Moldeo Por Inyeccion de Plasticos Problemas y

MOLDEO POR INYECCION DE PLASTICOS, PROBLEMAS Y SOLUCIONES

PROTOCOLO DE INVESTIGACION. 1.- NOMBRE DEL PROTOCOLO: El proceso de Inyeccin de Plsticos, problemas y soluciones. 2.- ANTECEDENTE: El diseo actual de la maquina de moldeo por inyeccin ha sido influido por la demanda de productos con diferentes caractersticas geomtricas, con diferentes polmeros involucrados, colores e incluso olores. Adems, su diseo se ha modificado de manera que las piezas moldeadas tengan un menor costo de produccin, lo cual exige ms rapidez de produccin de piezas y con mayor precisin.


John Hyatt registro en 1872 la primera patente de una maquina de inyeccin, la cual consista en pistn que contena en la cmara derivados de celulosa fundida. Sin embargo, se le atribuyo a una empresa alemana (Cellon- Werkw) el haber sido pionera de la maquina de inyeccin moderna.


El primer artculo producido en masa fue en Inglaterra durante los aos treinta por la empresa Mentmore Manufacturing. La cual utilizo maquinas de inyeccin (Alemanas), las cuales trabajaban a base de aire comprimido (aproximadamente 31kg/cm2) la apertura del molde y la expulsin de la pieza eran de modo manual y de igual manera los controles incluan vlvulas manuales, sin control automtico ni pantallas digitales; adems carecan de sistema de calidad.


En 1932 surge la primera maquina de moldeo por inyeccin perada con sistema elctrico, desarrollada por la compaa Eckert & Ziegler. Al mismo tiempo, otros pases como Suiza e Italia comenzaban a conseguir avances importantes avances en maquinaria. En 1932 aparece la primera maquina de inyeccin de plsticos con tornillo reciprocante (husillo) , desarrollada por USA y patentada hasta 1956. Esta fue una de las aportaciones mas importantes en de la historia del proceso de inyeccin de plsticos.

Al finalizar la segunda guerra mundial, la industria de la inyeccin de plsticos experimento un crecimiento comercial sostenido. Sin embargo, a partir de la dcada de 1980, las mejoras se han enfocado a la eficiencia del diseo, del flujo del polmero, el uso de sistemas de software CAD, inclusin de robots mas rpidos para la extraccin de las piezas, inyeccin asistida por computadora, eficacia en el control de calentamiento y mejoras en el control de la calidad del producto. Las maquinas de moldeo por inyeccin de plsticos son asistidas por sistemas hidrulicos para lograr sus movimientos, aunque, ahora ya existentes maquinas con servomotores los cuales controlan con mayor precisin cada una de los movimientos, son totalmente elctricas.


3.- OBJETIVOS: Los objetivos que persigue este protocolo son: *Conocer el funcionamiento de una maquina inyectora. *Conocer las partes que conforman una maquina de inyeccin de plsticos. * Conocer los materiales plsticos ms usados en el proceso. *Conocer los problemas ms comunes y sus posibles soluciones


4.-METAS: Identificar el proceso completo de un equipo de moldeo por inyeccin de plsticos. Hacer el anlisis del proceso para darle solucin a los posibles problemas que se presenten.


5.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: El moldeo por inyeccin de plstico es una de las tecnologas de procesamiento de platicos ms famosa, ya que representa un modo relativamente rpido y seguro para fabricar componentes con formas geomtricas de alta complejidad. Para ello se necesita que el proceso de transformacin de plstico, en este caso moldeo por inyeccin, sea bien conocido para validar u proceso optimo para cada producto y a la ves tenga la capacidad de controlar y solucionar los problemas que se pudieran presentar por cualquier factor externo.


6.-HIPOTESIS: Al conocer los factores que intervienen en el proceso de moldeo por inyeccin de plsticos permite crear una metodologa que proporciona a los moldeadores mejorar las tcnicas para aprovechar las capacidades de las maquinarias con tecnologas de la actualidad, as como la de nuevas maquinas mas sofisticadas, para lograr un mejor control de los procesos, por consiguiente la calidad del producto.

MOLDEO POR INYECCION DE PLASTICOS, PROBLEMAS Y SOLUCIONES7.-MARCO TEORICO: Inyeccin de plstico: El proceso de transformacin de plstico asistido por moldeo por inyeccin consiste en introducir el plstico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. En el interior del cilindro hay un tornillo sinfn que acta de igual manera que el mbolo de una jeringuilla. Cuando el plstico se reblandece lo suficiente, el tornillo sinfn lo inyecta a alta presin en el interior de un molde de acero para darle forma. El molde y el plstico inyectado se enfran mediante unos canales interiores por los que circula agua. Por su economa y rapidez, el moldeo por inyeccin resulta muy indicado para la produccin de grandes series de piezas. Por este procedimiento se fabrican carcasas, componentes del automvil, productos mdicos, utensilios de cocina, etc. La inyeccin es til debido a su alto ndice de productividad, pues brinda la posibilidad de aplicar, cargas e insertos a los polmeros; permite moldear piezas pequeas con mrgenes de dimensin ajustadas.


Ciclo de Moldeo 1. Se cierra el molde. 2. Se calienta para plastificar el material, manteniendo la temperatura en el can. 3. Se empuja el material caliente hacia la cavidad del molde. 4. El tornillo mantiene la presin hasta que se enfra el plstico 5. El tornillo retrocede para recoger material nuevo de la tolva y plastifica nuevamente. 6. Se abre el molde y se expulsa la pieza.



Una maquina de moldeo por inyeccin consta de tres secciones esenciales: -Unidad de inyeccin -Unidad de cierre -Unidad motriz -Unidad de control

MOLDEO POR INYECCION DE PLASTICOS, PROBLEMAS Y SOLUCIONESUnidad de Inyeccin: Es la parte plastificante del proceso, la cual se encarga de fundir el polmero (plstico) en una masa homognea y uniforme. Consta principalmente de tobera, tornillo de empuje, vlvula de retencin, bandas de calefactoras y cilindro hidrulico. Durante la fase de plastificacin el extremo de salida y el tornillo acumulan una reserva o carga de material fundido al frente, el tornillo se mueve hacia atrs en contra del frente de presin mientras gira, con lo cual empuja el material hacia la parte frontal y a su vez ayuda a fundirlo con el rozamiento que genera. Cuando se completa la etapa de plastificacin, se abre la vlvula de retencin de flujo, el tornillo detiene su giro y se le aplica presin que lo convierte en un embolo o pistn que impulsa el material fundido acumulado, a travs de la boquilla hacia el molde, que se encuentra montado en las platinas donde son fijados los moldes.


Unidad de Cierre: Es la encargada de sostener el molde y generar la fuerza de cierre mientras se inyecta el polmero, adems permite la expulsin de la pieza. El cierre del molde se realiza por medio de una prensa controlada por sistemas hidrulicos o mecnicos. La fuerza de cierre requerida depende de la mxima rea proyectada de la pieza a inyectar, y la presin de moldeo. Esta fuerza contrarresta la resistencia que genera el material fundido cuando se inyecta en el interior de la cavidad. Como bien se menciona, la unidad de cierre es en donde se fija el molde, el cual es el responsable de enfriar la materia plstica fundida por medio de la absorcin de calor basado en un sistema de enfriamiento por fluidos (agua y/o aceite) y transformarla en un producto terminado con las caractersticas definidas en las cavidad del mismo.


Unidad Motriz: Nombre que recibe el motor, la transmisin en conjunto con todo el grupo de vlvulas que conforman el sistema hidrulico de la maquina, la cual es la que se ocupa de generar cualquier movimiento de la maquina a base del flujo de aceite (en el caso de las maquinas hidrulicas), en el caso de las maquinas con movimientos totalmente elctricos, son usados los servomecanismos o servomotores.


Unidad de control: Es todo el quipo del sistema electrnico el cual esta comando por mdulos de control los cuales se encargan de coordinar las seales para que el proceso sea cclico, dependiente un paso del otro y dar la continuidad lgica del proceso. Plsticos ms comunes en el proceso de moldeo por inyeccin: Los plsticos son compuestos constituidos por molculas que forman estructuras muy resistentes, que permiten moldeo mediante Presin y Calor. se caracterizan por una relacin resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento trmico y elctrico y una buena resistencia a los cidos, lcalis y disolventes, tienen baja conductividad elctrica y trmica, y no son adecuados para utilizarse a temperaturas elevadas.


La clasificacin de los plstico se hace debido a su uso, costo y calidad de los mismos, en donde:


1.- son los materiales mas usuales y econmicos del mercado , permitiendo una buena calidad en las piezas fabricadas , aunque estos no aportan una estabilidad dimensional elevada. Como ejemplo estn la familia de las poliolefinas como el PE,PP, los PVCs y PS. 2.-son materiales que tienen una estabilidad dimensional considerable y su esttica es mejorada debido a que son compuestos o mezclas de uno o mas polmeros ,estos materiales as se encuentran en el mercado. Por ejemplo estn: ABS,PET,PT,PC,PA. 3.- son materiales diseados exclusivamente para ciertas necesidades y requerimientos del clientes interesados en adquirir los resultados deseados como pueden ser la resistencias a diferentes solventes , dureza , transparencia o tonalidad, flexibilidad, etc. Por ejemplo estn: TPU, POOM.


Estn son las nomenclaturas para la identificacin de los materiales mas comunes :


Problemas mas comunes y sus posibles soluciones : Enchuecamiento: problema Diseo inadecuado de la pieza. tiempo de enfriamiento muy corto. sistema de botado inadecuado. diseo inadecuado del enfriamiento del molde. esfuerzos en el material. solucin Subir tiempo de enfriamiento. Dar m.p al molde. Ajustar presiones y tiempo de llenado.


Flash: problema Presin de cierre demasiado bajo. exceso de material. Molde daado. Temperaturas de barril altas. Presiones y velocidades de inyeccin muy altas. Tiempo de inyeccin muy largo. solucin Ajustar presin de cierre de molde . ajustar tamao de disparo . dar servicio a sellado del molde. Ajustar el perfil de velocidades de inyeccin. Disminuir tiempo y presiones de inyeccin.


Lneas de flujo: problema Mala dispersin del concentrado de color o del aditivo. solucin Cargar el material mas lento.ajustarel perfil de temperatura del barril.


Puntos negros: problema Hay carbonizaciones. Solucin. Purgar husillo. Reducir la contrapresin y las temperaturas del barril. Limpiar husillo y can manualmente.


Incompletas: problemas Falta material en la cavidad. falta de material en la tolva. Temperatura de barril baja. Tiempo de sostenimiento demasiado corto. velocidades de inyeccin demasiado bajas.venteos de molde insuficiente. solucin Ajustar dosis de material. incrementar temperatura del barril. ajustar velocidad de inyeccin y tiempo de sostenimiento. modificacin de los venteos y canales del molde.


Rechupes o huecos: problema Presin de inyeccin baja. tiempo de sostenimiento muy bajo. Velocidad de inyeccin baja. material sobrecalentado. humedad el el material.venteos de molde insuficientes. velocidad de llenado no uniforme. solucin subir tiempo de sostenimiento. bajar temperaturas del barril. subir velocidad de inyeccin. Modificar venteos y canales de enfriamiento del molde.


Lnea de unin: problema Temperatura de molde baja y venteos insuficientes. temperatura baja de material. velocidad y presin de inyeccin bajas. solucin Subir temperatura de molde , ajustar venteos y canales de flujo de material en el molde .incrementar presin y velocidad de llenado.


Efecto diesel: problema Humedad en el material. degradacin de los aditivos.tempetraturas de barril altas. Velocidades de inyeccin alta.venteos insuficientes. solucin Deshunificar material. cambiar aditivo o bajar concentracin. Bajar velocidades de inyeccin. limpiar venteos o modificacin . bajar temperatura del barril.


Fractura o grietas en la superficie: problema Temperatura de molde baja. Botado muy fuerte. empacado excesivo. solucin Subir la temperatura de molde.modifiar eyectores y bajar velocidad de salida.bajar presin de sostenimiento.


Marcas de barras eyectoras: problema Tiempo de enfriamiento corto. temperatura de molde alta. temperatura del barril alto. velocidad de eyeccin alta. Localizacin inadecuada de los eyectores. Subir tiempo de enfriamiento. bajar temperatura del barril. bajar velocidad de ejeccion.modificar ubicacin de las barras.


El color es diferente: problema Temperatura alta del barril. compuerta demasiado cerrada y se quema el polmero por presin . solucin Bajar tempratura.ajustar porcentaje de concentracion.modificar la compuerta de entrada de material.

MOLDEO POR INYECCION DE PLASTICOS, PROBLEMAS Y SOLUCIONESCONCLUSIONES: En la unidad de control es donde el moldeador carga o crea el proceso ideal para cada producto en especifico y esto depende a su ves de las caractersticas qumicas de los polmeros. La efectividad con que el proceso sea creado depende de la capacidad del moldeador el cual debe tomar las medidas preventivas para que este sea lo mas estable posible y as se logre un rendimiento idneo del proceso. Para lo cual debe validar maquina-molde-polmero y determinar si la compatibilidad de estos tres es la correcta, sin dejar en segundo trmino el mantenimiento preventivo constante del equipo. Todo proceso esta expuesto a presentar inestabilidad por factores externos, los cuales pueden ser resueltos al 100% y nuevamente se refiere que esto va a depender de los conocimientos y habilidades tericas-practicas del moldeador.


BIBLIOGRAFIA: -consultas va internet. http://www.textoscientificos.com/polimeros/plsticos. -Inyeccin de plsticos. Cursos de capacitacin impartidos por el IMPI (instituto mexicano del plstico industrial). -El plstico en la industria. Tratado practico. Inyeccin de plsticos W. Mink. - Javier Ramn Rizo Mercado, Ingeniero Industrial /tcnico en manufactura de artculos de plstico. (13 aos de experiencia en la industria maquiladora de productos plsticos).

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