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¿Qué es el proceso de moldeo por inyección?
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Cuando se aplica calor a un material termoplástico para fundirlo se dice que se plastifica. El material ya fundido o plastificado por calor puede hacerse fluir mediante la aplicación de presión y llenar un molde, donde el material solidifica y toma su forma.
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Principales partes de una máquina inyectora
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Tolva alimentadora
Cañon Husillo Placa fija Placa movil Bomba hidraulica |
Unidades de una máquina de inyección
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Unidad de Potencia
Unidad de Inyección Unidad de Control Unidad de Cierre |
Unidad de cierre
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Esta consiste de una prensa, conformada por dos placas portamoldes, llamadas platinas, una de ellas es fija y la otra móvil.
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¿Cuál es su función principal?
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La función principal de la unidad de cierre, es la de abrir y cerrar el molde y mantenerlo cerrado durante la inyección.
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Mecanismos de cierre
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-Por un mecanismo de palancas acodadas.
-Por macanismos hidráulicos. -Por un sistema eléctrico de tornillo sin fin accionado por un motor. |
Principales partes de la unidad de cierre
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-Placa fija
-Placa móvil -Barras guía -Sistema de expulsión -Pistón de sujeción |
Placa fija
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Esta platina es fija a la base de la máquina ocupando normalmente la parte central de la misma y conecta, por un lado la unidad de inyección y por otro la unidad de cierre.
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Placa móvil
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La platina móvil soporta la otra mitad del molde. Ésta se mueve axialmente (hacia adelante y atrás) sobre las columnas guías permitiendo que el molde cierre y abra.
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Placa estacionaría trasera
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Esta platina soporta el mecanismo de cierre de esta unidad y es sobre el cual se ejerce la fuerza de cierre para cerrar el molde.
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Dimensionalización de la unidad de cierre
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-Su fuerza para mantener el molde cerrado (Usualmente se da este valor en toneladas)
-La distancia Mínima entre placas. -Las dimensiones de las placas. -La distancia entre columnas. -La carrera del sistema de expulsión. |
El porcentaje de presión que se transfiere al molde depende de:
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-La viscosidad del plástico
-La temperatura de plastificación |
Como se calcula la fuerza de apertura real (F)
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Está dada por la presión media (Pm) en el molde por el área proyectada (A)
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¿Qué es la presión media?
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Es la presión que ejerce el material sobre las paredes del molde.
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¿Cuál es el área proyectada?
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se define como el área que se presenta perpendicularmente a la unidad de cierre, tanto la pieza o el conjunto de piezas moldeadas y la colada (venas y canales de alimentación)
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Unidad de inyección
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La unidad de inyección está conformada por el tornillo (husillo) y el barril de inyección, la boquilla y las resistencias alrededor del barril.
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Partes principales de la unidad de inyección
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Husillo
Cañón Tolva alimentadora Resistencias calentadoras |
Zonas del cañón
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-Zona de alimentación o traslado
-Zona de transición o compactación -Zona de plastificación o homogenización |
Recubrimientos del cañón para trabajar plásticos
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-Recubrimiento al desgaste.
-Recubrimientos para proteger contra la oxidación. -Recubrimientos para usos generales. |
Dimensionalización de la unidad de inyección
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-Diámetro del husillo.
-Volumen a inyectar. -Presión de Inyección. -Relación L/D -Velocidad Máxima del Husillo. -Velocidad de Inyección. |
Función del husillo
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-Tomar gránulos fríos de la tolva.
-Llevar y compactar el material en la zona de transición -Eliminar gases y fundir el material. -Bombear el material a la zona de plastificación |
Características del husillo
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-Normalmente la anchura del filete es 10% del diámetro. Para la mayoría de los materiales la holgura o juego radial es el diámetro del tornillo multiplicado por 2x10-3.
-La longitud del tornillo (L) es la longitud de la sección del mismo que está fileteada. -La relación L/D es el criterio mas importante para el diseño de tronillos. En la actualidad se utilizan valores de L/D = 18 o 20 hasta 28 o 30 |
Zona de alimentación
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La función principal de esta zona es recibir los gránulos de la tolva y transportarlos hacia delante por el canal del tornillo.
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Factores que afectan el transporte de los gránulos
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-Profundidad del canal.
-Grado de fricción entre gránulos-tornillo y entre -gránulos-barril. -Ángulo de la hélice. |
Válvulas de flujo (antirretorno), se dividen en:
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-De anillo
-De Bola |
Boquillas de inyección
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Su función consiste en permitir el paso del material fundido desde el barril de la unidad de inyección hacia el molde.
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Como debe de ser el diámetro de la boquilla con respecto al del bebedero
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Menor o igual
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¿Cómo puede evitarse el fenómeno del goteo?
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Usando boquillas con cierre o mediante la descompresión del material
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Boquillas de cierre
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Boquilla del Tipo Cónica.
Boquilla de Flujo Libre. Boquilla de Conicidad Invertida. Boquilla con Válvula de Aguja. Boquilla con Válvula Cónica de Cierre. |
Unidad de control
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Este sistema contiene básicamente un controlador lógico programable (PLC) y controladores PID para las resistencias eléctricas del barril y de la boquilla.
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Unidad de potencia
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Comprende el conjunto de dispositivos de la máquina necesarios para transformar y suministrar la fuerza motriz a las unidades de inyección y de cierre.
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Clasificación de los sistemas de potencia
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-Sistema de motor eléctrico con unidad reductora de engranajes.
-Sistema de motor hidráulico con unidad reductora de engranajes. -Sistema Hidráulico directo. |
Partes de la unidad de potencia
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-Bomba
-Válvula de control -Cilindro de fuerza -Válvula de sobre presión |
Parámetros de una máquina de inyección
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-Capacidad de fuerza o cierre (toneladas)
-Capacidad de inyección (cm3/inyección) -Presión de inyección (Pa) -Capacidad de plastificación (kg/h) -Velocidad de inyección (cm3/s) |
Ciclo de inyección
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1. Cierre del molde
2. Inyección 3. Presión de sostenimiento 4. Nueva plastificación 5. Extracción 6. Se vuelve a cerrar el molde |
¿Qué es la Tc?
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Temperatura de cristalización
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¿Qué es la Tm o Tf?
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Temperatura de fusión
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Compuestos
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Son mezcla de diferentes materiales y por lo general se refiere a concentraciones de aplicación y que permanecerá en el producto.
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Concentrados
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Los concentrados son compuestos de aditivos que van a diluirse en el proceso.
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Factores que afectan el comportamiento del plástico durante la extrusión
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-Calentamiento
-Flujo -Velocidad de corte -Esfuerzo de corte -Orientación molecular (Anistropía) -Viscosidad |
Partes principales del extrusor
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-Sistema de accionamiento motriz
-Zona de alimentación -Control de temperatura -Sistema de ventilación -Unidad de control |
¿En que consiste la extrusión?
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La extrusión consiste en transportar, fundir y hacer fluir un plástico a través de un dado donde adquiere la forma final.
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Funciones del husillo
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Las funciones que desempeña un husillo son las de transportar, fundir y mezclar el plástico, y debe tener giro libre dentro del barril.
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Relación de compresión
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Es la relación entre el volumen de la primera vuelta (canal del husillo en la zona de la tolva) y el volumen de la última vuelta (canal del husillo en la zona de bombeo)
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Plato rompedor
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Es un disco grueso con muchos agujeros a través de los cuales pasa el plástico fundido. El plato rompedor sirve para enderezar el movimiento circular del extruido, para homogeneizar la temperatura del plástico a la entrada al dado, y también para soportar las mallas o filtros antes del dado.
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Mallas o filtros
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Son telas de alambre especial que sirven para filtrar los geles, grumos, u otras partículas que pueda traer el plástico fundido, y algunas veces se usan también para incrementar la presión en el extremo del dado, buscando un mejor mezclado dentro del extrusor. Eventualmente se tapan, reduciendo la producción y aumentando la presión, por lo tanto necesitan cambiarse periódicamente.
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Adaptador
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Pieza colocada entre el barril del extrusor y el dado, que se usa para adaptar la salida del barril con la entrada del dado, permitiendo así un flujo suave y constante.
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Dados
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Los dados son los aditamentos colocados al extremo final del extrusor y le imparten la forma final al plástico extruido en un producto deseado. Los dados se distinguen por el tipo de producto que van a producir, así, se tiene dados para hacer lámina, película, tubo, manguera, recubrimiento de cable, etc.
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Sistema de control
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Los parámetros que requieren un control más riguroso durante el proceso de extrusión son la temperatura, la presión y la velocidad del husillo.
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Zonas del extrusor
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-Zona de alimentación
-Zona de fusión -Zona de bombeo -Zona de devolatilización -Zona de mezclado -Dado |
Factores que afectan el transporte del plástico
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-Fricción
-Densidad -Compresibilidad -Velocidad de fusión |