La construcción de moldes de inyección es el proceso de creación de moldes que se utilizan para realizar operaciones de moldeo por inyección mediante una máquina de moldeo por inyección . Estos se utilizan generalmente para producir piezas de plástico utilizando un núcleo y una cavidad.
Los moldes están diseñados como moldes de dos o tres placas, dependiendo del tipo de componente a fabricar. El molde de dos placas requiere un solo día de exposición a la luz, mientras que el molde de tres placas requiere dos días. La construcción del molde depende de la forma del componente, lo que determina la selección de la línea de separación, la selección del canal y la compuerta y la selección del sistema de expulsión del componente. El tamaño de la base del molde depende del tamaño del componente y del número de cavidades que se planificarán por molde. [1]
Consideraciones de diseño
Borrador: necesario tanto en el núcleo como en la cavidad para facilitar la expulsión del componente terminado.
Margen de contracción: depende de la propiedad de contracción del núcleo del material y del tamaño de la cavidad.
Circuito de refrigeración: Para reducir el tiempo del ciclo, el agua circula a través de orificios perforados tanto en las placas del núcleo como en las de la cavidad.
Espacio de expulsión: el espacio entre la cara de la placa de expulsión y la cara de la placa posterior del núcleo debe mantener la dimensión dentro del núcleo. Debe permitir que el componente se extraiga completamente del molde.
Respiraderos de aire: eliminan los gases atrapados entre el núcleo y la cavidad (generalmente con un espacio menor a 0,02 mm), ya que los espacios excesivos pueden generar defectos de rebaba.
Pulido del molde: el núcleo, la cavidad, el canal y el bebedero deben tener un buen acabado superficial y deben pulirse a lo largo de la dirección del flujo del material.
Llenado del molde: La compuerta debe colocarse de manera que el componente se llene desde la sección más gruesa hasta la sección más delgada.
Molde de inyección en máquina de moldeoRefrigeración de la placa de cavidad mediante orificios perforadosRefrigeración directa del inserto del núcleoRefrigeración anular del inserto de cavidad
Casquillo de colada: el casquillo tiene un orificio cónico de 3° a 5° y generalmente está hecho de CHMCS. El material ingresa al molde a través del casquillo de colada.
Placa superior: se utiliza para sujetar la mitad superior del molde a la mitad móvil de la máquina de moldeo y generalmente está hecha de acero dulce .
Placa de cavidad: placa que se utiliza para crear una cavidad (a través de un espacio) que se rellenará con el material plástico y formará el componente plástico. Generalmente está hecha de acero dulce.
Placa de núcleo: la placa de núcleo se proyecta hacia el interior de la cavidad y crea porciones huecas en el componente de plástico. Esta placa de núcleo suele estar hecha de acero P20 endurecido por estampación en caliente sin endurecerse después del mecanizado del núcleo.
Buje extractor de bebedero: el buje extractor de bebedero se utiliza para acomodar el pasador extractor de bebedero; generalmente está hecho de CHMCS.
Pasador extractor de la colada: el pasador extractor de la colada extrae la colada del casquillo de la colada. Generalmente está hecho de CHMCS
Placa posterior del núcleo: mantiene el inserto del núcleo en su lugar y actúa como "refuerzo". Generalmente está hecha de acero dulce.
Pilar guía y casquillo guía: el pilar guía y el casquillo guía alinean las mitades fija y móvil de un molde en cada ciclo. Las cajas de material suelen estar hechas de acero de medio carbono y tendrán una mayor dureza.
Pilar guía y casquillo guía del eyector: estos componentes garantizan la alineación del conjunto eyector de modo que los pasadores eyectores no se dañen. Suelen estar hechos de CHMCS. El pilar guía suele tener una mayor dureza que el casquillo guía.
Placa eyectora: sostiene los pasadores eyectores y generalmente está hecha de acero dulce.
Placa posterior del eyector: evita que los pasadores eyectores se desacoplen; generalmente de material de acero dulce.
Bloques espaciadores: proporcionan un espacio para el conjunto de expulsión, de modo que el componente terminado se expulse del núcleo. Generalmente están hechos de acero dulce.
Placa inferior: sujeta la mitad inferior del molde con la mitad fija de la máquina de moldeo; generalmente está hecha de acero dulce.
Buje de centrado: proporciona alineación entre la placa inferior y la placa posterior del núcleo; generalmente está hecho de CHMCS.
Botón de reposo: sostiene el conjunto de expulsión y reduce el área de contacto entre el conjunto de expulsión y la placa inferior. Es muy útil al limpiar la máquina de moldeo por inyección, lo cual es esencial para garantizar un componente terminado "sin marcas". Las pequeñas partículas extrañas que se adhieren a la placa inferior pueden hacer que los pasadores de expulsión sobresalgan del núcleo y dejen marcas de los pasadores de expulsión en el componente.
El núcleo y la cavidad suelen estar hechos de acero de grado P20, En 30B, S7, H13 o 420SS. El núcleo es la parte macho que forma la forma interna de la moldura. La cavidad es la parte hembra que forma la forma externa de la moldura.
Tipos de puertas
Los dos sistemas principales de compuertas son las compuertas de ajuste manual y las compuertas de ajuste automático. Los siguientes ejemplos muestran dónde se utilizan:
Puerta de bebedero: se utiliza para componentes grandes, la marca de la puerta es visible en el componente y no se requiere canal, por ejemplo: moldeo de cubo (la marca de la puerta cilíndrica del lado trasero es visible y se puede sentir).
Puerta de borde: más adecuada para componentes cuadrados y rectangulares.
Puerta de anillo: más adecuada para componentes cilíndricos para eliminar defectos en la línea de soldadura.
Compuerta de diafragma: más adecuada para componentes huecos y cilíndricos.
Puerta de pestaña: más adecuada para componentes sólidos y gruesos
Puerta submarina: se utiliza cuando se requiere una descompuerta automática para reducir el tiempo del ciclo
Puerta de bebedero de cono inverso (puerta de pasador): generalmente se utiliza en moldes de tres placas.
Puerta Winkle: se utiliza principalmente para productos electrónicos que hacen fluir el material debajo del lado del núcleo.
Tipos de sistemas de eyección
Expulsión de pasadores: los pasadores cilíndricos expulsan el componente terminado. En el caso de componentes cuadrados y rectangulares, se requieren un mínimo de cuatro pasadores (en las cuatro esquinas). En el caso de componentes cilíndricos, se requieren tres pasadores equidistantes (es decir, separados 120°). La cantidad de pasadores necesarios puede variar según el perfil del componente, el tamaño y el área de expulsión. Este sistema de expulsión deja marcas de expulsión visibles en el componente terminado.
Expulsión por manguito: este tipo de expulsión se prefiere para núcleos cilíndricos (y se limita a ellos), donde el núcleo está fijado en la placa inferior. En este sistema, el conjunto de expulsión consta de un manguito que se desliza sobre el núcleo y expulsa el componente. No se observan marcas de expulsión visibles en el componente.
Expulsión de la placa desprendible: esta expulsión se prefiere para componentes con áreas más grandes. Este sistema requiere una placa adicional (desprendible) entre las placas del núcleo y de la cavidad. Para evitar rebabas, la placa desprendible permanece en contacto con la placa de la cavidad y se mantiene un espacio entre la cavidad y la placa del núcleo. Por lo general, no se notan marcas de expulsión visibles en los componentes.
Expulsión de cuchillas: este tipo de expulsión es el preferido para secciones transversales delgadas y rectangulares. Las cuchillas rectangulares se insertan en pasadores cilíndricos (o los pasadores cilíndricos se mecanizan para formar secciones transversales rectangulares) para crear una longitud de expulsión adecuada para el componente. Para facilitar la colocación de la cabeza del pasador de expulsión, se proporciona un orificio avellanado en las placas de expulsión.
Por rotación del núcleo (componentes con rosca interna): se utiliza para componentes roscados, donde el componente se expulsa automáticamente al girar el inserto del núcleo.
Expulsión por aire: se utiliza para accionar el pasador de expulsión instalado en el núcleo mediante aire comprimido. El pasador de expulsión se retrae mediante un resorte.
Alineación
Los moldes de inyección están diseñados en dos mitades, una mitad de núcleo y una mitad de cavidad para expulsar el componente. Para cada ciclo, el núcleo y la cavidad se alinean para garantizar la calidad. Esta alineación se garantiza mediante un pilar guía y un casquillo guía. Por lo general, se utilizan cuatro pilares guía y casquillos guía, de los cuales tres pilares son de un diámetro y uno es de un diámetro diferente, para forzar las placas en una única configuración (basada en el concepto " POKE YOKE " [a prueba de errores]). El anillo de registro tiene un ajuste de interferencia en la placa superior y un ajuste de transmisión con el patrón de la máquina de moldeo por inyección, alineando el patrón de la máquina y la placa superior.
Enfriamiento del molde
Los atributos deseables del diseño de enfriamiento del molde incluyen:
Temperatura de molde constante para una calidad uniforme
Tiempo de ciclo reducido para mayor productividad
Acabado superficial mejorado sin defectos.
Cómo evitar deformaciones mediante una temperatura uniforme de la superficie del molde (deformación causada por un enfriamiento no uniforme)
Larga vida útil del molde
Métodos:
Refrigeración de la placa de cavidad mediante orificios perforados: la placa de cavidad se perfora alrededor del inserto de cavidad y se tapa con tapones cónicos de cobre o aluminio en los extremos de las aberturas. Mediante tuberías conectadas en los puertos de entrada y salida, se hace circular agua para enfriar el molde.
Refrigeración directa del inserto del núcleo (sistema deflector): el núcleo se perfora manteniendo un espesor de pared suficiente. Se coloca una placa deflectora entre el orificio perforado, que divide el orificio en dos mitades, lo que permite que el agua entre en contacto con la mayor área posible del núcleo para que se pueda enfriar.
