lunes, 13 de junio de 2011

INYECCION DE MATERIALES PLASTICOS I

MAQUINAS DE INYECCION

Introducción
La inyección de termoplásticos es un proceso físico y reversible, en el que se funde una materia prima llamada termoplástico, por el efecto del calor, en una máquina llamada inyectora. Esta máquina con el termoplástico en estado fundido, lo inyecta, dentro de las cavidades huecas de un molde, con una determinada presión, velocidad y temperatura. Transcurrido un cierto tiempo, el plástico fundido en el molde, va perdiendo su calor y volviéndose sólido, copiando las formas de las partes huecas del molde donde ha estado alojado. El resultado es un trozo de plástico sólido, pero con las formas y dimensiones similares a las partes huecas del molde. A este termoplástico solidificado le llamamos inyectada.

¿Por que decimos que la inyección de termoplásticos es un proceso físico y reversible? Físico, por que no existe variación en la composición química del termoplástico, en todo el proceso. Reversible, por que el termoplástico después del  proceso tiene las mismas características que al principio. O sea, podríamos triturar la pieza y repetir el proceso con ese material. Aunque en la práctica, el plástico puede llegar a degradarse y perder algunas de sus propiedades

Antecedentes históricos.
El diseño actual de la máquina de moldeo por inyección ha sido influido por la demanda de productos con diferentes características geométricas, con diferentes polímeros involucrados y colores. Además, su diseño se ha modificado de manera que las piezas moldeadas tengan un menor costo de producción, lo cual exige rapidez de inyección, bajas temperaturas, y un ciclo de moldeo corto y preciso.

John Hyatt registró en 1872 la primera patente de una máquina de inyección, la cual consistía en un pistón que contenía en la cámara derivados celulósicos fundidos. Sin embargo, se atribuye a la compañía alemana Cellon-Werkw el haber sido pionera de la máquina de inyección moderna. Esta firma presentó, en 1928, una patente incluyendo la descripción de nitrocelulosa (celuloide). Debido al carácter inflamable de la nitrocelulosa, se utilizaron posteriormente otros derivados celulósicos como el etanoato de celulosa. Los británicos John Beard y Peter Delafield, debido a ciertas diferencias en la traducción de la patente alemana, desarrollaron paralelamente la misma técnica en Inglaterra, con los derechos de patente inglesa para la compañía F.A. Hughes Ltd.
El primer artículo de producción masiva en Inglaterra fue la pluma fuente, producida durante los años treinta por la compañía Mentmore Manufacturing. La misma utilizaba máquinas de moldeo por inyección de Eckert & Ziegler (Alemania). Estas máquinas funcionaban originalmente con aire comprimido (aproximadamente 31 kg/cm2); el sistema de apertura de molde y la extracción de la pieza eran realizados manualmente, y los controles incluían válvulas manuales, sin control automático ni pantallas digitales; además, carecían de sistemas de seguridad.
En 1932 apareció la primera máquina para inyección operada con sistemas eléctricos, desarrollada por la compañía Eckert & Ziegler. Al mismo tiempo, otros países como Suiza e Italia empezaban a conseguir importantes avances en maquinaria. Ya a finales de los años treinta, el polietileno y el PVC, ambos, de alta producción y bajo costo, provocaron una revolución en el desarrollo de la maquinaría, teniendo el PVC mayor éxito como material para extrusión.

En 1951 se desarrolló en Estados Unidos la primera máquina de inyección con un tornillo reciprocante (o, simplemente, husillo), aunque no fue patentada hasta 1956. Este cambio ha sido la aportación más importante en la historia de las máquinas inyectoras. Al finalizar la segunda guerra mundial, la industria de la inyección de plástico experimentó un crecimiento comercial sostenido. Sin embargo, a partir de la década de los ochenta, las mejoras se han enfocado a la eficiencia del diseño, del flujo del polímero, el uso de sistemas de software CAD, inclusión de robots más rápidos para extracción de piezas, inyección asistida por computadora, eficacia en el control de calentamiento y mejoras en el control de la calidad del producto.

Generalidades de las máquinas de moldeo por inyección.
Las máquinas de moldeo por inyección tienen tres módulos principales:
Máquina de inyección de plásticos.

  1. La unidad de inyección o plastificación. La unidad de inyección plastifica e inyecta el polímero fundido.
Unidad de inyección típica.

  1. La unidad de cierre. Soporta el molde, lo abre y lo cierra además de contener el sistema de expulsión de la pieza.
Unidad de cierre tipo rodillera.
  1. La unidad de control. Es donde se establecen, monitorean y controlan todos los parámetros del proceso: tiempos, temperaturas, presiones y velocidades. En algunas máquinas se pueden obtener estadísticas de los parámetros de moldeo si así se desea.

Control de máquina.

Básicamente todas las máquinas de inyección están formadas por los mismos elementos. Las diferencias entre una máquina y otra radican en su tamaño, la unidad de cierre y el diseño de la unidad de plastificación.

En menor medida, también se diferencian en las variantes del diseño de sus elementos de montaje y los sistemas de accionamiento. A continuación se explicarán a detalle los elementos constitutivos de cada subsistema que componen a una máquina de inyección de plásticos así como de una breve descripción del proceso de moldeo por inyección para poder comprender mejor el funcionamiento de las máquinas.

El Ciclo de Inyección

El proceso de obtención de una pieza de plástico por inyección, sigue un orden de operaciones que se repite para cada una de las piezas. Este orden, conocido como ciclo de inyección, se puede dividir en las siguientes seis etapas:

  1. Se cierra el molde vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos: primero con alta velocidad y baja presión, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presión hasta que las dos partes del molde hacen contacto, finalmente se aplica la presión necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.
Cierre del molde e inicio de la inyección

  1. El tornillo inyecta el material, actuando como pistón, sin girar, forzando el material a pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presión de inyección.
Inyección del material

  1. Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando una presión de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la contracción de la pieza durante el enfriamiento. La presión de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyección y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.
Aplicación de la presión de sostenimiento

  1. El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y plastificándolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una presión contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyección.
Plastificación del material

  1. El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado por el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y la pieza es extraída.
Enfriamiento y extracción de la pieza

  1. El molde cierra y se reinicia el ciclo.

Consumo de potencia
En cuanto al consumo de potencia en cada una de las etapas del ciclo, se observa que en el cierre del molde apenas se requiere la potencia necesaria para vencer la fricción generada al desplazar la placa móvil. La etapa de inyección necesita la potencia máxima durante un período muy corto. El desplazamiento de la unidad de inyección y la apertura del molde requieren muy poca potencia. En el siguiente diagrama se esquematiza el consumo de potencia durante el ciclo de inyección.
 

Partes de una inyectora

Unidad de plastificación.
La unidad de inyección realiza las funciones de cargar y plastificar el material sólido mediante el giro del tornillo, mover el tornillo axialmente para inyectar el material plastificado hacia las cavidades del molde y mantenerlo bajo presión hasta que sea expulsado. El tornillo tiene una acción reciprocante además de girar para fundir el plástico, se mueve de manera axial para actuar como pistón durante el proceso de inyección.

Unidad de plastificación.
 
La unidad de inyección consta de un barril (o cañón) de acero capaz de soportar altas presiones, este cilindro va cubierto por bandas calefactores para calentar y ayudar a fundir el material mientras avanza por el tornillo. Consta además de una unidad hidráulica que es la que transmite el movimiento lineal al husillo en el proceso de inyección. Algunas máquinas tienen 2 unidades hidráulicas, una para la inyección y otra para el cierre.
Típica unidad de plastificación

Tolva de alimentación.
Las partículas sólidas de la resina en forma de gránulos, se depositan en la tolva de alimentación de la máquina, esta tolva normalmente está conectada a algún equipo periférico o auxiliar que proporciona las condiciones especificadas por el fabricante de la resina para obtener los óptimos resultados de procesamiento. Estas condiciones normalmente son las de porcentaje máximo permitido de humedad. Dependiendo del material a inyectar, si es higroscópico o no, será necesario secarlo antes de introducirlo al cañón o barril de inyección a través de una tolva secadora especial. También encontramos que algunos manufactureros emplean sistemas de alimentación continua de resina de manera centralizada para toda la planta o particular en cada máquina. Estos equipos periféricos se estudiarán con más profundidad en capítulos siguientes.

Como ya habíamos mencionado, los gránulos de plástico se vierten en la tolva de alimentación y esta a su vez lo alimenta al husillo dentro del barril. Aunque los gránulos pueden introducirse directamente al husillo, usualmente el material se alimenta por gravedad dentro de la zona de alimentación del barril. Estas tolvas son en realidad contenedores de forma cónica truncada, aunque esta geometría depende de cada fabricante de máquina. Pueden clasificarse en tolvas cortas y tolvas largas.

Las tolvas cortas son típicamente utilizadas cuando se seca la resina de manera independiente en una mezanine o en una máquina de secado fuera de la máquina de inyección, esto con la finalidad de que no se acumule mucho material en la tolva y que alcance a absorber humedad del ambiente.
Máquina con tolva corta.
Las tolvas largas normalmente requieren algún tipo de refuerzo en la garganta de la misma para poder montarla directamente en la garganta de la máquina. Este tipo de tolva es también ampliamente utilizada, sin embargo presentan mucha más dificultad para moverlas fuera de la garganta de la máquina cuando se necesita inspeccionar la entrada del material al cañón.


Tolva larga con secador.

Algunas máquinas ya presentan un equipo auxiliar neumático para mover fácilmente este tipo de tolvas. Algunas también presentan la opción de un dispositivo magnético en la base, su propósito es únicamente tratar de eliminar cualquier objeto metálico que pudiese caer dentro de la tolva de alimentación.

La garganta de alimentación de la tolva se enfría con agua para evitar que el plástico granulado se funda (aglomerándose) en la garganta de alimentación.
Anillo de enfriamiento.

Husillos.
El calentamiento del tornillo se hace por zonas y el número de zonas dependerá del tamaño del cañón, normalmente se dividen 3. Dentro del barril se encuentra un tornillo de material muy duro, el cual generalmente está pulido y cromado para facilitar el movimiento del material sobre su superficie. El tornillo se encarga de recibir el plástico, fundirlo, mezclarlo y alimentarlo en la parte delantera hasta que se junta la cantidad suficiente para luego inyectarlo hacia el molde.

Zonas del tornillo reciprocante.

Los husillos, o tornillos reciprocantes por lo general se dividen en 3 zonas y tienen relaciones de longitud/diámetro (L/D) de 20:1. Esto es debido a que husillos con relaciones más pequeñas no proporcionan un fundido homogéneo, y con husillo con relaciones L/D mayores a 24 se tiene una degradación no deseada en muchos plásticos de ingeniería debido a que el material tendrá un tiempo de residencia excesivamente largo.

Tipos distintos de filetes. Filete estándar (izq.). Doble filete (centro). Filete de mezclado rápido (der.)

Las principales funciones de este tipo de unidades de inyección son:

  • Moverse para acercar o alejar la boquilla de la unidad de inyección del bebedero del molde.
  • Generar la presión requerida entre la boquilla de la unidad de inyección y el bebedero del molde.
  • Girar el tornillo durante la etapa de alimentación.
  • Mover el tornillo de manera axial durante el proceso de inyección.
  • Mantener la presión generada durante la inyección.

Una gran parte de la energía necesaria para la plastificación se debe al calor de fricción, suministrando al material por el motor del tornillo a través del giro de este. Por lo tanto durante la etapa de alimentación se consume una gran cantidad de energía.

Solamente cuando se tienen máquinas de muy altas producciones se tienen husillos de relaciones entre 22:1 y 26:1. Estos husillos a menudo están equipados con secciones de mezcla, o con una combinación de secciones de cizalla y mezcla, y eventualmente con una eficiente zona de alimentación.

En general podemos caracterizar los husillos en base a dos parámetros: la relación longitud diámetro (L/D) y la relación de compresión. La principal ventaja de que la relación L/D sea grande, es que al proveer de un mayor recorrido entre la tolva y el molde, hace que el tiempo de residencia sea mayor, y por lo tanto permitirá que una mayor plastificación con menores temperaturas, lo que ayuda a disminuir el tiempo de ciclo, y por lo tanto permitirá el aumento de la productividad.

Sin embargo, esta misma ventaja es su principal punto débil, ya que al tener un tiempo de permanencia largo, algunos polímeros tienden a degradarse, lo que ocasiona una pérdida en las propiedades mecánicas de estos. Es en base a esto que se recomiendan, para plásticos técnicos y para PVC, relaciones L/D de bajo valor, a fin de reducir el tiempo de permanencia. Por el contrario, se tiene que tener que aumentarse la temperatura, el enfriamiento tarda más y en consecuencia aumentará el tiempo de ciclo, bajando la productividad.

Por otro lado, la relación de compresión, que se denomina como la relación entre las alturas medias del filete medidas en la zona de alimentación y dosificación, permite expresar la compresión mecánica sufrida por el material. En general, para los polímeros amorfos se usan husillos de baja relación de compresión, mientras que para los semicristalinos se utilizan husillos de compresión elevada.

Usualmente se utilizan 4 tipos de aceros para fabricar los husillos de las máquinas de inyección de termoplásticos:

  • Nitralloy 135. Es un acero grado herramienta que una vez mecanizado se le realiza un nitrurado por 72 horas. Es una excelente opción de bajo costo cuando el desgaste por abrasión pasa a segundo término.
  • AISI 4140. Un acero para herramientas con excelente resistencia mecánica cuando se le aplica un tratamiento térmico o un recubrimiento superficial.
  • AISI D2.Un acero con altos contenidos de carbono y cromo, excelente resistencia al desgaste pero bajo desempeño en la transmisión de torque.
  • CPM-9V. Excelente acero para aplicaciones de alto desgaste, como materiales cargados con fibra de vidrio, buen desempeño contra el desgaste.

Usualmente se utilizan tres tipos de tratamiento superficial a los husillos para alargar su vida útil o mejorar su funcionamiento.

  • Nitrurado: Incrementa su dureza superficial y la vida del husillo, es el tratamiento de más bajo costo, utilizado principalmente para husillos de material 135M y 4140.
  • Cromado: Incrementa la dureza superficial y reduce la fricción del material fundido y los filetes. También es utilizado para prevenir la corrosión del acero debido a las reacciones químicas del polímero en el cañón. Ideal para la inyección de PVC.
  • Carburado: Este tratamiento incrementa la dureza superficial y aumenta la vida útil. Utilizado en acero 9V.

Ahora bien, en lo que refiere a la geometría del husillo, las tres zonas en un husillo estándar no están diseñadas para proporcionar un mezclado totalmente eficiente, por lo que se debe tener esto en consideración al momento de utilizar masterbach u otros aditivos.

Aparte de los husillos convencionales, existen otros más especializados, entre los que se pueden contar:

  • Husillos de doble filete.
  • Husillos para PVC rígido.
  • Husillos para desgasificación.
  • Husillos para materiales termoestables.
  • Husillos para elastómeros.

Husillos.
 
Es importante seleccionar bien el husillo, no solo en lo referente a la geometría, sino también en la resistencia al desgaste. Esta consideración cobra especial relevancia con la utilización de algunas cargas como la fibra corta de vidrio y la microesfera de vidrio. En este aspecto, las partes que más desgaste sufren son el anillo de retención, la boquilla, las uniones entre la camisa, la parte delantera de la camisa y la boquilla, el mismo husillo y la camisa. Cuando se repara un husillo debe tomarse en cuenta la conveniencia de cambiarlo, pues los husillos viejos pueden presentar cavidades superficiales donde el plástico puede degradarse y ocasionar posteriormente problemas de corrosión.

Husillos estándar y de doble filete

Válvulas antirretorno o puntas de husillo (válvula check).
La función de esta válvula es esencialmente dejar pasar el material libremente desde el husillo a la cámara de fundido durante el proceso de dosificación y evitar que el material fundido regrese hacia los filetes del husillo durante el proceso de inyección. Van montadas en el extremo izquierdo del husillo.
Funcionamiento de la válvula antirretorno.

El correcto funcionamiento de esta válvula es esencial para tener un proceso estable, ya que si tenemos fugas de material de la cámara de dosificación hacia los filetes del husillo tendremos una variación considerable en el volumen inyectado al molde, esto por supuesto que tendrá severas repercusiones en el peso y calidad de la pieza moldeada. Es importante establecer revisiones periódicas a estas válvulas así como hacer una adecuada selección de las mismas.

Estas variaciones de volumen de dosificación se conocen como variaciones del colchón, pudiendo provocar burbujas en la pieza inyectada o hasta el llenado incompleto de material en el molde.

Válvula antirretorno (check).

Las válvulas antirretorno pueden ser fabricadas en distintos materiales; cada aplicación deberá ser evaluada para poder seleccionar la válvula adecuada y así evitar desgaste abrasivo y corrosión excesiva en este importante componente de la máquina. Generalmente podemos encontrarlas en los siguientes materiales:

  • H13 Nitrurado. Es un acero grado herramienta con buena resistencia mecánica. Es totalmente endurecida con un nitrurado al vacío de 72 horas. Es un material para aplicaciones generales como el estireno, polipropileno y polietileno.
  • CPM-9V. Acero grado herramienta, alta resistencia a la abrasión debido a su alto contenido de carburo de vanadio. Excelente para aplicaciones abrasivas como los termoplásticos cargados con fibra de vidrio.
  • CPM-420V. Acero grado herramienta, ideal para aplicaciones corrosivas, como el PVC. También tiene significativa resistencia al desgaste.
  • 440C. Acero grado herramienta inoxidable, excelente para aplicaciones corrosivas.

También existen diferentes tipos de geometrías de válvulas, cada una tiene diferentes aplicaciones y características que el ingeniero de procesos deberá seleccionar para llevar a cabo una adecuada inyección.

Barril de inyección.
El barril es un cilindro hueco de acero aleado capaz de soportar grandes presiones y temperaturas internas provocadas por la fricción de los gránulos y el husillo. Los barriles de moldeo por inyección son relativamente cortos (comparados con los barriles de extrusión), la relación longitud / diámetro (L/D) es de 20:1, solamente en máquinas de altas producciones vienen en una relación de hasta 26:1. La entrada de alimentación al barril, o garganta, está cortada a través del barril y conecta con el anillo de enfriamiento de la tolva de alimentación.
Barril de inyección.

El extremo de descarga del barril se cierra directamente a una tapa final o adaptador a la boquilla; la cavidad en el extremo del barril centra la tapa terminal. Como el barril ejerce una presión excesiva de 130 a 200 MPa en el extremo de descarga del barril se localizan mangas de acero endurecido que se montan en el barril a través de un ajuste por interferencia térmica.

Existen una gran cantidad de materiales para la fabricación de los barriles de inyección, sin embargo dentro de los más comunes tenemos los siguientes:

  • Acero AISI-D2. Acero de alto contenido de carbono y cromo, térmicamente tratable, ofrece alta resistencia a la abrasión y buena resistencia a la corrosión. Su dureza típica es de 58-60 HRc.
  • Acero AISI-M2. Acero de alta velocidad al tungsteno–molibdeno, también usado en la manufactura de cortadores, rimas y machuelos. Ofrece excelente resistencia al desgaste y buena dureza.
  • Acero CPM-10V. Acero grado herramienta, ofrece excepcional resistencia al desgaste.
  • Acero CPM-420V. Acero grado herramienta con alto contenido de vanadio, diseñado para aplicaciones de desgaste abrasivo donde también sea requerida la resistencia a la abrasión.
  • Hestelloy y Duranical. Mayormente usados para husillos, este acero especial tiene excelente resistencia química. Este material es usado con fluorocarbonos y otros materiales altamente corrosivos.
  • PC 100. Es un barril bimetálico de hierro aleado con níquel-boro con muy alta dureza. Tiene excelente resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de fricción. Posee rangos de dureza de 58-65 HRc es recomendado para usarse en materiales moderadamente abrasivos.
  • P-500. Es un barril bimetálico con una aleación de cobalto-níquel y altos contenidos de cromo y boro. Ofrece excelente resistencia a la corrosión y moderada resistencia al desgaste. Tiene un rango de dureza de 50-55 HRc, es recomendado para ser usado en atmósferas severamente corrosivas, es ideal para flúor polímeros y resinas cloro polivinílicas.
  • PC-800. Es un barril bimetálico con altos contenidos de carburo de tungsteno y una matriz de aleaciones de cromo-boro-níquel. Más del 80% de la aleación es ocupada por el carburo de tungsteno y el cromo-boro. Tiene durezas de hasta 70 HRc, es el mejor para aplicaciones de desgaste y ataques corrosivos.

Sobre del barril de inyección van montadas las bandas calefactoras, estas tienen como función principal mantener la temperatura del fundido, es decir, compensan las pérdidas de calor, ya que del 80-90% del calor necesario para fundir los gránulos es proporcionado por la fricción del husillo, los gránulos y el barril.

Boquilla y punta de inyección.
La boquilla es la punta de la unidad de plastificación y provee una conexión a prueba de derrames del barril al molde de inyección con una pérdida mínima de presión. La punta alinea la boquilla y el anillo de retención.


Boquilla y punta de inyección.

Existen dos radios estándar: 12.7mm (0.5 in) y 19.1mm (0.75 in) y la abertura de la punta debe de ser 0.79mm (1/32 in) menor que el barreno del anillo de retención. Las boquillas o tubos de salida también son lo suficientemente largas para tener bandas de calentamiento y requieren sus propias zonas de calentamiento.

En general hay tres tipos de boquillas:
  • Boquilla de canales abiertos. Este es el tipo más común de diseño, ya que no se coloca ninguna válvula mecánica entre el barril y el molde. Esto permite la boquilla más corta y no se interrumpe el flujo del polímero fundido.
  • Boquillas con interrupción interna. Estas se mantienen cerradas mediante un resorte que puede ser interno o externo. Se abren por la presión de la inyección del plástico.
  • Boquillas con interrupción externa. Se operan por medios externos, ya sean pistones hidráulicos o neumáticos.

Con ambos sistemas de interrupción las boquillas son más largas que las boquillas de canal abierto, eliminan los derrames y permiten la plastificación cuando la boquilla no está en contacto con el anillo de retención.

Unidad de cierre.
La unidad de cierre tiene las siguientes funciones:

  • Soporta el molde.
  • Lo mantiene cerrado durante la inyección.
  • Lo abre y lo cierra tan rápidamente como es posible.
  • Produce la expulsión de la pieza.
  • Brinda protección al cerrado del molde.

Existen cuatro tipos de medios de sujeción, los cuales son:

                    I.      Hidráulicos.
Un medio de sujeción hidráulico convencional tiene un gran cilindro en el centro de la plancha movible sin que aporte ninguna ventaja mecánica. Así, el fluido hidráulico y la presión abren y cierran el medio de sujeción.
Unidad de cierre hidráulica.

Donde:
1.      Bastidor.
2.      Platinas fija y móvil.
3.      Rodamientos lineales para el movimiento de las platinas.
4.      Pistón para el movimiento de las platinas.
5.      Eslabón flexible para compensar la flexión del bastidor durante el cierre de platinas.
6.      Pistón de fuerza de cierre.

                  II.      Articulados accionados hidráulicamente (rodillera).
En las pinzas hidráulicas (rodilleras), la fuerza de la pinza se controla mediante la presión en el cilindro principal. Por lo tanto es posible variar la fuerza de la rodillera durante el ciclo de moldeo. Comúnmente durante el llenado del molde y el empaque se utiliza una fuerza mayor de la rodillera, en tanto que durante el enfriamiento la fuerza se reduce.


Sistema de cierre a rodillera tipo Z.

Cierre tipo rodillera convencional.

Donde:
  1. Bastidor.
  2. Riel guía.
  3. Espaciador de platina.
  4. Eslabón flexible.
  5. Guía de la platina móvil.
  6. Rodillera de 5 puntos de contacto.
  7. Carnero.

                III.      Articulados accionados eléctricamente
Las articulaciones en la unidad de sujeción se extienden y retraen mediante un servomotor, y se utilizan engranes reductores de la transmisión para obtener las fuerzas requeridas. El cierre es mucho más estable pues no tiene un cierre hidráulico que genere calor, además, los servomotores proveen un movimiento extremadamente exacto de los componentes de la máquina. También es mucho más limpia en su operación que los otros tipos de máquina de moldeo. Todas las máquinas eléctricas son la máquina de elección para la mayor parte de productos médicos.

Sistema de cierre eléctrico.

Donde:
  1. Bastidor.
  2. Guías lineales de precisión.
  3. Rodillera de 5 puntos de contacto.
  4. Tornillo de bolas reciprocantes para guía de rodillera.
  5. Servo motor.
  6. Barras guía ajustable eléctricamente para la altura de molde.
  7. Unidad de expulsión con servomotor a través de la campana de dirección y 2 tornillos de bolas reciprocantes.
Sistema de transmisión de una máquina eléctrica.

              IV.      Articulados hidromecánicamente.
En las unidades hidromecánicas de sujeción las articulaciones están combinadas con cilindros hidráulicos. La articulación se utiliza para abrir y cerrar la rodillera, pero el pistón hidráulico es el responsable de la presión de cierre. Como esto requiere pequeños cilindros hidráulicos, el movimiento de cierre es más rápido y las unidades de sujeción son más pequeñas que las unidades hidráulicas. Sin embargo la sujeción hidráulica proporciona un mejor control de la fuerza de cierre.

Sistema de cierre hidromecánico.

Sistema de expulsión.
Al final del ciclo el molde se abre y las piezas enfriadas se expulsan del molde, esto requiere de un sistema de expulsión. Cuando el molde se abre, normalmente la pieza plástica se queda en el lado del corazón del molde, por lo que la mayoría de los diseñadores de moldes colocan el corazón del lado móvil del molde.

Sistema de expulsión.


33 comentarios:

  1. te rifaste.. un trabajo increible muy bien realizado.. felicidades!

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  2. Hola, me gusta este blog, quisiera que me ayuadaras con una duda. En mi trabajo tenemos reclamos de cliente por fugas en punto de inyeccion y quisiera saber cuales son las posibles causas de estas fugas.

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    1. Gracias Diana. Te contesté en tu otro comentario. Saludos

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  3. Hola a todos me parece muy interesante.

    Me gustaria saber si alguien me puede ayudar con información sobre venta de equipose insumos , deseo iniciar una empresa en mi pais Ecuador, en el area de inyección. Me parece muy interesante aunque mi mayor experiencia la tengo en extrucción.

    De antemano agradesco si alguien me puede ayudar.

    Att. Ing. Miguel Aquino
    s_migue4770@hotmail.com
    somigue4770@gmail.com

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    1. Hola Miguel. Gracias por el comentario. Desconozco de proveedores de maquinaria en Ecuador. Espero que algún lector del blog te pueda ayudar con tu proyecto.
      Saludos

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    2. Hola Miguel, si gustas te puedo ayudar al respecto, soy técnico especializado en inyección de plástico y conozco a varios proveedores de maquinaria y moldes. Puedes contactarme a través de mi correo electrónico.
      cdm_maind@hotmail.com
      Saludos.
      Carlos Chávez.

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  4. Saludos desde Venezuela...Primero dejeme felicitarle por su excelente trabajo,El blog se ha convertido en una fuente de investigación obligatoria para mi...Tengo el firme proposito ( y la gran oportunidad) de desarrollar un proyecto de inyección y soplado de envases plastico para la industria alimenticia y farmaceutica...pero la realidad es que poco o nada conozco del sector,pero todo apunta al crecimiento del mercado para el plastico en mi país y no quisiera perder la oportunidad de invertir en el area,sabiendo que existe en el país una empresa petroquimica que esta desarrollandose cada vez mas(por ende hay materia prima a bajo costo) y la facilidad que existen proveedores de maquinarias en venezuela, tambien en colombia(relativamente cerca para la importación de maquinarias)...Gracias nuevamente por sus aportes a todo aquel que la requiera.

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    1. Muchas gracias por tus comentarios y suerte con tu proyecto. Saludos cordiales.

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    2. "neegas", amigo soy venezolano y tengo +de 20 años en el sector de plásticos gerenciando medias y grandes empresas, produciendo bienes al sector de alimentos, bebidas e industrias en general, si gusta comuníquese conmigo a ea_marquez@hotmail.com, puedo brindarte mucha ayuda. GRACIAS AL CREADOR DE ESTE INTERESANTE Y COMPLETO BLOG PODEMOS CONOCER MAS DE ESTE INTERESANTE MUNDO DE LOS PLASTICOS, GRACIAS...

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    3. Gracias Emiro. Me alegro que te haya resultado interesante el blog. Saludos

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  5. Respuestas
    1. Me alegro que sea útil. Saludos Fabiola

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  6. Gracias Mariano,excelente blog!! :D

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  7. Una consulta Mariano,quisiera saber como trabajan los sistemas Cold Runner y Hot Runner en el molde de inyección en cuanto a los polímeros PP??? (función y efectos)Me podrías ayudar por favor.

    Saludos!!

    Te felicito por tu blog

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    1. Hola Edgar. Gracias. En forma resumida, la función de las coladas en el PP y demás polímeros termoplásticos, es la de conducir, mediante conductos, el material plastificado desde la boquilla hasta la cavidad del molde. En el caso de las coladas frías, luego de cumplir su función de conducir el material hasta la cavidad del molde, el material que queda en estos conductos solidifica junto con la pieza. La pieza es expulsada del molde junto con el material que se solidifico en la colada y luego son separados. En la colada caliente, los conductos están calefaccionados mediante resistencias eléctricas que mantienen el material fundido. La pieza es obtenida sin el material de colada. La colada caliente significaría un ahorro de material puesto que no se genera scrap (el material de la colada) pero es una tecnología más costosa.
      Saludos

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  8. mariano gracias por tu info bastante útil, tengo una maquina de inyección que una vez que inyecto o comienza la carga de plástico se escucha como si golperas una moneda con un metal y me varia la inyección (piezas incompletas saque el husillo y lo reviso un especialista y me dice que se encuentra en perfecto estado lo volvi a colocar y la inyección completa se corrigio pero el sonido aun continua habras tenido algún caso asi? agradecería tu apoyo saludos.

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    1. Hola Víctor. Me alegro que te haya resultado útil. No se me ha presentado un caso así. Igualmente, aunque ahora esté funcionando correctamente, te sugiero revisar en profundidad la máquina para ver de dónde proviene ese ruido (piezas o mecanismos flojos, válvula anti-retorno, etc.) que puede ser indicio de un mal funcionamiento y que, a la larga, podría traer aparejado algún tipo contratiempo.
      Saludos

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  9. Estoy teniendo problemas de inyeccion con poliestireno, mis piezas salen con burbuja a lo largo del cuerpo, he intentado secar el material, pero continua con el problema. se reviso el molde para ver si no tenia fugas, aparentemente no.. alguien que pueda ayudarme, no tengo mucho conocimiento acerca del moldeo por inyeccion.. saludos

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    1. Hola Adolfo. Las causas de las burbujas pueden ser varias. Pueden estar relacionadas con el material (contaminado o exceso de aditivos), con las condiciones de moldeo (temperatura y velocidad de inyección altas o presiones de inyección, de retención y tiempos de retención bajos) o con el diseño del molde y el producto (posición inadecuada de bebedero y venteos o sección reducida de bebedero y venteos). Bueno, creo que estas pueden ser las principales causas.
      Saludos

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  10. alguien me puede ayudar para sacar las velocidades de inyeccion por favor

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    1. Hola Daniel. La velocidad de inyección depende del comportamiento reológico del material y potenciales defectos superficiales causados por el llenado demasiado rápido. Te recomiendo consultar al proveedor de resinas y luego dejar que la máquina “te diga” cuando se va demasiado rápido y la limitación de la presión de inyección.
      La verdad que establecer la velocidad de inyección óptima es siempre un compromiso. La regla básica sería inyectar lo más rápido posible, sin causar problemas. El llenado rápido puede causar quemaduras por cizallamiento, quemaduras por aire atrapado, jetting, delaminación, etc.
      Normalmente, las velocidades del principio y del final de la etapa de inyección son menores, para tratar más suavemente los elementos de la máquina de inyección y del molde y también para evitar la inercia en el avance del tornillo.
      La velocidad de inyección también depende del diseño de la pieza y el molde. Un análisis del flujo del material fundido mediante software puede ayudar.
      Saludos

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  11. NO me cansare de agradecerte por tu blog tan completo Gracias

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    1. Me alegro que te haya gustado el blog
      Saludos

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    2. Hola, me gustaría saber el consumo de agua de las máquinas que tienen tolva,proceso de inyección y molde, litros por hora, o consumo de litros por caja/mes/año?

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    3. Hola Pía. No dispongo de datos sobre el consumo de agua. Igualmente, el consumo de agua depende de múltiples factores y variará principalmente en función de la máquina inyectora, molde, material, periféricos, parámetros de proceso utilizados. Y en muchos casos, el agua circula por un circuito cerrado.
      Saludos

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  12. Buenas tardes,

    Necesito ayuda... necesito información, consultar el precio coste por hora del proceso de moldeo de inyección, es decir, coste orientativo de fabricación de cualquier pieza.
    Además del coste del material aditivo de color Master Bach Color, precio orientativo por kg.

    Lo necesito para realizar el presupuesto de una pieza de diseño en el proyecto final de carrera.

    Gracias de ante mano.
    Un saludo,

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    1. Hola Silvia. No dispongo de esos datos. Para conocer el costo por hora de una pieza deberías tener en cuenta principalmente el consumo eléctrico y mano de obra. Para el coste de fabricación de cualquier pieza deberías tener en cuenta también costo de maquinaria, molde Supongo que podrías solicitar presupuesto a algún fabricante de piezas por inyección sobre una pieza determinada y a algún proveedor de masterbatch.
      Saludos

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  13. Buenos días:
    Estoy en el proceso de compra de una empresa de inyección de plásticos.Me podías ayudar en saber bien que tengo que tener en cuenta?
    Gracias

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    1. Hola Ramón. Es recomendable la inspección y asesoría de algún técnico en la materia para verificar el estado de las máquinas inyectoras. Así como cuando se compra un auto usado es recomendable que un mecánico amigo mire el motor. Se deben verificar también el estado general de las instalaciones, techos, pisos, servicios, etc.
      Saludos

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