DISEÑO DE UN MOLDE DE INYECCIÓN DE PIEZAS DE PLÁSTICO MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PROTOTIPADO RÁPIDO

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "DISEÑO DE UN MOLDE DE INYECCIÓN DE PIEZAS DE PLÁSTICO MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PROTOTIPADO RÁPIDO"

Marina Ortega San Segundo
hace 8 años
Vistas:

1 DISEÑO DE UN MOLDE DE INYECCIÓN DE PIEZAS DE PLÁSTICO MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PROTOTIPADO RÁPIDO Autor: Arribas Gridilla, Pedro. Director: Manini Gumz, Javier. Entidad Colaboradora: ICAI Universidad Pontificia Comillas. RESUMEN DEL PROYECTO Introducción Este proyecto trata sobre el diseño de un molde de inyección de piezas de plástico mediante la utilización de tecnologías de prototipado rápido. Se utilizará la máquina de inyección BabyPlast como referencia para hacer este molde. Este molde se va a diseñar utilizando alguna técnica de diseño en 3D. Primero se diseñará el modelo de la pieza que se quiere obtener y después, a partir de esto, se obtendrá el molde. Primero se analizarán las características del proceso de inyección, y a raíz de eso se decidirá qué material se utilizará para la fabricación del molde mediante la utilización de tecnologías de prototipado rápido. Metodología Lo primero que se ha hecho es proceder al diseño de la pieza. Se ha diseñado un marcador de golf mediante la utilización de tecnologías CAD (Computer-Aided Design). Una vez diseñada la pieza, y con el mismo software de apoyo, se ha diseñado el molde teniendo en cuenta las características de la máquina donde se va a montar, la BabyPlast 610P Standard. A continuación se puede ver el diseño de las partes más importantes del molde en cuanto al diseño, la placa móvil (izquierda) y la placa fija (derecha).

RESUMEN DEL PROYECTO Introducción Este proyecto trata sobre el diseño de un molde de inyección de piezas de plástico mediante la utilización de tecnologías de prototipado rápido.

2 Imagen 1: Placa móvil (izquierda) y placa fija (derecha) Una vez diseñado el molde, se procede a la elección del material de la pieza, lo que va a afectar directamente al proceso. Después de haber analizado los más utilizados en inyección de plástico, se llega a la conclusión de que el idóneo para la pieza que se quiere fabricar es el PEBD (Polietileno de Baja Densidad). El PEBD nos ofrece los requerimientos necesarios de la pieza: bajo coste, resistente a agentes químicos, etc. Teniendo el molde diseñado y habiendo elegido el material del que se va a fabricar la pieza, se elige el material del molde. Es la decisión más importante ya que es lo que va a condicionar el coste del proceso y los tiempos de producción muy directamente. Tradicionalmente los moldes han sido fabricados en aceros aleados, pero esto resulta caro y además conlleva grandes pérdidas de tiempo que se traducen en más coste de producción. Por esta razón, se han buscado alternativas que permitan vencer estos inconvenientes para optimizar el proceso de inyección de plástico. Se ha recurrido a las tecnologías de prototipado 3D, fabricando el molde de un plástico llamado Digital ABS. Este plástico garantiza todas las características exigidas por un molde utilizado en estos procesos: resiste altas presiones, resiste altas temperaturas, tiene una gran resistencia mecánica, resiste corrosión, compresión, deformación, impacto, etc.

El PEBD nos ofrece los requerimientos necesarios de la pieza: bajo coste, resistente a agentes químicos, etc.

3 A continuación, se han descrito las distintas fases que componen el proceso de inyección de plástico. Estas son: - Cierre del molde - Fases de llenado y mantenimiento - Plastificación y enfriado de la pieza - Apertura del molde y expulsión de la pieza. Por último, se han querido señalar los distintos fallos que pueden darse en las piezas que se obtienen de este proceso. Los más comunes son: rechupes, rebaba, marcas hundidas y huecos, líneas de soldadura, zona mate en el punto de colada y estrías. Resultados y conclusiones Se ha obtenido un presupuesto final de unos 2600, y un tiempo de fabricación de apenas 12 horas, frente a unos valores anteriores de 5000 y 10 dias Como se puede ver, el ahorro en coste se sitúa en torno a un 50%, y el ahorro en tiempos de producción es de un 95%.

Por último, se han querido señalar los distintos fallos que pueden darse en las piezas que se obtienen de este proceso.

4 DESIGN OF A PLASTIC INJECTION MOULD USING RAPID PROTOTIPING TECHNOLOGIES Introduction This project is about the design of a plastic injection mold using rapid prototyping technologies. The BabyPlast injection machine will be used as a reference for the following decisions. The mold is going to be designed using 3D designing software. First of all, the part wanted to be produced is designed, and then, with that part as a reference, the injection mold is obtained. Process characteristics have to be analyzed and then, taking into account all of the mentioned, the material used for the plastic injection mold can be decided. Methodology The fist thing to be done has been the design of the part. The part designed has been a golf ball marker, using CAD (Computer-Aided Design) technologies. Once the part is designed, using the same software, the plastic injection mold has been designed, taking into account the characteristics of the machine that will use that mold, the BabyPlast 610P Standard. The design of the mold is shown in the following pictures. Picture 1: ejection mold (left) and Injection mold (right)

First of all, the part wanted to be produced is designed, and then, with that part as a reference, the injection mold is obtained.

5 Once the mold is designed, the material that the part is made of, is chosen. That affects directly the process. After analyzing the most used materials for injection molding, the High Density Polyethylene (HDPE) is chosen. HDPE offers the required characteristics that must be fulfilled: low cost, chemical resistance, etc. When the mold is designed and the material is chosen, the next step to be done is the choice of the injection mold material. This is maybe the most important decision, because it is going to determine the cost and the production times of the process. Traditionally, injection molds have been made of alloy steel, but it has been expensive and it raises production times. For this reason, new materials have been analyzed in order to eliminate those barriers, optimizing injection molding process. 3D printing has been the solution for those problems, making the mold of a plastic called Digital ABS. This plastic accomplishes all the characteristics required by an injection mold: pressure resistance, temperature resistance, mechanical resistance, chemical resistance, etc. Following, the different phases of the process are described. The phases of an injection molding process are: - The mold closes - The polymer is injected into the mold cavity with a holding pressure - The part cools - The mold opens and the part is ejected Finally, several molding defects are analyzed. The most common molding effects are: weld line, blistering, sink marks, flash, delamination, flow lines, etc. Results and conclusion The budget obtained for this mold is about 2600, and a production time of 12 hours more or less, against values of 5000 and 10 days of previous procedures. As can be seen, savings in cost are about 50%, and savings in production times are about 95%.

HDPE offers the required characteristics that must be fulfilled: low cost, chemical resistance, etc.

Documentos relacionados

DISEÑO DEL EQUIPAMIENTO DE UN ESTUDIO DE GRABACIÓN DIGITAL RESUMEN. Sergio Herreros Carballo

DISEÑO DEL EQUIPAMIENTO DE UN ESTUDIO DE GRABACIÓN DIGITAL RESUMEN Sergio Herreros Carballo El presente proyecto describe la instalación de audio de un estudio de grabación digital musical. La finalidad