6.5. Moldeo por inyección

Transcripción

1 6.5. Mlde pr inyección Intrducción Es la técnica de mlde más utilizada cn materiales plimérics. Técnica discntinua: llenad a presión del mlde + enfriamient + desmldead. Aplicación: Termplástics cristalins (T desmldead <T fc ) y amrfs (T desmldead <T g ). Durplástics (tiemp en mlde suficiente para reticulación). Elastómers (tiemp en mlde suficiente para reticulación) Mlde de termplástics 1. Unidad de inyección: Plastifica el material mediante husill (similar a extrusras mnhusill). Tips: a) Husill alternativ (reciprcating screw injectin unit, RSIU): i. Plastificación y acumulación de material plastificad mediante gir y retrces del husill: ii. Inyección a gran velcidad (tir dispar, sht). La válvula antirretrn impide el retrces del material. Regulación del mvimient pr velcidad de inyección y presión máxima admisible en el mlde (hasta 200MPa). grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 1 de 13

2 iii. iv. Se mantiene la presión en el mlde, inyectand más material durante inici de cristalización y cntracción. Separación del mlde, y cmienz de nuev cicl de plastificación mientras la pieza termina el enfriamient en el mlde. b) Unidades de ds etapas: Ventajas: mayr capacidad de prducción, mayres presines alcanzadas, más precis cntrl del vlumen inyectad Preferidas para piezas cmplicadas de paredes finas. Desventajas: mayr cste, menr hmgeneidad del material, mayr riesg de degradación. Características más imprtantes: vlumen máxim de tir (sht size) y máxima presión. grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 2 de 13

3 2. Unidad de cierre: Es una prensa que debe sprtar la presión de cmpactación del material en el mlde. Tips: a) Hidráulicas: b) Mecánicas e hidrmecánicas. Las mecánicas puras apenas utilizadas. Características más imprtantes: dimensines máximas de ls mldes y fuerza de cierre (hasta 1000 tn en hidráulicas y superir en hidrmecánicas). 3. Mlde: Dividid en 2 semimldes ó más partes. Pueden incluir cavidades para mldear varias piezas en un mism tir. Mlde cn ds partes: grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 3 de 13

4 Mlde cn tres partes ( más): facilita el desprendimient del material slidificad en ls canales (runners) y de la mazarta: Cmpnentes de ls mldes: Mazarta y canales. En ls mldes cnvencinales el material slidificad aquí se recicla. Estrangulacines entradas (gates) de las cavidades. Efects que prducen: Tips: Increment de la velcidad de defrmación en ese punt (inclus superir a 10 4 s -1 ). Hinchamient de la vena líquida: mjad de las paredes y frmación en la cavidad de capas que se van cnslidand pr cuy interir circula el material, más caliente. Efect de tapón anti-retrces: adelantan la cnslidación del material en ese punt pr enfriamient más rápid al ser la sección pequeña. Permite separar la pìquera de la bquilla de inyección antes de cnslidad td el material de la cavidad. Facilitan el desprendimient del material slidificad en ls canales. grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 4 de 13

5 NO DEBEN prducir chrrs que prduzcan salpicaduras (que después n sueldan cn la masa), para ell: Bien la sección de la estrangulación n debe ser demasiad pequeña (si se quiere reducir el caudal, debe aumentarse la lngitud de la estricción). Bien se hace que el fluj entre directamente en cntact cn la pared, p.ej. entrada tangencial. Cavidades: dnde se frman las piezas. Las superficies pueden tener diferentes acabads, pudiend btenerse superficies brillantes mate. Las dimensines sn superires a las definitivas de la pieza, pr la cntracción. Agujas eyectras. Taladrs de vente (~ Φ 25 µm) rendijas (~ µm) que dejan salir el aire de la cavidad. Pueden substituirse pr la hlgura en ls taladrs de las agujas eyectras. 4. Cicl de prducción: Unidad de inyección Unidad de cierre Mlde Cierre del mlde. Desplazamient pistón del Mantenimient de la fuerza de cierre Ajuste de la piquera a la bquilla. Inyección Mantenimient de la presión Se cierra la válvula Cnslidación baj presión Enfriamient en el mlde Gir y retrces del husill para plastificación y acumulación del material. Separación de la bquilla. Apertura mlde del Expulsión de la pieza mldeada, de mazarta y material de cnducts. Calentamient del mlde si necesari grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 5 de 13

6 Retracción, tensines residuales y anistrpía Ecuación de estad del material curvas pvt: Mdel del prces empleand las curvas del material: Cntracción final: ΔV V = m(vd v mv D E ) v = 1 v E D grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 6 de 13

7 Si n se hubiera mantenid el mlde presurizad, la cntracción final habría sid mayr: ΔV V SIN presurizar v = 1 v E A Acnsejad: Ejercici 6.8. Tensines residuales: pr defrmacines impedidas y pr diferencias de temperatura entre znas al empezar la cmpactación. Anistrpía según las líneas de fluj del fundid: a nivel mlecular de refuerzs cargas: Seccines de PP+GF inyectad grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 7 de 13

8 Presión de inyección y fuerza de cierre Presión de cierre: el valr máxim es el mantenid durante la cmpactación (packing time). Sistema de cntrl: F=p A Mismas cndicines en cada inyección. Sndas de: presión y temperaturas en cilindr, cnducts y mlde. Psición del pistón (ó del husill). Cntrl de: a) Velcidad de llenad: la velcidad influye en la anistrpía, cntracción, y acabad. b) Presión de cmpactación. Necesidad de presión alta (~ MPa), en general. Inyección a baja presión: en el cas de espumas, en mlde asistid pr gases, en mlde de piezas de encapsulad de cmpnentes electrónics, prcess ptimizads cn espesres gruess c) Temperatura en la cámara antes de la inyección. d) Temperatura del mlde: Si demasiad baja: Inhmegeneidades de cristalinidad: tensines residuales pr diferencias de cntracción. Baja cristalinidad: prblema de pst-cristalización. Deficientes sldaduras de las crrientes de fundid (se realizarían cn alta viscsidad ). grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 8 de 13

9 Prblema de envejecimient físic. Si demasiad alta: Pieza demasiad defrmable en el mment de la eyección. Menr velcidad de enfriamient (baj ritm de prducción). Peligr de descmpsición (calentamient del plímer en cnducts ). Ventana térmica para cada material: interval de cndicines admisibles para cada material. Ejempls: de ~50ºC en PP y 5ºC en PET. Cicl de llenad: se ha encntrad cnveniente realizar: 1) Etapa de cntrl de velcidad de llenad cn secuencia de varias velcidades. 2) Cambi a cntrl en presión (ds psibilidades: cntrlar la presión en el cilindr en la cavidad del mlde). grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 9 de 13

10 Sistemas de canales calientes En mldes cnvencinales: reciclad del material de mazarta y slidificad en canales. Sistemas de canales calientes de trpeds atemperads: El material sigue slidificand en las puertas en cada cicl, per n en ls canales. Ventajas: Reducción del material a reciclar. Reducción del cnsum de energía para plastificar ese material. Increment de la prductividad pr eliminación del tiemp de espera de slidificación de ls canales (cuand éste es más larg que el de la pieza). Mejr calidad en materiales muy sensibles a la temperatura de prcesad. Este sistema es de us generalizad Aplicacines del mlde pr inyección Es la técnica más empleada. Para termplástics refrzads cn fibras las presines sn muy superires a termplástics n refrzads (much mayr viscsidad) y se prduce mayr desgaste de la máquina. Generalmente se emplean fibras crtas ( mm), per pueden emplearse fibras largas cn mdificacines en la máquina (~10mm, el tamañ de la granza prducida pr pultrusión) [BMC, bulk mlding cmpunds]. grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 10 de 13

11 Engranajes de PA+GF Mlde de espumas estructurales termplásticas Mezcla de plímer + espumante antes de la inyección. N se rellena el mlde cmpletamente durante la inyección. Bajas presines (las prducidas pr el gas generad). La densidad se cntrla cn la dsificación del agente espumante. Pueden mldearse elements cn distribución de densidad n unifrme. Panel de puerta, cnsla y sprte para bmba de EPP. grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 11 de 13

12 Mlde pr inyección asistid pr gases Inyección de la masa de plímer sin llenar cmpletamente el mlde + inyección de gas. El gas desplaza el material más caliente (mens viscs). Parámetrs: Tiemp transcurrid entre inyección del plástic y del gas. Caudal de gas. Presión máxima. Calidad superficial buena (psibles inrregularidades internas). Ejempls: asiders sbre cabeza en vehículs Inyección de multicmpnentes (biinyección) Prces: inyección de una primera pieza en un mlde + se incluye esta primera pieza dentr de un nuev mlde y se inyectan nuevas partes (la primera pieza puede cntener cavidades, puede ser un injert ). Para cada parte añadida se emplea un bebeder. Ejempls de aplicación: Element cn diferentes materiales. Element cn diferentes clres. Pr ejempl, pilts trasers de vehículs sbre prefrma inclra. Cn materiales incmpatibles, elements que pueden deslizar. Ejempl: rótulas esféricas (prefrma) y aljamients (pstinyección). grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 12 de 13

13 Mlde de piezas de plástic sbre carcasa metálica Mlde pr inyección de plímers durplástics Diferencias: El husill tiene la función añadida de mezclar ls cmpnentes (plv, granza masa plástica previamente preparada en malaxadra). Dentr del cilindr se evita el calentamient del fundid para que n se inicie la reticulación. El mlde se mantiene caliente (~ 100ºC pr encima de la cabeza inyectra), para cmpletar reticulación. Expulsión de las piezas calientes. Elements de material elastméric. grpb Transparencias de clase. 6.5 Mlde pr inyección 13 de 13