donde es más teóricamente aconsejable. Con un sistema de obturador controlado, es obviamente posible una apertura secuencial, lo que puede conducir a la resolución de problemas técnicos y estéticos considerables. Las presiones muy altas implicadas se reducen así grandemente, salvaguardando el equipo, y permitiendo la producción de productos con tensiones internas bajas. Las ventajas económicas de esta técnica de moldeo son, en primer lugar, el ahorro de material (eliminación del molde (s)), la mejor gestión de las presiones en el molde y la flexibilidad constructiva. Por otro lado, se requiere un mayor mantenimiento para mantener el sistema eficiente, y una considerable complejidad general del equipo. La principal desventaja es el costo: en promedio, una habitación caliente con el punto de boquillas para un molde en las dos cifras, con la puerta entre 0,8 mm y 1,5 mm, puede alcanzar miles de euros; esto justifica la compra para la producción de continuo y en masa, como para la industria del embalaje (pila de troqueles) o para la industria automotriz. El hecho, entonces, de poder eliminar casi totalmente el colchón puede conducir a un desglose de costos decididamente favorable para esta solución técnica.

Procesamiento de plásticos

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En tecnología de materiales, el término parison significa un tubo hueco hecho de material plástico o de vidrio del cual la pieza terminada (botellas o botellas)...

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