MA QUINA DE INYECCION INYECCION
UNIDAD DE CIERRE
UNIDAD DE INYECCION
Capacidad Capacida d en Tonelaje
Capacidad en Oz
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U n i d ad ad d e i n y e c c i o n SISTEMA DE SECADO BANDAS CALEFACTORAS TORNILLO DE INYECCION
BARRAS GUIAS
CILINDRO DE INYECCION
SOPORTE DE LA UNIDAD SISTEMA HIDRAULICO
Unidad de inyecc ión ión La función principal de la unidad de inyección es fundir, mezclar e inyectar el polímero semiliquido hacia el interior del molde 3
Barrel and and Screw
HUSILLO (Tornillo) DOSIFICACION
TRANSICION
ALIMENTACION
Válvula Antiretorno (check)
SELLO FORMADO DURANTE LA INYECCION
VALVULA ANTIRETORNO 4
Unidad de cierre Es una prensa hidráulica o mecánica, con una fuerza de cierre bastante grande que contrarresta la fuerza ejercida por el polímero fundido al ser inyectado en el molde. Platina Movil
Platina Fija
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ENFRIAMIENTO DEL MOL DE
Chiller
Termorregulador
Reguladores de flujo
Platina Movil
Platina Fija Staubli lado fijo
Staubli lado movil
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Hot Runn er
Molde Hot Runn er
Controlador de temperatura del sistema de hot runner (corredera caliente) en el molde Temperaturas recomendadas para POM: 380 F Min 420 F Max
Sistema de hot runners del molde
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Sistem a de secado
Perifericos
Analizador de Humedad
Secadora de resina Es un ciclo cerrado para absorver la humedad del material( a la resina) Contiene material disecante para lograr esto Paramtreos importantes (Temperatura de secado, Tiempo de secado)
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ESTRUCTURA MOLECULAR
Monómero-. Es una unidad molecular que no se ha compuesto por la polimerización y la palabra significa (mono) uno, (mer) unidad, son la parte esencial de una cadena molecular para formar un polímero.
Polímero-. Es una sustancia cuyas moléculas forman cadenas largas, por lo común de varios millares de átomos de longitud, la palabra polímero significa muchas unidades, la cual tienen ciertas características y difieren uno de otro por la naturaleza química y física de sus unidades repetitivas en las cadenas.
Una cadena polimolecular esta compuesta por miles de unidades moleculares repetitivas en una cadena molecular. 9
ESTRUCTURA MOLECULAR
Hidrofóbicos. Estos plásticos no incluyen agua como parte de su estructura molecular y aunque no absorben mucha humedad, estos plásticos no requiere el proceso de secado, en el cual la poca humedad absorbida no afecta su estructura molecular al ser inyectados. Ejemplo acetales, polipropilenos, PPS
Hidrófilicos. Este tipo de plásticos puede absorber y soltar humedad del medio ambiente, el cual le afecta directamente rompiendo la cadena molecular Nylon
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ESTRUCTURA MOLECULAR
TABLA DE CLASIFICACION DE LOS PLÁSTICOS. Hules
Plásticos
Metales
Termofijos
Termoplásticos
Elastómeros
Rígidos
Termofijos-. Es un plástico que sufre un cambio químico al calentarse el cual se forman cadenas de polímeros adyacentes y el resultado es diferente del material con que comenzó, a esta reacción se le conoce como irreversible. Cuando se vuelve a procesar, estos materiales ya no se funden o no pasan al estado semi líquido y no se pueden reciclar por que pierden todas sus propiedades mecánicas.
Termoplásticos-. Estos plásticos no sufren cambio químicos cuando se procesan, solo pasan de estado sólido a semilíquido y regresan al estado sólido, son maleables, se pueden reciclar las piezas para volverlas a formar o inyectar.
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ESTRUCTURA MOLECULAR
Amorfos
Cristalinos
Amorfo-. Es el plástico en el que las moléculas no están ordenadas (no tienen forma) y esto hace que no tengan un punto determinado para fundirse.
Cristalino-. Es el plástico que tiene las moléculas en orden y en cadenas, esta organización es provocada por fuerzas internas, lo que permite que su rango de temperatura par fundirse y su proceso sea muy fijo, pero requieren de mas energía para procesarse y algunas veces agua mas fría para el enfriamiento.
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ESTRUCTURA MOLECULAR
Tipo de polímeros termoplástico CRISTALINOS
AMORFOS
Acetal delrin
ABS
Fluro carbón (teflón)
Acrílico
Nylon (zytel)
Policarbonato
Poliéster (Rynite, cristalino)
Poliestireno
Altas propiedades de los polímeros cristalinos: Alta dureza
Alta temperat. de fusión
Alto rango de fluidez
Alta densidad
Resistente a gases, vapores
Encogimiento .012” a .025”
Alto modulo de elasticidad
Resistentes a solventes
Resistente a grasas
Alta resistencia a la tensión
Superficie brillosa
Alta deflexión
Altas propiedades de los polímeros amorfos: Resistente al impacto
Son claros
Bajo rango de fluidez
Encogimiento .004”a .012”
Resistentes al quebrarse
Resistentes a la elongación
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Ciclo de inyeccion
d) Apertura del molde y expulsión de la pieza
a) Cierre del molde
b-1) Inyección: fase de llenado
e) Enfriamiento de la pieza b-2) Inyección: fase de mantenimiento
c) Plastificación o dosificación
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Ciclo de inyeccion
a) Cierre del molde
b 1-2) Fases de llenado y de mantenimiento
c) Plastificación o dosificación y e) Enfriamiento de la pieza
d) Apertura del molde y expulsión de la pieza 15
C i c lo d e i n y e c c i o n
El ciclo de inyección se puede dividir en las seis siguientes etapas: a). 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
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Ciclo de inyeccion b-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
b-2. 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
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C i c lo d e i n y e c c i o n c). 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
d). 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
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Pantallas Pricipales
Inyeccion
Este parametro determina cuanto material Esta cargado para ser inyectado. Su valor se representa en pulgadas
Este punto establece cuando el tornillo de inyeccion cambia del modo de velocidad de inyeccion a presion de empaque
Estos parametros determinan la velocidad de inyeccion Que se aplicaran con el movimiento del husillo.
Este parametro indica la velocidad con la que el t ornillo Estara realizando la presion de empaque, despues de haberLlegado al punto de transfernecia 20
PARA METROS DE INYECCION
Punto de transferencia Es el punto donde la primera etapa de inyección, cambia a la segunda etapa de llenado, que es donde se completa el llenado total. También es cuando la presión de inyección alta, cambia a la presión de empaque. Esta posición es una de las más importantes o criticas en el proceso de moldeo, que afecta directamente a la consistencia del proceso y a la calidad de las partes. Si este punto es demasiado prematuro, puede provocar inconsistencia en la inyección o partes incompletas, hundimientos, o partes de mala calidad. Por lo contrario si la transferencia se hace después del punto recomendado, la cavidad del molde se llena de plástico en su totalidad con presión de inyección alta, provocando exceso de material en la parte, sobre compactamiento de material, fuera de especificación dimensional, también se puede dañar el molde. Las máquinas de inyección modernas tienen tres funciones de aplicación del punto de transferencia, las cuales se ilustran en las siguientes figuras *Transferencia por posición *Transferencia por presión *Transferencia por tiempo
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Timers
Pantallas Pric ipales
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PARA METROS DE INYECCION
Tiempo de inyección Es el tiempo que tarda en inyectar el plástico en su primera etapa de llenado hasta llegar al punto de transferencia, este tiempo es directamente afectado por la velocidad de inyección y la temperatura del molde, así como la temperatura del barril. Se vuelve muy importante cuando se decide transferir por tiempo, debido a qué controla directamente el 95% del llenado de la pieza y es muy común tener variaciones en el proceso.
Tiempo de empaque También esta considerado el tiempo de empaque dentro de la etapa total de la inyección, donde las máquinas de inyección las considera separadas por cuestiones de mejor control de proceso. Este tiempo de empaque inicia cuando la presión alta cambia á la presión de empaque y lo ejerce directamente sobre la pieza para finalizar el formado y la compactación molecular. En esta etapa de formado el tornillo esta en la posición delantera de la unidad de inyección, manteniendo cierta presión baja, durante este tiempo de empaque, o formado de la pieza. Por lo general se cuentan con dos bloques de tiempos en la etapa de empaque, ciertas máquinas támbien tienen la etapa de Hold o Sostenimiento.
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PARAMETROS DE INYECCION
Tiempo de plastificación Es el tiempo donde el husillo esta en la etapa de carga de material, pero también esta relacionado directamente con el tiempo de enfriamiento de la pieza, o cuando el molde se encuentra cerrado. Algunas máquinas tienen estos tiempos por separado, para que el tiempo de plastificación no dependa del tiempo de enfriamiento. Se recomienda que se ajuste las revoluciones por minuto y la contra presión del husillo, a modo de que termine la carga de plástico entre un tiempo de 3 a 5 segundos antes de que termine el tiempo de enfriamiento, para evitar que el molde abra antes de que termine la plastificación y se tengan problemas de escurrimiento de material.
Tiempo de solidificación
Este tiempo es el que se le conoce como el tiempo de enfriamiento, donde la pieza dentro del molde que se encuentra serrado sé esta solidificando. Este tiempo es determinado debido al material que sé ésta moldeando y los espesores de pared de la pieza, también depende de las temperaturas de fusión del plástico y las temperaturas del molde. En este mismo momento que inicia el tiempo de solidificación en la máquina de inyección, empieza el tiempo de plastificación y deberá terminar después del tiempo de plastific ación. Este tiempo es el que usual mente se pretende bajar con la finalidad de tener un ciclo total de la máquina mas bajo, pero hay que tener cuidado de no afectar las características mecánicas del material
Pantallas Pricipales Temperatura
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Temperatura de la unidad d e inyeccion
Temperatura de la boquilla La boquilla por lo general tiene una banda calefactora que ayuda aislar el calor generado dentro del barril de inyección. A menos que la boquilla sea de tipo mixto, en esta zona no se genera calor por medios mecánicos, depende solamente de las bandas calefactoras, para mantener a los polímeros en su estado de fusión. La boquilla tiene tendencia a perder temperatura, debido a que el área de la boquilla es mucho menor que la del barril de inyección y la conductividad térmica del acero es mas alta que la del plástico, además esta en contacto con el buje del molde a más baja temperatura y tiende a ceder calor hacia el molde. Por lo que se recomienda que la temperatura de la boquilla debe de estar 10 ˚F más alta que la temperatura de fusión de material.
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Temperatura de la unid ad de iny eccio
Temperatura de zona 1 ( frontal ) En esta zona el material está semi líquido y listo para que se inyecte, por lo tanto la temperatura seleccionada para la zona 1 de la unidad de inyección, debe ser el valor de la temperatura de fusión según la especificación del material. La sección que cubre la zona 1 es el 25% de la longitud de tornillo y se le conoce como la zona frontal.
Temperatura de la zona 2 y 3( central y trasera) Los ajustes de la zona 2 de la unidad de inyección, son típicamente los de la zona de compresión del tornillo de inyección, en esta zona es donde se localiza el 80 por ciento de calor requerido para fundir el plástico. Esta zona de compresión representa otro 50% de la longitud del barril de la unidad de inyección, esta entre la zona frontal y la de transportación. Los ajuste de la temperatura de esta zona puede determinarse usando el promedio de las temperaturas, entre la zona de la boquilla y la temperatura de la zona 1 de la unidad de inyección menos 10 grados ˚F.
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Temperatura
Temperatura del molde Esta temperatura de operación del molde debe ser medida y controlada, por que es una temperatura crítica para mantener las dimensiones de las piezas. Esta temperatura depende de: *El tamaño del molde *Tipo de acero que se utiliza en el molde *Temperaturas de procesamiento del plástico *El tiempo del ciclo *Diseño de la pieza *Espesores de la pieza *Diseño del sistema de enfriamiento Las temperaturas altas en el molde permiten relajamiento molecular en la pieza, sin embargo, hacen que el tiempo de ciclo de la máquina sea mas largo. Esta temperatura por lo regular es controlada por un sistema de refrigeración donde circula agua o aceite, el sistema de agua es el mas usado en el mercado y aplica para los materiales de baja temperatura de fusión, el sistema de aceite no es muy usado en la industria del plástico, solo se usa para materiales de alta temperatura de fusión.
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D ef ec t o s p o r p r o c e s o
Rafagas doradas Splay
Causas: Material Humedo Velocidad de inyeccion alta Factores: Tiempo de secado Insuficiente Temperatura de secado Baja Problemas con el secador
Disparo Corto
Causas: Material Humedo Parametros incorrectos (Temperaturas, Presiones,Velocidad)
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D ef ec t o s p o r p r o c e s o
Disparo Corto Causas: Viscosidad del material baja Paredes del molde muy delgadas Material degradado Gas atrapado
Lineas de Flujo
Causas: Temperatura de fundido baja Temperatura del molde baja Baja velocidad de inyeccion Mal diseño del gate del molde
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Defectos por proceso Material Contaminado Causas: Material mezclado en la tolva o secadora Material mezclado en el barril Material mezclado en el corredor del molde
Lineas de Union
Causas: Presiones de inyeccion Baja Velocidad de inyeccion baja Temperaturas de fundido baja Temperatura de molde baja Viscosidad de material baja Gas atrapado 31
Defectos por proceso Marcas de Hundimiento
Causas: Diseño de Tool Presion de empaque bajo Tiempo de empaque bajo
Recomendacion es tener el espesor de la costilla 40 % menor de la pared frontal Torcedura Causas: Espesores de diseño no uniformes Temperatura del molde baja Bajo enfriamiento Tiempo de enfriamiento bajo
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Defectos po r Tooling
Flash en los insertos Causas: Inserto dañado No hay sello en el inserto y cavidad
Flash en la linea de partision Causas: Desgaste en la linea de partision Mal sello de la cavidad
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Defectos po r Too ling
Flash en el area de ejectores Causas: Pines ejectores cortos Pines desgastados Mal set up de la expulsion Presion de emaque alto Temperatura del molde baja Tiempo de enfriamiento bajo Causas: Cavidad con negativos o deformaciones internas Pobre angulo de salida Presion de empaque alta Tiempo de enfriamiento alto 34
Guias de solucion de problemas
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