MOLDEO POR INYECCIÓN

¿Qué es inyección?

El moldeo por inyección, es un proceso intermitente para producir piezas de plástico que consiste básicamente de: un sistema de fusión y mezclado de la resina, diseñado para expulsarla a alta presión una vez que se encuentra en estado liquido; un molde metálico hecho de dos o mas piezas, cuya cavidad tiene forma exterior de la pieza deseada y; un sistema de cierre de molde que evita que este se abra al recibir la presión interna del plástico.

Ventajas

Superficies lisas

Propiedades de resistencia excelentes, a pesar de

espesores de pared delgados.

Posibilidad de formar orificios, refuerzos, inserciones de

partes metálicas.

Elevada productividad dependiendo del tamaño de la

pieza.

Obtención de piezas listas para ensamble o uso final.

Piezas de gran exactitud en forma y dimensiones

Restricciones

Cada pieza requiere un molde particular.

La forma de la pieza puede ser complicada por lo que

se recurre a moldes complicados y caros.

Por tratarse de un proceso cíclico, una interrupción

menor de las etapas puede abatir gravemente la

productividad del proceso.

La construcción de un molde es costosa.

Existe un limite para el espesor de las paredes que se

pueden formar (aproximadamente hasta 15-20

milésimas de pulgada la mas delgada)

Aplicaciones

Artículos domésticos

Artículos oficina

Artículos de consumo

Juguetería

Industrial

Ciclo de moldeo

1.- El molde está cerrado. En esta etapa está vacío desde luego. La unidad de inyección está llena de material fundido.

2.- Se inyecta el material. La válvula abre y el tornillo, que actúa como un pistón, fuerza el paso del material fundido por la boquilla hacia el molde.

3. Etapa de “retención”, donde se mantiene la presión mientras el material se enfría para evitar la contracción. Una vez que se inicia la solidificación, puede eliminarse la presión.

4. La válvula cierra y se inicia la rotación del tornillo. La presión se aplica a la boquilla cerrada y el tornillo se mueve hacia atrás para acumular una nueva carga de material fundido frente a él.

5. Mientras tanto, la pieza moldeada se enfría en el molde; cuando está lista, la prensa y el molde se abren y se bota la pieza moldeada.

6. El molde cierra de nuevo y se repite el ciclo.

Ciclo de operación

Molde cerrado

Inyección

Intervalo del

émbolo

Pieza moldeada extraída

Tiempo de solidificación

Molde se

abre

Retracción del

émbolo

El molde

se cierra

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

Tipos constructivos

Generalmente todas las máquinas de inyección poseen las mismas partes, los arreglos en que éstas se acomodan distinguen cuatro tipos de sistemas de inyección.

Horizontal Vertical/horizontal Vertical Lateral

La inyectora está en posición horizontal y perpendicular al plano que divide a las dos partes del molde. La construcción de este tipo es la más sencilla, ocupa un mayor espacio superficial.

El segundo tipo es una modificación del primero, la unidad de inyección es vertical, mientras la disposición del molde y de la unidad de cierre permanece sin cambio.

El tercer tipo de construcción se ocupa cuando la pieza inyectada lleva insertos metálicos como tornillos, tuercas, bujes, pernos, etcétera.

En el último arreglo, la inyección se realiza en el mismo plano que divide las cavidades del molde.

Máquinas que combinan la posición de las unidades de inyección para realizar productos de diferentes colores y diferentes materiales.

Para aplicaciones más especiales hay máquinas que inyectan dos materiales, uno sobre otro, denominadas para dos componentes.

Moldeo por inyección complejo, o moldeo por inyección “sandwich”. Es posible inyectar las masas a moldear una junto a la otra, una encima de otra y una entre otra

UNIDAD DE INYECCIÓN

Reúne todas las partes involucradas en la plastificación, mezclado y dosificación a presión del material, para la alimentación de las cavidades de los moldes.

Existen cuatro tipos de unidades de inyección, dependiendo del método de plastificación e inyección usado para su funcionamiento:

Embolo. Embolo en dos etapas. Husillo plastificante y émbolo. Husillo inyección o reciprocante.

La mas utilizada actualmente es la inyección con husillo reciprocante.

Unidad de inyección de husillo reciprocante.

Esta integrada por:

Tolva Husillo y punta de husillo Barril Cabezal del cilindro Boquilla Elementos de calefacción

Tolva

La tolva, acumula una cantidad de materia prima a procesar; ésta se mantiene lista para dosificar en la etapa que la máquina la requiera.

La dosificación es intermitente, pero en general alimenta material de la misma forma en que se hace en la extrusión.

Husillo

El husillo empleado para inyección, difiere con aquel utilizado en extrusión, porque las resinas procesadas difieren en propiedades de fluidez entre un método y otro.

Generalmente, las resinas usadas en extrusión presentan mayor viscosidad y un índice de fluidez menor, mientras el proceso de inyección requiere de plásticos que fluyan rápidamente, llenando las cavidades de los moldes.

Una diferencia general, que puede distinguir a un husillo de inyección de uno de extrusión, son las zonas ocupadas para alimentación, compresión y dosificación.

1. La sección de alimentación se inicia el transporte de los sólidos. Deslizamiento con baja fricción en el tornillo y fricción alta en el barril mejora esta acción. En esta sección, también hay algo de compactación y un poco de calentamiento del plástico.

2. Al comienzo de la transición, el plástico se calienta más y se produce una mayor compresión. El plástico sólido es forzado contra el barril, provocando una acción de deslizamiento. Este calor de fricción crea una fina película de plástico derretido en la superficie interna del barril.

3. - A medida que avanza plástica hacia abajo en la zona de transición, hay más fusión y una mayor compresión. Por lo general, la mayor parte de la fusión se lleva a cabo en la zona de transición.

4. La profundidad del canal sigue disminuyendo a medida que progresa de plástico por la zona de transición.

5.- Intermedios a través de de la plastificación continua, la cama de sólidos se rompe, sin derretir el plástico son distribuidas a lo largo del canal, como cubitos de hielo en el agua.

6.- Plástico continúa por la sección de baja dosificación a su salida de la plastificación (tornillo y el barril). Existe la posibilidad de que los plásticos no se haya derretido o el fusión haya temperatura no uniforme y la viscosidad. Esta falta de uniformidad por lo general los resultados en el rendimiento deficiente, la mezcla de colores, etc.

Punta de husillo

Etapa de alimentación: el husillo gira y retrocede, plastificando y acumulando material en la parte frontal del cañón.

Inyección, el husillo avanza comprimiendo el plástico y forzándolo a pasar hacia el molde; con ello se establece una gran presión que hace que el material intente fluir entre los álabes para regresar a zonas intermedias de la unidad de inyección. Esto no es conveniente y se evita con el uso de diseños de punta de husillo que impidan este contraflujo.

Para materiales no estables a la temperatura, se utilizan puntas de husillo que no impidan o modifiquen mucho el flujo del polímero hacia la parte frontal del barril.

Se logra, usando una punta ancha que deje una pequeña abertura entre ésta y el cuerpo del barril, para que al avanzar el husillo durante la inyección y al mantener una presión del plástico en el molde, se reduzca el retorno de material hacia partes anteriores del husillo, aunque no se evita completamente.

Para PVC rígido, las puntas del husillo deben estar protegidas contra la corrosión, con construcciones diseñadas para optimizar el flujo a lo largo de la punta y evitar estancamientos de material y contraflujos de la resina.

Válvulas de no retorno. Existen varios diseños, aunque la finalidad es la misma y el principio de funcionamiento es similar para todos, consistiendo en una punta con un elemento móvil.

Barril o Cañón

Es el elemento que trabaja en forma conjunta con el husillo, en la plastificación y transporte de material desde la zona de alimentación hasta el extremo opuesto de la unidad de inyección. Debe ser:

Resistente a las presiones internas A las temperaturas de trabajo Desgastes Corrosión

Superficie interna debe llevar un tratamiento especial para aumentar su dureza y resistencia. Los métodos de tratamiento de superficie son:

Gas-nitrurado lon-nitrurado Endurecido de superficie Ciomado Construcción bimetálica Otros

Cabezal del cilindro o adaptador

Esta pieza une al cuerpo principal del cilindro con la boquilla de inyección. La construcción hace que el equipo adquiera una fabricación más modular, facilitando los cambios de boquillas cuando las exigencias del material así lo demanden.

Boquilla

Es el canal de dosificación del material fundido, desde el cañón hacia el bebedero del molde.

La importancia de su diseño radica en tener que resistir la presión con la que se recarga contra el molde sin sufrir desgastes.

La unidad de inyección debe tener siempre una boquilla que puede tener dos tipos generales:

-Boquillas abiertas

- Boquillas de apertura controlada

Boquilla abierta

Son las más sencillas en funcionamiento Constan de un canal de salida del material hacia el

bebedero del molde, teniendo siempre este canal abierto.

Al tener siempre libre el paso del material, se presenta cierta cantidad de material que fluye hacia el exterior cuando el ciclo no está en la etapa de inyección.

Bajo costo Corta longitud

Boquilla abierta controlada Permiten el paso del material fundido al exterior cuando la

unidad de inyección se encuentra en posición de llenar el molde, evitando escurrimientos de plástico en etapas intermedias.

Existen dos clases para este tipo de boquillas:

• Boquillas de apertura controlada por el ciclo.

• Boquillas de apertura con control separado.

Moldes

Es considerado un accesorio y no una parte constituyente de un equipo de inyección, debido a que puede tomar formas prácticamente infinitas.

Se adquiere con alguna firma especializada en el diseño y construcción.

Se compone de dos partes que tienen una cara común que la acopla perfectamente entre sí, mientras que por la otra cara van montadas, una mitad en la platina fija y la otra en la platina móvil.

MOLDES CONVENCIONALES

Para piezas pequeñas se construyen moldes de mas de una pieza.

Moldes de múltiples cavidades, el producto final sale acompañado del plástico que permanece en las correderas, siendo necesaria una operación de separación de la pieza de interés del plástico del canal auxiliar (llamado también colada fría); ello exige del tiempo de un operario y de una operación de molienda de la colada para poder reintegrarse nuevamente a la máquina de inyección en vez de desecharse. Esto eleva en alto grado el precio del producto.

MOLDES DE COLADA CALIENTE

Eliminar los problemas derivados del uso de canales auxiliares, se han introducido con éxito los llamados moldes de colada caliente.

Se cuenta con elementos calefactores que mantienen los canales siempre fluídos.

Al abrirse el molde, sólo se expulse la pieza útil formada, mientras los canales que distribuyeron el material para las diversas cavidades, acumulan material para el siguiente ciclo de inyección.

Esto tiene como ventajas Se pueda utilizar la capacidad total útil de plastificación de

la máquina en producir piezas efectivas Reducir el ciclo de inyección Eliminar la necesidad de moler y realimentar el material de

coladas frías.

Se contrapone el hecho de que este tipo de moldes, por su complejidad, requiere de una inversión superior a la requerida para un molde similar con colada fría.

Sistemas de expulsión

El sistema de expulsión de las piezas inyectadas, consta de un número determinado de pernos que son parte de la cavidad de inyección y que durante la apertura del molde, se accionan por medio de sistemas mecánicos para separar la pieza plástica del metal.

Unidades de cierre

Está diseñada para mantener firmemente cerrado el molde durante la inyección y evitar los sobrantes o rebabas de material, y por otra parte, cuidar la integridad del molde, evitando cierres bruscos o presiones excesivas.

Sistemas de cierre mecánico Sistemas de cierre hidráulico Sistemas de cierre hidromecánico

VENTANAS DE PROCESO

CONDICIONES ABS ACETAL

Menos de

Mas de

Espesor máximo de la pieza

0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in

Temperatura del cilindro °F

Zona 1 (Alimentación)

400-475

390-460

390-470

420-440

Zona 2 (Media) 410-480

400-470

400-470

420-440

Zona 3 (Delantera) 410-480

410-475

400-470

420-440

Temperatura de boquilla °F

410-480

410-475

400-470

390

Temperatura de fundido °F

400-475

375-450

375-470

420

Temperatura de molde °F

100-200

100-200

100-200

150-250

Tiempo de inyección seg.

10-20 10-30 20-60 15 25 30

Tiempo total del ciclo

30-45 45-60 60-120 30 45 60

Presión de inyección psi

15-30000

15-20000

Polietileno de Baja y Media Densidad

Polietileno Lineal

Menos de Mas de

Espesor maximo de la pieza

0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in



300-450

350-450

300-400

300-600

350-600

350-600


380-500

320-400

350-600

350-600

350-600


450-550

350-450

350-600

350-600

350-600


400-500

350-500

320-450

400-550

400-550

400-500


450-500

400-500

300-450

400-500

400-500

400-450


40-180 60-200 100-200

40-200 50-210 50-210


5-20 10-30 15-40 5-20 10-30 15-30


10-40 25-80 40-120 10-30 20-90 40-180


8-25000

15-30000

PVC Flexible PVC Rigido

Menos de

Mas de


0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in



290-330

290-330

300-330

310-330

320-340

320-340


300-340

300-340

320-340

320-350

320-340


310-350

310-350

330-360

340-360

330-360


320-350

320-350

320-350

340-360

340-360

330-350


320-350

320-350

320-350

350-360

330-360

330-350


100-140

100-140

80-140 140-150

120-150

120-150


3-10 4-20 30-60 5-10 10-30 30-60


20-45 30-120 60-200 20-40 30-60 60-240


10-20000

10-20000

Poliestireno General y de Alto Impacto

Estireno-acrinolitrino

Menos de

Mas de


0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in



350-550

325-500

300-475

400-550

400-500

400-500


350-550

325-510

425-550

425-550

400-500


375-550

350-525

425-525

425-550

425-450


375-575

325-450

325-450

400-530

400-500

375-475


350-500

325-450

310-420

380-500

380-475

380-475


90-150 90-150 90-150 100-180

100-180

100-180


2-30 8-40 15-60 2-20 5-40 10-60


5-50 20-90 40-160 10-60 20-80 40-180


10-20000

10-20000

Acrilico Polipropileno

Menos de Mas de


0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in



480-500

480-500

480-500

450-600

450-575

450-575


440-450

440-450

475-600

475-570

475-570


440-450

440-450

430-550

410-500

410-500


375-390

375-390

375-390

400-500

400-500

400-500


400-420

400-420

380-400

450-525

450-525

450-525


175-190

175-190

180-190

60-180 60-220 100-220


10-15 15-25 30+ 3-15 5-30 10-40


35-40 40-60 60+ 6-45 25-90 60-120


15-30000

8-30000

Nylon 6 Nylon 6/6

Menos de

Mas de


0.125 in

0.125 in

0.125 in

0.0625 in

0.125 in

0.25 in



475-580

460-580

470-580

600-700

600-660

600-630


440-560

440-560

550-650

525-600

525-560


440-560

440-550

525-600

510-530

500-520


430-520

430-500

430-500

500-550

500-550

500-550


450-530

450-520

440-510

520-575

510-520

500-510


70-200 70-200 60-190 90-200 130-190

180-200


5-20 10-40 20-60 8-20 20-50 40+


15-40 20-60 40-120 20-30 30-75 60+


12-25000

15-30000

EMPRESAS QUE FABRICAN

INYECTORAS

ASB NISSEI (japonesa)

AOKI TECHNICAL LABORATORY (japonesa)

KRUPP CORPOPLAST

NESTAL

UNILOY

DEMAPLAST

BEUTELSPACHER

INDUSTRIAS PLASTICAS MAXIMO

Marca de Fregadero

Causa física Se producen durante el proceso de enfriamiento,

si la contracción térmica (contracción) de la plástica no puede ser compensado en ciertas áreas. Si las paredes exteriores de la pieza moldeada no son lo suficientemente estables, debido a la insuficiente refrigeración, la capa externa está dibujado en el interior destaca por el enfriamiento

Hay tres casos fundamentales:

• La solidificación demasiado lento

• Tenencia efectiva la presión del tiempo demasiad corto.

• No es suficiente explotación de transferencia de presión, porque las resistencias de flujo en el molde es demasiado alto.

Se corrige:

Comprobar y / o configuración de máquina de cambio. Cambio de molde o moldeado compuesto.

Rayas

Estrías causadas por la quema, la humedad o el aire puede mirar la clasificación haciendo muy similar difícil si no imposible. Los signos figuran en esta lista no tiene que aparecer, que sólo dan motivos para sospechar un cierto tipo de raya.

Los signos de rayas quemadas

La raya aparece periódicamente La raya aparece detrás de estrecha sección transversal (puntos

de corte) o de bordes afilados en el molde La temperatura de fusión está cerca del límite superior de

procesamiento La reducción de la velocidad de avance del tornillo tiene un

impacto positivo sobre el defecto La reducción de la temperatura de fusión tiene un impacto

positivo en el defecto Largo tiempo de residencia en la unidad de plastificación o el

espacio delante del tornillo (debido, por ejemplo, el ciclose rompe o bajos volúmenes tiro)

Alto contenido de recuperado, o de una parte del material ya se ha derretido varias veces ante.

El molde está equipado con un canal caliente El molde está equipado con una boquilla de cierre.

Los signos de rayas de humedad• El material tiende a absorber la humedad (por ejemplo, PA, ABS, CA, PBT, PC, PMMA, SAN)• Al inyectar lentamente en el aire, el fundido blisters muestra y / o vapor es• El frente del flujo solidificado de un llenado parcial estructuras muestra como un cráter• El contenido de humedad del material antes de que el proceso es muy alta.

Los signos de estrías de aire• El contenido de humedad en el ambiente es muy alta (especialmente en combinación con moldes de fríogránulos y frío)• El defecto se hace más pequeña con menos de descompresión• El defecto se hace más pequeña con una menor velocidad de avance del tornillo• Las ampollas son visibles en el material inyectado• El flujo frontal solidificado de un llenado parcial estructuras muestra como un cráter.

Quemado rayas (Brown o de plata)

Causa físicaS

Son causados por daño térmico a la masa fundida. El resultado puede ser una disminución de la longitud de la cadena de la molécula (coloración plateada) o un cambio de las macromoléculas (coloración marrón).

Las posibles causas de daño térmico: La temperatura es demasiado alta o demasiado

largo tiempo de residencia durante el presecado. Temperatura de fusión muy alto. Esquila en la unidad de plastificación demasiado

alto (por ejemplo, tornillo de velocidad muy alta). El tiempo de residencia en la unidad de

plastificación demasiado tiempo. Esquila en el molde muy alto (por ejemplo, la

tasa de inyección muy alta).

Corrección de aire quemadas (marrón o de plata)

Comprobar y / o configurar la de máquina,cambio de molde o moldear compuesto, inicie un nuevo ciclo y la reducción de la temperatura de fusión.

Estrías por humedadCausa física

Durante el almacenamiento o la transformación, la humedad es absorbida por los gránulos, formando vapor de agua en la masa fundida. Debido al perfil de velocidad en el frente del flujo, blisters de gas son empujados a la superficie de la masa fundida.

Las posibles causas de de aire de humedad:

(1) La humedad en la superficie del moldeFugas molde sistema de control de la temperaturaEl agua de condensación en las paredes del molde

(2) La humedad en los gránulos.insuficiencia de pre-secado del material mal almacenamiento del material

Corrección de aire de humedad.

Comprobar y / o configuración de máquina de cambio, cambio de molde o moldear compuesto, inicie un nuevo ciclo y pasar por Diagrama de flujo 9.3.

Rayas de colores

Causa física

Durante la pigmentación, las aglomeraciones de pigmento puede dar lugar a diferencias en la concentración. Hasta cierto punto esto puede ser mitigado por un aumento de la corte y el aumento de la presión trasera se puede aplicar durante la etapa de plastificación para aumentar la mezcla. Este tipo de mala distribución puede ser causada por el plástico, los parámetros de procesamiento, adhesivos y otros aditivos. Con el colorante en la planta el uso de tintes, el defecto puede ocurrir debido a la solución incompleta de las partículas de colorante en el fundido.

Extensa tensión puede provocar diferencias de color. Las zonas de deformación descanso a la luz de una manera diferente a otras áreas.

Corrección de aire de color

Comprobar y / o configuración de máquina de cambio, cambio de molde o moldear compuesto, inicie un nuevo ciclo.

MOLDEO POR INYECCIÓN

Documents

Transcript of MOLDEO POR INYECCIÓN