Optimización del Moldeo por Inyección

Tiempo de Extracción

Cuando el ciclo se completa y el molde está completamente abierto, el sistema de eyección avanza hacia delante y fuerza la salida de las piezas del molde. Esta acción comienza normalmente con un limit switch que actúa cuando el molde se abre completamente. La carrera de eyección es controlada por otro limit switch que actúa cuando la eyección ha tomado parte, pero la velocidad del sistema es controlada. Esta velocidad determina el tiempo de eyección.

Tiempo de Eliminación de Piezas

En algunos casos, el operador quita las piezas y este tiempo se incluye en el ciclo. Esto lleva 2-3 segundos, dependiendo de la dificultad.

Tiempo de Inspección y Limpieza del Molde

Este tiempo es pasado por alto en el ciclo total. Es una buena práctica que un operador revise el molde antes de cerrar la compuerta y empezar un nuevo ciclo. Toma solo unos segundos y puede ahorrar mucho dinero. También debe limpiar el molde de gases, contaminantes, etc. Finalmente, el operador aplicará periódicamente un desmoldeante/mold release. Estas operaciones deben ser incluidas en el tiempo del ciclo.

Distancia de Mantenimiento de Inyección

Después de una fase inicial de inyección, la máquina mantiene la presión. Esto termina de rellenar el molde y mantiene la presión sobre el material inyectado. El punto de compromiso de la presión mantenida está cerca del final de la carrera del tornillo. Hay un tapón de material de 3-6 mm de grosor que mantiene la barrera contra la presión aplicada. Hay que mantener una pequeña distancia final entre el total del recorrido del tornillo y el comienzo de inyección; es necesaria para la holding pressure, si no, el plástico podría llegar a bloquear la boquilla.

Fusión, Fluidez y Procesabilidad

El índice de fusión (flujo de fusión o tasa de flujo) mide la habilidad del plástico para fluir. Es la cantidad de plástico que se extruye en un tiempo determinado desde el heating cylinder. El test consiste en introducir plástico en el cilindro precalentado y aplicar una carga de fuerza que derrita el plástico y lo haga pasar por un orificio. La cantidad de material extruido es la medida. Un bajo índice de fusión representa una gran viscosidad.

Minimizar la Tensión del Molde

La tensión se define como la resistencia a la deformación de una carga aplicada. Es una de las principales causas de fallas en el producto moldeado. El plástico es forzado dentro del molde y, si sus moléculas entran demasiado rápido o con una presión excesiva y son mantenidas así y no en su forma original, solidifican bajo tensión y provocan defectos.

Conicidad y Ángulo de Salida

Las piezas se deben diseñar de tal forma que todas las superficies perpendiculares a la dirección de apertura del molde tengan un ángulo de salida para que se puedan extraer fácilmente. El ángulo depende del material. El mínimo es 0.5º y normalmente se usa 1.5-3º. Hay que asegurarse de que la pieza quede retenida en la parte del molde que deseamos, que será la parte donde está instalado el sistema de expulsión. La contracción del plástico siempre se dirige de las paredes de la cavidad al núcleo de solidificación. Se debe evitar diseñar piezas con paredes perpendiculares de partición, ya que así sería necesario ejercer grandes fuerzas de empuje para abrir el molde y extraer la pieza; así, la pieza puede causar deformación. El uso de ángulos de salida debe ir acompañado de acabados superficiales para deslizarse con mayor facilidad. En la dirección paralela a la salida de la pieza se aplican los acabados.

Partes Uniformes

Las paredes no uniformes generan tensión en el molde y pueden causar defectos. Las esquinas suelen llevar radios para mantener la sección uniforme y ayudar a la fluidez.

Orientación

En el diseño de la pieza se debe considerar ubicar el punto de inyección en una posición tal que promueva la orientación en la dirección de mayor esfuerzo. Cuando se tiene una pieza que sufre múltiples esfuerzos, se debe minimizar en lo posible la orientación. Los cambios de dirección se deben evitar en las esquinas, cambiándolas por radios.

• Buen diseño: radios amplios, uniformidad de espesores, suave transición del flujo.
• Mal diseño: radios afilados, concentración de tensiones, transición brusca para el flujo.
• Incorrecto diseño: no uniformidad de pared, flujo no uniforme, rechupes.

La orientación molecular origina esfuerzos residuales en las paredes terminadas; también afecta la resistencia mecánica de las piezas al ofrecer mayor resistencia en el sentido axial de la orientación que en sentido perpendicular a la misma. El grado de orientación se ve afectado por el peso molecular del polímero y por las características de relajación del material. La relajación puede ser promovida en el molde por medio de un incremento en la temperatura del molde y la adición de una capa aislante.

Nervios

Son utilizados para dar firmeza a las piezas y evitar el uso de espesores demasiado grandes. Aunque también pueden ser la causa de la concentración de tensiones y rechupes, especialmente en la unión de los mismos con la sección de la pieza. Deben diseñarse evitando rechupes y cantos afilados.

Líneas de Soldadura

Se producen cuando se encuentran dos frentes de flujo. A menudo, las líneas de soldadura forman marcas en las superficies de las piezas.

Las causas más importantes de su formación son:

• Hay más de un punto de inyección.
• División de flujo producida por la utilización de varillas para la realización de agujeros en la pieza.

Para adivinar dónde se producen las líneas, se usa un sistema de simulación por ordenadores. Debido a los problemas que traen estas líneas, en algunas piezas no se realizan agujeros en el momento del moldeo, sino que se realizan posteriormente por mecanizado.

Contrasalidas

Son aquellas secciones del molde donde fluye el plástico y hace que las piezas sean retenidas en la parte del molde donde están localizadas, dificultando la extracción de las mismas. Requieren, por lo general, la incorporación de partes móviles en los moldes. El problema de las contrasalidas se puede solucionar seleccionando correctamente las líneas de separación.

Diseño del Molde

• Colocación de la compuerta: para minimizar la tensión, la mejor parte para que el plástico fundido entre en la cavidad es la parte trasera más gruesa en la sección transversal.
• Diseño de los canales: una sección transversal crea una presión igual en todas las direcciones; usar una corredera redonda minimiza la distorsión molecular del plástico.
• Ventilación: necesaria, ya que mucho aire queda atrapado en el molde cuando se cierra y se prepara para la fase de inyección. Este aire puede causar defectos; lo más eficiente es que tenga ventilación en la línea de partición del molde.