Alimentación y llenado de moldes

Transcripción

Sistema de alimentación en moldes de inyección
Diseño de la colada
Juan de Juanes Márquez Sevillano
Diseño y Transformación de Plásticos
Sistema de alimentación
El sistema de alimentación se encarga de trasladar el
polímero fundido desde la unidad de inyección hasta la
cavidad del molde.
El sistema se compone de:
Bebedero
Canales
Entrada
Bebedero
Canales
Entrada
Sistema de alimentación
Los objetivos que deben buscarse son:
Llenado correcto de la cavidad
Ciclos cortos
Mínimos desechos
Mínimo impacto visual superficial
Un llenado correcto es aquel que dan lugar a:
La obtención de unas correctas características mecánicas
Buenas líneas de soldadura
Distribución de presiones adecuada
Distribución de temperaturas correcta
Llenado completo del molde
Orientación molecular
La disposición final de las moléculas tiene una gran
influencia en las características mecánicas y geométricas
de la pieza.
Esta orientación está influenciada por el peso molecular,
los refuerzos de la masa, las características de relajación
y las condiciones de procesamiento.
Las propiedades mecánicas se ven afectadas por la
orientación de las moléculas si tienen una orientación
predominante.
Resistencia al impacto de HIPS
Orientación
predominante
Posición de la
muestra
Dirección de la
muestra
Resistencia al
impacto
Cerca de la entrada
Según flujo
137 J/m2
Cerca de la entrada
Transversal al flujo
51 J/m2
Lejos de la entrada
Según flujo
119 J/m2
Lejos de la entrada
Transversal al flujo
36 J/m2
Líneas de soldadura
Zona donde se encuentran dos flujos de material
distintos en el llenado del molde
Se producen como consecuencia de:
la división de los flujos de llenado debido a la geometría de
la pieza
la alimentación por diferentes puntos de inyección
Se producen por:
Difusión incompleta
Fisura superficial
Presencia de sustancias extrañas
Variables de influencia:
Temperatura del material
Presión de mantenimiento
Velocidad de inyección
Material
Temperatura del molde
Encuentro de flujos en ángulo es característico de piezas
con entradas múltiples o en rodeos de núcleos.
Cuando el ángulo de soldadura es mayor de 120º a
150º.
Líneas de soldadura se forman por la división del flujo
debido a la geometría de la pieza
Normalmente son inevitables, pero debe disminuirse su
influencia en la características de la pieza
Bebedero
Es el elemento de conexión entre el molde y la boquilla
de inyección de la máquina
Conduce la masa desde la boquilla hasta el interior del
molde donde están los canales
Debe tenerse en cuenta su comportamiento térmico y su
expulsión
Bebedero
Pozo frío
Unión bebedero
Unión entre boquilla y bebedero:
Unión plana y cónica.
Unión esférica.
Canales de alimentación
Conducen el material desde el bebedero a la entrada de la cavidad.
Objetivos de diseño:
Longitud reducida
• Enfriamiento
• Pérdida de carga
Sección adecuada
• Enfriamiento
• Mantenimiento del flujo hasta después de la presión de mantenimiento
Formas suaves
• Pérdida de carga
Distribución equilibrada de las entradas
• Condiciones semejantes a todas las entradas
• Llenado simultáneo
Tipo de canales
Canales fríos
Solidifican y se expulsan con la pieza
Ventajas
• Molde sencillo
Inconvenientes
• Mayor consumo de material
• Necesidad de expulsar los canales
• Mayor longitud de los canales
Canales calientes
El material se mantiene permanentemente fundido
Ventajas
• Menor material consumido
• Cadencias de fabricación más elevadas
• Condiciones de entrada más controladas
Inconvenientes
• Moldes más complejos
• Moldes más caros
Formas de los canales
Configuración de los canales
Dimensión de los canales
Configuración básica de los canales
Pozo frío
Canal principal
Longitud
Diámetro
Menos de 75
6
75-250
8
Más de 250
10
Canal secundario
Menos de 75
6
Escape de aire en los canales
Esquema de bloque de canal caliente
Costes relativos a tipos de canales
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
0,500
0,000
Canal caliente
Canal frío
0
50000 100000 150000 200000 250000
Entrada de inyección
La entrada es el orificio por donde entra la masa a la
cavidad de la pieza
Debe cumplir inicialmente dos objetivos:
Crear un frente de flujo uniforme y continuo
Permitir la entrada de material en la fase de
mantenimiento
Dimensionamiento de la entrada
Peso de la pieza
Espesor de pared
Diámetro entrada
La sección del punto de inyección depende del
Peso de la pieza
Espesor de pared
Diámetro de la entrada= 2/3 espesor de pared
Elección de la posición del punto de inyección
El punto de inyección se situará de manera que:
Permita un flujo fácil
Origine un frente de flujo continuo
En las paredes más gruesas de la pieza
Cerca de las superficies donde se exija el mejor acabado
Se reduzca el número de líneas de soldadura
Las longitudes de los flujos sean semejantes
No deje marcas visibles no deseadas
Tipos de entradas I
DIRECTA
Muy sencilla
Entrada central
Operación para quitar la
mazarota
Se produce chorro directo
El chorro directo produce:
• Un frente de flujo no estable.
• El flujo se enfría rápidamente.
• Los pliegues impiden la unión
con el resto de la masa.
• El objetivo es que la masa
tenga inmediatamente un flujo
uniforme
Tipos de entradas II
LATERAL
Sencilla y económica
Fácil de modificar
LATERAL CONTÍNUA
Paredes muy delgadas
Piezas grandes planas
Llenado rápido
Tipos de entradas III
LATERAL SUPERPUESTA
Paredes gruesas
Llenado rápido
CONTINUA SUPERPUESTA
Paredes gruesas
Tipos de entradas IV
LATERAL MÚLTIPLE
Distribución de flujo en
moldes delicados
EN ABANICO
Paredes muy delgadas
Llenado rápido
Deformaciones reducidas
Tipos de entradas V
LENGÜETA
Entrada desde una cámara.
Flujo más uniforme y caliente
Reduce deformaciones
Tipos de entradas VI
DE DISCO
Piezas de revolución de gran
sección
Sin líneas de soldadura
RADIAL
Piezas de revolución
Entrada equilibrada
Tipos de entradas VII
DE ANILLO
Llenado desde el exterior
Sin soldadura
EN CONO
Entrada equilibrada
Plásticos viscosos
Tipos de entradas VIII
SUBMARINA
Separación de la colada
automática
Entrada interior no visible
Selección del tipo de entrada
PIEZAS
DE REVOLUCIÓN
O SEMEJANTES
PIEZA
GENÉRICA
PUNTO DE
INYECCIÓN
SUPERIOR
PUNTO DE
INYECCIÓN
LATERAL
SEPARACIÓN
AUTOMÁTICA
DE LA COLADA
SEPARACIÓN
NO AUTOMÁTICA
DE LA COLADA
LONGITUD DE
PARED PEQUEÑA
SEPARAC. SEPARAC.
NO AUTOM
AUTOM.
COLADA DE COLADA
CÓNICA
CAPILAR
CON
MARCA
SUBMARINA
LATERAL
SIN
MARCA
SUPERPUESTA
LONGITUD DE
PARED GRANDE
PARED
GRUESA
ABANICO
EXISTEN
LÍNEAS DE
SOLDADURA
PARED
DELGADA
MEMBRANA
NO EXISTEN
LÍNEAS DE
SOLDADURA
PARED
PARED
GRUESA DELGADA
ESTRELLA
DISCO
ANILLO
Punto de entrada o de inyección
La posición del punto de inyección es decisiva en la
formación del frente de flujo y en la efectividad de la
presión de mantenimiento y, como resultado, resulta
importante para la resistencia y otras propiedades de la
pieza inyectada.
Situación del punto de inyección I
El punto de inyección debe situarse en la zona de mayor
espesor de la pared de la pieza.
El punto de inyección no debe estar cerca de zonas con
acumulación de tensiones.
El punto de inyección debe disponerse de manera que
no se presenten obstáculos al avance del frente de flujo
(piezas complicadas, moldes multicavidad con diferentes
formas, etc.).
Situación del punto de inyección II
En piezas con charnelas deben evitarse la formación de
líneas de soldadura en dichos puntos.
En piezas de gran longitud se debe inyectar
longitudinalmente en vez de transversalmente o desde el
centro, sobre todo con materiales cargados.
En moldes de 2 o más cavidades, las piezas deben
inyectarse de forma simétrica respecto a la mazarota.
Situación del punto de inyección III
Piezas con geometría axial como
piñones, discos, ruedas de palas,
etc., se inyectarán por el centro
empleando una entrada en forma
de diafragma o mediante entradas
capilares empleando un molde de
tres placas.
Piezas en forma de caja (tapas,
carcasas, contenedores, etc.) se
inyectarán cerca de las bases,
previniendo así la oclusión de aire.
En piezas tubulares, la masa
deberá llenar inicialmente la
sección anular del extremo para
pasar después a llenar la pieza en
toda su longitud (se evita flujo
asimétrico).
Situación del punto de inyección IV
Cuando se inyecte sobre insertos, la masa fundida
deberá poder fluir alrededor del inserto de forma
circular, de tal forma que se prevenga la desalineación
del inserto.
En superficies vistas exentas de cualquier defecto visual
debe emplearse una entrada submarina incidiendo sobre
un expulsor incompleto.
Las moléculas se orientan según el flujo, al solidificarse
se mueven para alcanzar un equilibrio relativo
La presencia de refuerzos en la masa acentúa la
orientación de las moléculas y por lo tanto tienen una
influencia apreciable en las características mecánicas
Los valores de la tabla se han obtenido en una pieza con
doble entrada y la probeta cerca de la entrada
Contenido en fibra y tensión relativa
PP
Polipropileno
PC
Policarbonato
PSU
Polisulfona
PPS
Polisulfuro de fenileno
GF
Tensión
10%
20%
30%
10%
20%
30%
10%
30%
10%
20%
40%
34%
47%
86%
64%
86%
99%
62%
100%
20%
38%
83%
Influencia de la posición de las entradas en la formación
de líneas de soldadura
Debe sopesarse la calidad de las piezas finales y el coste
de producción
Variables que pueden influir en la calidad de las líneas
de soldadura y por tanto sobre las que se puede
actuar,son:
Temperatura de la masa
Presión de mantenimiento
Velocidad de inyección
Temperatura del molde
Material
Dimensionamiento de la entrada
Dimensiones típicas de una entrada se recogen en la figura
Las dimensiones influyen en:
la presión de inyección
Caída de presión en la entrada: <50 bar
Caída de presión en los canales: <300 bar
el calentamiento por cizalladura
las tensiones residuales
Distancia del flujo mm
Presión de inyección
Presión de inyección MPa
Cizallamiento en la entrada

Alimentación y llenado de moldes

Transcripción

Documentos relacionados

Principios básicos de la inyección

Tema 1 - Departamento de Ciencias Químico Biológicas

plásticos de ida y vuelta