eman ta zabal zazu ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL DE BILBAO GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TRABAJO FIN DE GRADO 2014/ 2015 MOLDE DE INYECCIÓN PARA PRODUCCIÓN EN SERIE DE UNA PIEZA DE PLÁSTICO DATOS DEL ALUMNO NOMBRE: JOSU APELLIDOS: URRESTI LLAGUNO DATOS DEL DIRECTOR NOMBRE: ANTONIO APELLIDOS: GORRIÑO VICANDI DEPARTAMENTO: INGENIERÍA MECÁNICA FDO.: FECHA: FDO.: FECHA: ORIGINAL COPIA (c) 2015 Josu Urresti LLaguno
MOLDE DE INYECCIÓN PARA PRODUCCIÓN EN SERIE DE UNA PIEZA DE PLÁSTICO 2º DOCUMENTO: MEMORIA 3º DOCUMENTO: ANEXOS 4º DOCUMENTO: PLANOS 5º DOCUMENTO: PLIEGO DE CONDICIONES 6º DOCUMENTO: PRESUPUESTO 7º DOCUMENTO: ESTUDIOS CON ENTIDAD PROPIA EUITI Bilbao - 3-01/09/2015
2º DOCUMENTO: MEMORIA 2.1.- OBJETO DEL PROYECTO... 8 2.2.- ALCANCE DEL PROYECTO... 9 2.3.- ANTECEDENTES... 10 2.3.1.- MATERIALES PLÁSTICOS... 10 2.3.1.1.- TERMOESTABLES... 10 2.3.1.2.- TERMOPLÁSTICOS... 11 2.3.1.2.1.- POLIETILENO... 12 2.3.1.2.2.- POLIESTIRENO... 13 2.3.1.2.3.- POLIAMIDA (NYLON)... 14 2.3.1.2.4.- POLIESTERES LINEALES (PET, PBT)... 15 2.3.1.2.5.- POLICARBONATO... 16 2.3.1.2.6.- POLIPROPILENO... 17 2.3.2.- PROCESO DE MOLDEO POR INYECCIÓN... 19 2.3.2.1.- FASE DE CIERRE DEL MOLDE... 20 2.3.2.2.- FASE DE INYECCIÓN... 20 2.3.2.3.- FASE DE MANTENIMIENTO... 21 2.3.2.3.- PLASTIFICACIÓN... 22 2.3.2.4.- APERTURA DEL MOLDE... 22 2.3.2.5.- EXPULSIÓN DE LA PIEZA... 23 2.3.3.- MÁQUINA DE INYECCIÓN... 23 2.3.3.1.- UNIDAD DE INYECCIÓN... 25 2.3.3.2.- UNIDAD DE CIERRE... 26 2.3.3.2.1- SISTEMA HIDRÁULICO... 27 2.3.3.2.2- SISTEMA MECÁNICO... 27 2.3.4. - TIPOS DE MÁQUINA... 28 2.3.4.1.- MÁQUINAS DE INYECCIÓN CON PISTÓN... 28 2.3.4.2.- MÁQUINAS CON SISTEMA DE PREPLASTIFICACIÓN... 28 2.3.4.4.- MÁQUINAS CON TORNILLO ALTERNATIVO... 30 EUITI Bilbao - 4-01/09/2015
2.3.4.5.- MÁQUINAS GIRATORIAS... 30 2.3.4.6.- MÁQUINAS BIMATERIALES... 31 2.3.5. - CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS MÁQUINAS.... 32 2.3.5.1.- CAPACIDAD DE CIERRE... 32 2.3.5.2.- DIMENSIONES DEL MOLDE... 32 2.3.5.3.- RECORRIDO DE APERTURA... 34 2.3.5.4.- CAPACIDAD DE INYECCIÓN... 35 2.3.5.5.- PRESIÓN DE INYECCIÓN... 35 2.3.5.6.- CAPACIDAD DE PLASTIFICACIÓN... 36 2.3.5.7.- VELOCIDAD DE INYECCIÓN... 36 2.3.6.- ASPECTOS A TENER EN CUENTA ANTES DE COMENZAR EL DISEÑO.... 37 2.3.6.1.-CONTRACCIÓN... 37 2.3.6.1.1.- TIPO DE PLÁSTICO... 38 2.3.6.1.2.- REFUERZO DEL PLASTICO... 39 2.3.6.1.3.- GEOMETRÍA DE LA PIEZA... 39 2.3.6.1.4.- DISEÑO DEL MOLDE... 39 2.3.6.1.5.- PÁRAMETROS Y CONDICIONES DE INYECCIÓN... 39 2.3.6.2.- RECHUPES... 39 2.3.6.3.- TENSIONES INTERNAS... 40 2.3.6.4.- ESPESOR DE LAS PAREDES... 41 2.3.6.5.- ASPECTOS GEOMÉTRICOS DE LA PIEZA... 43 2.3.6.5.1.- CONICIDAD Y ÁNGULOS DE SALIDA... 43 2.3.6.5.2.- NERVIOS... 44 2.3.6.5.3.- ARISTAS VIVAS Y ESQUINAS... 44 2.3.6.5.4.- PROTUBERANCIAS... 45 2.3.6.5.5.- CONTRASALIDAS... 46 2.3.6.6.- ACABADO SUPERFICIAL... 48 2.4.- NORMATIVA Y REFERENCIAS... 48 2.4.1.- BIBLIOGRAFÍA... 48 2.4.2.- LEYES Y NORMATIVA... 49 EUITI Bilbao - 5-01/09/2015
2.4.2.1.- INYECCIÓN... 49 2.4.2.2.- MOLDES... 50 2.4.2.3.- PIEZA... 50 2.4.2.4.- CATÁLOGOS:... 50 2.4.3.- PROGRAMAS DE CÁLCULO:... 51 2.5.- DEFINICIONES Y ABREVIATURAS... 52 2.6.- CONDICIONES DE DISEÑO... 54 2.7.- ANÁLISIS DE SOLUCIONES... 56 2.7.1.- TIPOS DE MOLDE... 56 2.7.1.1.- MOLDE DE DOS PLACAS... 56 2.7.1.2.- MOLDE DE TRES PLACAS... 57 2.7.1.3.- MOLDE DE PISOS O TIPO SANDWICH... 58 2.7.2.4.- MOLDE DE EXTRACCIÓN POR SEGMENTOS... 59 2.7.2.5.- MOLDE DE MORDAZAS... 60 2.7.2.6.- MOLDE DE CANAL CALIENTE... 61 2.7.2.- SISTEMA DE INYECCIÓN... 62 2.7.2.1.- BOQUILLA DE INYECCIÓN... 63 2.7.1.2.1.- BOQUILLA CON OBTURADOR... 63 2.7.2.1.2.- BOQUILLA DE PUNTO DE INYECCIÓN TÉRMICO... 64 2.7.3.- SISTEMA DE EXPULSIÓN... 65 2.7.3.1.- CARROS O CORREDERAS... 65 2.7.3.1.1.- CARRO ESTÁNDAR CON GUÍA... 66 2.7.3.1.2.- CARRO ESTÁNDAR CON MUELLE GAS... 67 2.7.3.1.3.- CARRO SUBMARINO... 68 2.7.3.1.4.- DOBLE CARRO... 68 2.7.3.2.- DESPLAZABLES... 69 2.7.3.2.1.- DESPLAZABLES INCLINADOS... 69 2.7.3.2.2.- DESPLAZABLES BASCULANTES... 70 2.7.3.2.3.- DESPLAZABLES RECTOS... 71 EUITI Bilbao - 6-01/09/2015
2.8.- RESULTADOS OBTENIDOS... 72 2.8.1.- PARTE CAVIDAD... 73 2.8.1.1.- ELEMENTOS ESTRUCTURALES... 73 2.8.1.1.1.- ZÓCALO CAVIDAD... 73 2.8.1.1.2.- PLACA CÁMARA CALIENTE... 75 2.8.1.1.3.- PLACA AISLANTE... 75 2.8.1.1.4.- ANILLA DE CENTRAJE CAVIDAD... 76 2.8.1.1.5.- GUÍAS PRINCIPALES... 77 2.8.1.1.6.- SEMIMOLDE CAVIDAD... 77 2.8.1.1.7.- PLETINAS DE AJUSTE... 80 2.8.1.2.- SISTEMA DE INYECCIÓN... 81 2.8.1.3.- SISTEMA DE REFRIGERACIÓN... 82 2.8.1.- PARTE NUCLEO... 82 2.8.2.1.- ELEMENTOS ESTRUCTURALES... 83 2.8.2.1.1.- ZÓCALO NÚCLEO... 83 2.8.2.1.2.- ANILLA DE CENTRAJE NÚCLEO... 85 2.8.2.1.3.- CASQUILLOS PRINCIPALES... 86 2.8.2.1.4.- PLACAS EXPULSORAS... 86 2.8.2.1.5.- GUIADO PLACAS EXPULSORAS... 87 2.8.2.1.6.- PARALELAS... 88 2.8.2.1.7.- SUFRIDERAS... 89 2.8.2.1.8.- SEMIMOLDE NÚCLEO... 89 2.8.2.2.- SISTEMA DE EXPULSIÓN... 92 2.8.2.2.1.- ACCIONAMIENTO DE EXPULSIÓN... 93 2.8.2.2.2.- EXPULSORES Y RETROCESOS... 94 2.8.2.2.3.- CARROS... 95 2.8.2.3.- SISTEMA DE REFRIGERACIÓN... 97 2.9.- DEFECTOS EN PIEZA... 98 2.9.1.- REBABAS... 98 2.9.2.- PIEZA INCOMPLETA... 100 2.9.3.- RECHUPES... 101 EUITI Bilbao - 7-01/09/2015
2.9.4.- BURBUJAS... 102 2.9.5.- MARCAS DE FLUJO (STICK-SLIP)... 103 2.9.6.- RAFAGAS... 104 2.9.7.- MARCAS NEGRAS Y DE QUEMADO... 105 2.9.8.- CHORRO LIBRE (JETTING)... 106 2.9.9.- LÍNEAS DE SOLDADURA... 107 2.9.10.-NEBLINA... 108 2.9.11.- GRIETAS Y MICROGRIETAS... 108 2.9.12.- DEFORMACIONES... 109 2.9.13.- EXTRACCIÓN DIFÍCIL... 110 2.9.14.- PUNTOS NEGROS... 111 2.9.15.- VETEADO O MOTAS... 112 EUITI Bilbao - 8-01/09/2015
3.- ANEXOS 3.1.- SIMULACIÓN DE LA INYECCIÓN... 5 3.1.1.- PUNTO DE INYECCIÓN... 5 3.1.2.- TIEMPO DE LLENADO... 6 3.1.3.- PRESIÓN EN LA CAVIDAD... 7 3.1.4.- TEMPERATURA EN LA CAVIDAD... 8 3.1.5.- ATRAPAMIENTOS DE AIRE... 8 3.1.6.- LÍNEAS DE UNIÓN... 9 3.2.- PROCESO DE DISEÑO... 10 3.2.1.- ANÁLISIS DE LA PIEZA... 10 3.2.1.1. ANÁLISIS DE ESPESORES... 10 3.2.1.2. ANÁLISIS DE INCLINACIONES Y CONTRASALIDAS... 17 3.2.1.2.1.- INCLINACIONES EN CAVIDAD... 18 3.2.1.2.2.- INCLINACIONES EN NÚCLEO... 20 3.2.1.2.3.- CONTRASALIDAS... 22 3.2.2.- ESCALADO DE LA PIEZA... 24 3.2.3.- DEFINICIÓN DE LAS SUPERFICIES DE CIERRE... 24 3.2.4.- CARRERA DE EXPULSIÓN... 25 3.2.5.- DIMENSIONAMIENTO GENERAL DEL MOLDE... 26 3.2.5.- CARROS... 28 3.2.6.- SEMIMOLDES... 30 3.2.7.- CÁMARA CALIENTE... 32 3.2.8.- CIRCUITO DE REFRIGERACIÓN Y EXPULSORES... 33 3.2.9.- CIRCUITO DE ACCIONAMIENTO... 35 3.2.10.- OTROS ELEMENTOS... 35 EUITI Bilbao - 9-01/09/2015
3.3.- CÁLCULOS MECÁNICOS... 36 3.3.1.- CAPACIDAD DE CIERRE... 36 3.3.2.- RESISTENCIA DE LOS EXPULSORES FRENTE AL PANDEO... 36 EUITI Bilbao - 10-01/09/2015
4º DOCUMENTO: PLANOS MOLDE DE INYECCIÓN... MI-C01 ZÓCALO CAVIDAD......MI-P02 ZÓCALO NÚCLEO........MI-P03 SEMIMOLDE CAVIDAD........MI-P04 SEMIMOLDE NÚCLEO...........MI-P05 PARALELAS..........MI-P06 PLACA EXPULSORA INFERIOR........MI-P07 PLACA EXPULSORA SUPERIOR.......MI-P08 ANILLAS DE CENTRAJE.....MI-P09 PLACAS CÁMARA.....MI-P10 CONJUNTO CARRO MENOR.........MI-C11 CONJUNTO CARRO MAYOR..........MI-C12 COMPONENTES CARRO MENOR..........MI-P13 COMPONENTES CARRO MAYOR............MI-P14 PLETINAS.....MI-P15 ELEMENTOS ESTRUCTURALES.........MI-P16 CÁMARA CALIENTE.........MI-P17 CIRCUITOS REFRIGERACIÓN.........MI-P18 EUITI Bilbao - 11-01/09/2015
5. DOCUMENTO: PLIEGO DE CONDICIONES 5.1.- CONDICIONES GENERALES... 6 5.1.1.- OBJETO DEL PLIEGO DE CONDICIONES... 6 5.1.2.- RESUMEN DE LA NORMATIVA... 6 5.1.3.- ALCANCE DEL PLIEGO... 7 5.2.- CONDICIONES ESPECÍFICAS... 8 5.2.1.- CONDICIONES TÉCNICAS... 8 5.2.1.1.- MATERIALES, TRATAMIENTOS Y ACABADOS SUPERFICIALES.... 8 5.2.1.1.1.- MATERIALES PARA SEMIMOLDES E INSERTOS... 8 5.2.1.1.2.- MATERIALES PARA COMPONENTES NO ESTANDAR... 13 5.2.1.1.3.- TRATAMIENTOS... 14 5.2.1.1.4.- ACABADOS SUPERFICIALES... 16 5.2.1.2.- DIMENSIONES GENERALES DE PARTES DEL MOLDE... 17 5.2.1.3.- ELEMENTOS DEL MOLDE... 19 5.2.1.3.1.- ALINEACIÓN DE LOS BLOQUES Y PLACAS... 19 5.2.1.3.2.- ELEMENTOS DE RIGIDEZ... 21 5.2.1.3.3.- ELEMENTOS DE SEGURIDAD... 22 5.2.1.3.4.- CENTRAJE DEL MOLDE EN MÁQUINA... 24 5.2.1.4.- DISEÑO Y FABRICACIÓN... 25 5.2.1.4.1.- REDONDEO DE BORDES... 25 5.2.1.4.2.- ANCHURA DE LA ZONA DE CIERRE... 25 5.2.1.4.3.- FUGA DE GASES... 26 5.2.1.4.4.- ELIMINACIÓN DE VIRUTAS EN PIEZAS CROMADAS... 27 5.2.1.5.- INYECCIÓN... 28 5.2.1.5.1.- BOQUILLA DIRECTA... 28 5.2.1.5.2.- BOQUILLA INCLINADA... 28 5.2.1.5.3.- CANÁLES DE ALIMENTACIÓN... 29 5.2.1.5.4.- ENTRADAS DE INYECCIÓN... 30 5.2.1.5.5.- SISTEMAS DE CANAL CALIENTE... 34 5.2.1.6.- ACCIONAMIENTO DE EXPULSIÓN... 36 EUITI Bilbao - 12-01/09/2015
5.2.1.6.1.- ACCIONAMIENTO MECÁNICO... 36 5.2.1.6.1.- ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO... 36 5.2.1.7.- SISTEMA DE EXPULSIÓN... 39 5.2.1.7.1.- EXPULSIÓN MEDIANTE PLACAS EXPULSORAS... 39 5.2.1.7.2.- EXPULSIÓN MEDIANTE DOBLES PLACAS EXPULSORAS... 40 5.2.1.7.3.- EXPULSIÓN POR PLACA... 40 5.2.1.7.4.- EXPULSIÓN MEDIANTE PLACA INCLINADA... 41 5.2.1.7.5.- ELEMENTOS DE EXPULSIÓN... 41 5.2.1.8.- SISTEMA DE REFRIGERACIÓN Y AISLAMIENTO... 47 5.2.1.8.1.- NORMAS GENERALES... 47 5.2.1.8.2.- ELEMENTOS DE REFRIGERACIÓN... 47 5.2.1.8.3.- MATERIALES CON APTITUDES PARA LA REFRIGERACIÓN... 49 5.2.1.8.4.- ENCHUFES RÁPIDOS... 50 5.2.1.8.5.- TAPONES... 51 5.2.1.8.6.- JUNTAS TÓRICAS... 51 5.2.1.8.7.- MANGUERAS... 51 5.2.1.8.8.- PLACAS AISLANTES... 52 5.2.1.9.- ACCESORIOS ELÉCTRICOS... 53 5.2.1.9.1.- CONTROLES DE POSICIÓN Y FINALES DE CARRERA... 53 5.2.1.9.2.- TERMOPARES... 54 5.2.1.9.3.- CONECTORES ELÉCTRICOS PARA RESISTENCIAS Y TERMOPARES DE LA CÁMARA CALIENTE... 55 5.2.2.- CONDICIONES DE ALZADO Y MANIPULACIÓN... 56 5.2.2.1.- CÁNCAMOS... 56 5.2.2.1.1.- TIPOS DE CÁNCAMO... 56 5.2.2.1.2.- TAMAÑO DE LOS CÁNCAMOS... 57 5.2.2.1.3.- CÁNCAMOS PRINCIPALES.... 57 5.2.2.1.4.- POSICIONAMIENTO DE LOS CÁNCAMOS.... 59 5.2.2.1.5.- OPERACIÓN DE GIRO DEL MOLDE... 61 5.2.2.2.- AMARRE DE SEGURIDAD EN EL TRANSPORTE... 61 5.2.2.3.- CHAFLANES EN LAS ARISTAS DEL MOLDE... 62 5.2.3.- CONDICIONES DE TRASLADO A OTRAS INSTALACIONES... 62 EUITI Bilbao - 13-01/09/2015
5.2.4.- CONDICIONES DE MARCADO E IDENTIFICACIÓN DEL MOLDE... 63 5.2.4.1.- MARCAJES DE PIEZA... 63 5.2.4.1.1.- NÚMERO DE CAVIDAD... 63 5.2.4.1.2.- FECHADOR... 64 5.2.4.1.3.- MARCAJES DEL CLIENTE.... 64 5.2.4.2.- MARCAJES DE MOLDE... 64 5.2.4.2.1.- PLACA DE IDENTIFICACIÓN GENERAL... 64 5.2.4.2.2.- PLACA DE IDENTIFICACIÓN DEL ESQUEMA DE CONEXIONES... 65 5.2.4.2.3.- MARCADO DE LOS CIRCUITOS DE REFRIGERACIÓN... 66 5.2.4.2.4.- PLACA INFORMATIVA SEGURIDAD DEL MOLDE... 66 5.2.4.3.- MARCAJES EN LOS COMPONENTES DEL MOLDE... 67 EUITI Bilbao - 14-01/09/2015
6º DOCUMENTO: PRESUPUESTO 6.1.- INTRODUCCIÓN... 4 6.2.- CUADROS DE PRECIOS... 5 1º CAPITULO: MATERIAS PRIMAS... 5 2º CAPÍTULO: FABRICACIÓN... 6 3º CAPITULO: COMPONENTES COMERCIALES... 7 4º CAPITULO: GASTOS COMPLEMENTARIOS... 9 6.3.- PRESUPUESTO PARCIAL... 10 6.3.1.- PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL... 10 6.3.2.- PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN POR CONTRATA... 11 6.4.- PRESUPUESTO TOTAL DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO... 12 EUITI Bilbao - 15-01/09/2015
7º DOCUMENTO: ESTUDIOS CON ENTIDAD PROPIA 7.1.- PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES... 4 7.1.1.- PRINCIPIOS GENERALES DE SEGURIDAD EN LAS FÁBRICAS... 4 7.1.2.- USO DE LAS MÁQUINAS... 4 7.1.2.1.- RIESGOS... 5 7.1.2.2.- MEDIDAS DE PREVENCIÓN... 5 7.1.2.2.1.- MEDIDAS A ADOPTAR EN RELACIÓN A ATRAPAMIENTOS... 5 7.1.2.2.2.- MEDIDAS A ADOPTAR EN RELACIÓN A PROYECCIONES... 6 7.1.2.2.3.- MEDIDAS A ADOPTAR EN RELACIÓN A CORTES... 6 7.1.3.- MANIPULACIÓN DE LOS MOLDES CON PUENTE GRÚA... 6 7.1.4.- MATERIALES CORROSIVOS... 8 7.1.4.1.-FLUIDO DIÉLECTRICO... 8 7.1.4.2.- ACEITES INDUSTRIALES... 8 EUITI Bilbao - 16-01/09/2015