CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO

Transcripción

1 CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO

2 CONSIDERACIONES DE DISEÑO MOLDEO En diseño, tanto la pieza como el método de proceso se han de considerar. TENSIONES DE MOLDEO Causas: * Overpacking * Contracciones incontroladas Más material del necesario en la cavidad del molde. Resultante en tensiones en la pieza. 1

3 MOLDEO Contracciones Disminución del espacio entre cadenas de polímero a temperaturas de enfriamiento. Tienen que ser acomodadas en el diseño del molde. Contracciones Post-Dimensiones de la pieza de plástico difieren de las Dimensiones de la cavidad del molde. I mold - I part V mold - V part S I = o I mold S V = V mold FACTORES QUE AFECTAN LA CONTRACCIÓN: * Propiedades del Material * Geometría de la pieza * Manufacturación Algunos materiales tienen contracciones diferentes y requieren diferentes 2

4 MOLDES DE INYECCIÓN Polímeros Amorfos vs cristalinos & Contracción MOLDES DE INYECCIÓN POLÍMEROS AMORFOS VS CRISTALINOS & CONTRACCIÓN POLÍMEROS AMORFOS O CRISTALINOS Cuál se contrae más? Y por qué? CONTRACCIÓN Amorfos Contracción es más Consistente * Más fácil de predecir * Más fácil de Adaptar Herram. Cristalinos Más Contracción * Debido a la Cristalización * Diferente diseño de Herram. CONTRACCIÓN Enfriamiento causa una Reducción de Volumen o Contracción en todos los Polímeros. Polímero Amorfo: Menor espacio entre cadenas mole-culares. TEMPERATURA DE CRISTALIZACIÓN (Tc) CONTRACCIÓN ES AFECTADA PORLA CRISTALIZACIÓN En la Tc el Polímero empieza a construir una estructura cristalina sobre enfriamiento. La Cristalización causa una Reducción de Volumen: Contracción más alta en Polímeros Cristalinos. POLÍMEROS CRISTALINOS SE CONTRAEN MÁS Herramienta para Resina Amorfa Herramienta para Resina Cristalina Resina Cristalina se contrae más debido a: * Cristalización. * Reducción Adicional de Volumen. POLÍMEROS CRISTALINOS TIENEN MÁS ALTA CONTRACCIÓN Herramienta para Resina Amorfa Herramienta para Resina Cristalina Para la misma parte * Las herramientas para Resina Cristalina son ligeramente más grandes que las de la Resina A- morfa. 3

5 MOLDES DE INYECCIÓN Polímeros Amorfos vs cristalinos & Contracción ENFRIAMIENTO LENTO O ENFRIAMIENTO RÁPIDO Cuál incrementa el porcentaje de Cristalinidad? Y por qué? ENFRIAMIENTO LENTO INCREMENTA EL PORCENTAJE DE CRISTALINIDAD Enfriando lentamente: * Más tiempo para formar Regiones Cristalinas. * Importante para propiedades La más alta Cristalinidad: * < posibilidad de Contr. Adicional GRADO DE CRISTALINIDAD * El Polímero Cristalino enfriado más lento es el de mayor grado de Cristalinidad. * El Polímero Cristalino enfriado más rápido es el de menor grado de Cristalinidad. GRADO DE CRISTALINIDAD CONTRACCIÓN Enfriando lentamente: * Más Cristalización. * Mayor grado de Contr. de Molde. Pero: * Mayor tiempo de Ciclo. * Menor Productividad. INCREMENTADA CRISTALINIDAD INCREMENTADA CONTRACCIÓN * Incrementada Resistencia Química * Incrementada Estabilidad Dimensional * Incrementada Temperatura de Flexión (DTUL) * Menor posibilidad de Contracción Adicional CONTRACCIÓN POST-MOLDEO Completando Cristalización, calentando por arriba Tg estabilizará las dimensiones de las partes: * Contracción libre: Partes con dimensiones no críticas se moverán libremente durante la Cristalización * Contracción Fixturizada: Dimensiones críticas están sujetas durante la Cristalización para mantener tolerancia. EN EL PROCESO... Incrementar la longitud de corriente de un Polímero Cristalino y bajar la posibilidad de degradación incrementa la temperatura de moldeo. Incrementando la temperatura de moldeo, baja el enfriamiento, y por lo tanto se incrementa el porcentaje de Cristalización en la parte final. 4

6 MOLDES DE INYECCIÓN Polímeros Rellenos vs Vacíos & Contracción EXPANSIÓN TERMAL (CTE) MOLDES DE INYECCIÓN POLÍMEROS RELLENOS VS VACÍOS & CONTRACCIÓN Expansión termal es la tendencia a * Expandirse en caliente * Contraerse en frío Altos módulos reforzados tienen * Baja Expansión Termal Polímeros con Refuerzos * Más baja Expansión Termal EXPANSIÓN TERMAL & CONTRACCIÓN Las fibras de vidrio se orientan en la Dirección del Flujo CONTRACCIÓN ANISOTRÓPICA Las fibras de vidrio se orientan en la Dirección del Flujo Dirección del Flujo Flujo Transversal Contr.Isotrópica Igual en todas direcciones Contr.Anisotrópica NO Igual en todas direcciones Material vacío < Temp Material relleno Más baja Expansión Termal de fibra de vidrio: Menor contracción en flujo y mayor en flujo transversal Contracción en Polímero GF es anisotrópica debido a la baja contracción a lo largo de las fibras en direc. de flujo MATERIAL DICTA HERRAMIENTAS CONTRACCIÓN & ORIENTACIÓN FIBRAS CAUSA ALABEO Herram. Polím. vacío Dirección del Flujo Herram. Polím. relleno Flujo Transversal El diseño de herramientas debe adaptarse para contracción anisotrópica cuando se usan polim. rellenos. Flujo Multidireccional Herramientas deben modificars para controlar flujo de resina MODIFICACIÓN DE HERRAMIENTAS SITUACIÓN PUERTA Situación puerta está fuertemente influenciada por el contenido de vidrio del material Un flujo unidireccional minimizará contracción y por lo tanto alabeo Puertas de fin son preferidas en material rellenos de vidrio para minimizar alabeo 5

7 MOLDEO Contracciones y Geometría de pieza ( Tensiones debidas a Contracciones ) Grosores de pared NO uniformes se enfrían de forma diferente creando grandes tensiones de moldeo. Defectos Contracciones Indeseadas FACTORES QUE AFECTAN ALABEO: * Gruesos de pared diferentes * Ratio de enfriamiento diferente * Gradiente de presiones * Anisotropía ( Gradiente de Contracciones crea Alabeo ) 6

8 MOLDEO Alabeo creado por variaciones de grosor Anisotropía y Gradientes de Contracción Contracciones más elevadas en dirección perpendicular flujo 7

9 8

10 MOLDEO Contracciones y Manufactura 9

11 MOLDEO Alabeo debido a Gradientes de Presiones 10

12 CONTRACCIÓN DE DISTINTOS POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS HDPE LDPE PP PS PVC r PVC f SAN ABS PMMA POM PPO PA 6 PA 6,6 PC PETP PBTP % 11

13 LONGITUD DE RECORRIDO DEL FLUJO 12

14 CONTRACCIÓN 13