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UNIVERSIDAD DE JAÉN Escuela Politécnica Superior de Linares

Trabajo Fin de Grado

______

DISEÑO DE UN MOLDE DE

INYECCIÓN DE PLÁSTICO

Alumno: ANTONIO TÍSCAR FERNÁNDEZ

Tutor: BÁRTOLOME CARRASCO HURTADO Depto.: INGENIERÍA GRÁFICA, DISEÑO Y PROYECTOS

OCTUBRE, 2019

Escuela Politécnica Superior de Linares Antonio Tíscar Fernández

2

A mis padres, que sin su apoyo incondicional no hubiese sido

posible.

A mis amigos, la familia que uno elige por creer en mí siempre y

no desistir en mis momentos de dudas.

Y en especial a mi amigo Jose, a pesar de no tenerte aquí conmigo,

siempre me estás guiando por el buen camino, allá donde estés sé

que te alegrarás de este día.

A todo el profesorado, por todos los conocimientos adquiridos.

GRACIAS A TODOS.


3

ÍNDICE

1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS. ...........................................................................13

1.1. INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................... 13

1.2. OBJETIVOS. ................................................................................................................ 14

2. MEMORIA. .........................................................................................................14

2.1. ESTUDIO DEL ESTADO DEL ARTE. ............................................................................... 14

2.2. DIAGRAMA DEL CICLO DE INYECCIÓN........................................................................ 16

2.3. DIAGRAMA TÉRMICO DEL PROCESO DE INYECCIÓN. ................................................. 20

2.4. PARÁMETROS A CONSIDERAR EN LA FABRICACIÓN POR MOLDEO DE INYECCIÓN. . 22

2.4.1. Ángulo de desmoldeo.......................................................................................... 22

2.4.2. Contracción. ........................................................................................................ 23

2.4.3. Redondeos. .......................................................................................................... 23

2.4.4. Tensiones internas. ............................................................................................. 23

2.4.5. Rechupes. ............................................................................................................ 23

2.4.6. Líneas de soldadura ............................................................................................ 24

2.5. LOS PLÁSTICOS. ......................................................................................................... 24

2.5.1 Termoplásticos. .................................................................................................... 25

2.5.2. Termoestables. .................................................................................................... 25

2.5.3. Codificación de los plásticos. .............................................................................. 25

3. DESCRIPCIÓN DE LA PIEZA A FABRICAR. ..............................................................26

4. MATERIAL EMPLEADO EN LA FABRICACIÓN DE LA PIEZA. ....................................27

5. COMPOSICIÓN DE UNA MÁQUINA INYECTORA. ..................................................29

5.1. UNIDAD DE CIERRE. ................................................................................................... 30

5.1.1. Fuerza de cierre. .................................................................................................. 31

5.2. UNIDAD DE INYECCIÓN. ............................................................................................. 32

5.2.1. Husillos. ............................................................................................................... 32

5.2.2. Boquilla. .............................................................................................................. 33

5.2.3. Puntera del husillo o válvula anti-retorno. ......................................................... 34


4

5.2.4. Cilindro o barril.................................................................................................... 35

5.2.5. Tolva. ................................................................................................................... 35

5.2.6. Platos portamoldes. ........................................................................................... 36

5.2.7. Bancada. ............................................................................................................. 37

5.2.8. Motor. ................................................................................................................. 37

5.2.9. Presión de inyección. ........................................................................................... 37

5.3. UNIDAD DE CONTROL. ............................................................................................... 37

5.3.1. Temporizadores. ................................................................................................. 38

5.3.2. Sensor de temperatura. ...................................................................................... 38

5.3.3. Tiempo de enfriamiento. ..................................................................................... 38

6. SIMULACIÓN PREVIA DEL PROCESO DE INYECCIÓN. ............................................40

6.1.1. Material empleado en la inyección. .................................................................... 40

6.1.2. Ubicación del punto de inyección. ...................................................................... 40

6.2. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN INICIAL. ................................................................ 42

7. SELECCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA. ...........................................................43

7.1. PÁRAMETROS PARA LA SELECCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA. ........................... 44

7.1.1. Fuerza de cierre. ................................................................................................. 45

7.1.2. Gramaje de inyección. ........................................................................................ 45

7.1.3. Presión de inyección. .......................................................................................... 46

7.1.4. Velocidad de inyección. ...................................................................................... 46

7.1.5. Distancia entre barras. ....................................................................................... 47

7.1.6. Carrera de apertura. ........................................................................................... 47

8. INTRODUCCIÓN A LOS MOLDES. .........................................................................47

8.1. CLASIFICACIÓN DE MOLDES DE INYECCIÓN. .............................................................. 49

8.2. SISTEMA DE LLENADO DE LA CAVIDAD. ..................................................................... 50

8.3. MOLDES DE COLADA FRÍA. ......................................................................................... 51

8.4. MOLDES DE CANAL CALIENTE. ................................................................................... 56

8.5. CONTROL DE TEMPERATURA EN LOS MOLDES DE INYECCIÓN. ................................. 57

8.6. TIPOS DE EXPULSORES. .............................................................................................. 58

8.7. NORMALIZADOS DE ELEMENTOS EN EL MOLDE. ....................................................... 59


5

9. MATERIALES EMPLEADOS PARA LA FABRICACIÓN DE MOLDES. ..........................60

9.1. PROPIEDADES A TENER EN CUENTA EN LA ELECCIÓN DEL MATERIAL. ..................... 61

9.2. ACEROS. ..................................................................................................................... 62

9.2.1. Aceros de cementación. ...................................................................................... 63

9.2.2. Aceros para bonificación. .................................................................................... 63

9.2.3. Aceros para temple integral. .............................................................................. 64

9.2.4. Aceros resistentes a la corrosión. ....................................................................... 65

10. MATERIALES SELECCIONADOS PARA EL MOLDE. .................................................66

11. DISEÑO DEL MOLDE...........................................................................................67

11.1. PORTAMOLDES. ....................................................................................................... 70

11.2. SISTEMAS DE CANAL CALIENTE. .............................................................................. 87

11.2.1. Selección de la boquilla. .................................................................................... 88

11.2.1.1. Datos para la selección. .............................................................................. 88

11.2.1.2. Modelos de boquilla del proveedor MHS. ................................................. 88

11.2.1.3. Selección de la boquilla caliente. ............................................................... 89

11.2.1.4. Selección de la puntera de la boquilla........................................................ 91

12. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS. ................................................................................93

12.1. CÁLCULOS REALIZADOS. .......................................................................................... 94

12.1.1. Masa a inyectar. .............................................................................................. 94

12.1.2. Gramaje de inyección de PP en la máquina. .................................................... 95

12.1.3. Presión de inyección. ........................................................................................ 96

12.1.4. Fuerza de cierre. ............................................................................................... 97

12.1.5. Tiempo de enfriamiento. .................................................................................. 99

12.1.6. Tiempo total del ciclo de inyección. ............................................................... 100

12.1.7. Calor a disipar. ............................................................................................... 100

12.1.8. Disposición de los canales de refrigeración. .................................................. 102

12.1.9. Comprobación resistencia de los pernos guías. ............................................. 103

13. ELECCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA. ........................................................... 104

13.1. DATOS DE LA MÁQUINA INYECTORA. ................................................................... 105


6

13.1.1. Unidad de cierre. ............................................................................................. 105

13.1.2. Unidad de inyección. ....................................................................................... 106

14. SIMULACIÓN DE LA INYECCIÓN DE LA PIEZA. .................................................... 107

14.1. TIEMPO DE INYECCIÓN. ........................................................................................ 107

14.2. CONFIANZA DE LLENADO. ..................................................................................... 108

14.3. LÍNEAS DE SOLDADURA. ........................................................................................ 109

14.4. ATRAPAMIENTO DE AIRE. ..................................................................................... 110

15. CONCLUSIONES. ............................................................................................... 111

16. ANEXOS. .......................................................................................................... 112

16.1. LISTA DE COMPONENTES EMPLEADOS. ................................................................ 112

16.2. PRESUPUESTO DE LOS MATERIALES EMPLEADOS. ............................................... 113

17. REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS ......................................................................... 115

18. PLANOS…………………………………...........................................................................119


7

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Primera máquina de inyección de plástico…………………………………………15

Figura 2: Ciclo de inyección…………………………………………………………………….16

Figura 3: Inicio de inyección………………………………………………………………….....17

Figura 4: Inyección del material……………………………………………………………...…17

Figura 5: Presión de mantenimiento…………………………………………………………...18

Figura 6: Plastificación del material…………………………………………………………….18

Figura 7: Extracción de la pieza………………………………………………………………..19

Figura 8: Ciclo de inyección frente potencia requerida………………………………………19

Figura 9: Gráfico PVT del proceso de inyección……………………………………………...20

Figura 10: Codificación de los plásticos……………………………………………………….26

Figura 11: Bandeja plástica para transporte de alimentos…………………………………..27

Figura 12: Visión general de una máquina inyectora………………………………………...29

Figura 13: Unidad de cierre hidráulica ………………………………………………………...30

Figura 14: Unidad de cierre hidromecánica…………………………………………………...31

Figura 15: Unidad de inyección de máquina inyectora………………………………………32

Figura 16: Diferentes zonas del husillo………………………………………………………..33

Figura 17: Diferentes tipos de boquillas……………………………………………………….34

Figura 18: Operación de válvula anti-retorno…………………………………………………35

Figura 19: Tolva de alimentación………………………………………………………………36

Figura 20: Punto de inyección en la pieza plástica…………………………………………..41

Figura 21: Punto de inyección lateral de la pieza…………………………………………….42

Figura 22: Esquema de proceso de fabricación del molde………………………………….48

Figura 23: Colada cónica………………………………………………………………………..51

Figura 24: Entrada capilar……………………………………………………………………….52

Figura 25: Colada de paraguas………………………………………………………………...52

Figura 26: Colada de disco……………………………………………………………………..53


8

Figura 27: Entrada laminar……………………………………………………………………..53

Figura 28: Entrada submarina………………………………………………………………….54

Figura 29: Entrada en estrella y en anillo……………………………………………………...55

Figura 30: Longitud de colada desigual o constante…………………………………………55

Figura 31: Parte de inyección del molde……………………………………………………....68

Figura 32: Parte de expulsión del molde………………………………………………………69

Figura 33: Portamolde DME…………………………………………………………………….70

Figura 34: Placa fijación inyección……………………………………………………………..71

Figura 35: Placa porta-cavidad lado inyección…………………………………………….....72

Figura 36: Placa porta-cavidad lado expulsión……………………………………………….73

Figura 37: Regles………………………………………………………………………………..74

Figura 38: Placa de expulsión………………………………………………………………….75

Figura 39: Placa tope de expulsión…………………………………………………………….76

Figura 40: Placa de soporte…………………………………………………………………….77

Figura 41: Placa de fijación lado expulsión……………………………………………………78

Figura 42: Anillo centrador………………………………………………………………………78

Figura 43: Expulsores cilíndricos.....…………………………………………………………...79

Figura 44: Casquillo guía……………………………………………………………………….80

Figura 45: Barra de retroceso………………………………………………………………….81

Figura 46: Perno guía……………………………………………………………………………82

Figura 47: Separadores…………………………………………………………………………83

Figura 48: Tornillo M16x45……………………………………………………………………..83

Figura 49: Tornillo M10x50……………………………………………………………………...84

Figura 50: Tornillo M16x160…………………………………………………………………….85

Figura 51: Conjunto de bloqueo del molde……………………………………………………86

Figura 52: Conector rápido……………………………………………………………………...86

Figura 53: Junta tórica…………………………………………………………………………..87


9

Figura 54: Modelos de boquillas MHS………………………………………………………...89

Figura 55: Esquema de selección de la boquilla……………………………………………..90

Figura 56: Selección de puntera de la boquilla……………………………………………….91

Figura 57: Puntera de la boquilla seleccionada………………………………………………92

Figura 58: Boquilla seleccionada MHS………………………………………………………...92

Figura 59: Gráfica de la presión en la cavidad del molde………………………………….97

Figura 60: Gráfica de entalpía de los plásticos semicristalinos……………………………101

Figura 61: Disposición de los canales de refrigeración…………………………………….103

Figura 62: Máquina inyectora Engel Duo 500……………………………………………….104

Figura 63: Simulación del tiempo de inyección……………………………………………...107

Figura 64: Simulación del tiempo de llenado………………………………………………..108

Figura 65: Simulación de las líneas de soldadura…………………………………………..109

Figura 66: Simulación de atrapamiento de aire……………………………………………..110


10

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Propiedades del PP Moplen HP548R……………………………………………….28

Tabla 2: Simulación inicial del proceso de inyección………………………………………...43

Tabla 3: Elementos canal caliente………….……………………………………………….…56

Tabla 4: Elementos normalizados del molde.…………………………………………………60

Tabla 5: Aceros de cementación...……………………………………………………………..63

Tabla 6: Aceros de bonificación….…………………………………………………………….64

Tabla 7: Aceros de temple integral…………………………………………………………….64

Tabla 8: Aceros resistentes a la corrosión…………………………………………………….65

Tabla 9: Especificaciones de la unidad de cierre de la máquina inyectora…...………….105

Tabla 10: Especificaciones de la unidad de inyección de la máquina inyectora………...106

Tabla 11: Lista de componentes empleados………………………………………………...112

Tabla12: Presupuesto de materiaes………………………………………………………….113


11

RESUMEN El presente trabajo de fin de grado consiste en un estudio técnico, en el cuál se lleva a

cabo el diseño de un molde de inyección de plástico.

Antes de comenzar con el diseño del molde, se realizará una explicación del proceso de

inyección y de los diferentes polímeros que se emplean para este método de fabricación,

para dar paso a la elección del material que cumpla con las exigencias requeridas de la

pieza. Posteriormente, se explicará las diferentes partes que componen una máquina de

inyección así como su funcionamiento, además de los parámetros más relevantes para

su posterior selección.

Es importante tener un buen conocimiento sobre los moldes antes de comenzar con el

diseño, para ello, hay una introducción donde se explica los diferentes elementos y partes

del mismo, además de los materiales que se emplean para las diferentes partes.

Para el diseño se ha empleado una herramienta como es el software Autodesk Inventor,

el cuál contiene un módulo dedicado a los moldes de inyección. Una vez finalizado el

diseño del molde, se explicarán las diferentes piezas que componen el molde, definiendo

su ubicación en el molde y el material que se ha empleado para cada una de ellas,

además se realizarán los cálculos correspondientes para establecer una inyección

correcta.

Finalmente, se ha realizado una simulación de la inyección de la pieza, donde se han

obtenido diferentes parámetros, con los cuáles podemos comprobar si la inyección

realizada es correcta.


12

ABSTRACT

The present end of degree project consists of a technical study, in the destination a

design of a plastic injection mold is a carried out.

Before starting with the design of the mold, an explanation of the injection process and the

different polymers used for this manufacturing method will be made, to give way to the

choice of material that meets the required requirements of the piece. Subsequently, the

different parts that make up an injection machine as well as its operation will be explained,

in addition to the most relevant parameters for subsequent selection.

It is important to have a good knowledge about the molds before starting the design, for

this, there is an introduction where the different elements and parts of it are explained, in

addition to the materials that are used for the different parts.

For the design, a tool such as Autodesk Inventor software has been used, which contains

a module dedicated to injection molds. Once the mold design is finished, the different

parts that make up the mold will be explained, defining its location in the mold and the

material that has been used for each of them, in addition the corresponding calculations

will be made to establish a correct injection.

Finally, a simulation of the injection of the piece has been made, where different

parameters have been obtained, with which we can check if the injection made is correct.


13

1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS.

1.1. INTRODUCCIÓN.

El plástico ha desempeñado un papel esencial en el día a día de los seres

humanos, desde que se inventó por el siglo XIX ha tenido una continua investigación y

desarrollo convirtiéndose en un material polivalente con diferentes aplicaciones.

En nuestro alrededor podemos observar una infinidad de elementos que están

elaborados a partir del plástico, estos elementos son elaborados con diferentes colores,

formas y texturas por eso lo hace un material tan versátil.

La inyección de plásticos ha tenido un gran crecimiento a lo largo de los últimos

años, produciéndose unos avances muy importantes con lo que respecta a la calidad de

muchos productos y a la eficiencia de la producción, esto es debido a la continua

investigación, además de los diversos soportes informáticos de simulación de inyección

de plástico en moldes evitando el tradicional prueba-fallo que tanto elevaba los costes de

producción y tiempo.

Con las distintas simulaciones podemos prever el comportamiento que va a tener

el plástico desde el comienzo de la inyección hasta que el material llega al punto más

alejado del molde, comprobando y modificando parámetros del proceso hasta conseguir

las condiciones más óptimas.

Otro factor importante es la cantidad de beneficios técnicos y económicos que se

obtienen al elegir este proceso respecto a otros.

Este proceso le confiere a las piezas fabricadas una serie de cualidades muy

importantes, como son:

Buen comportamiento mecánico

Reducido peso

Resistencia al desgaste

Aislamiento eléctrico

Elevada precisión dimensional


14

Buena estabilidad química frente medios agresivos

Debido a esto, los procesos de fabricación de plástico han ido desbancando a

procesos más tradicionales cómo los procesos de piezas metálicas, ya que este tipo de

procesos dificulta la obtención de piezas más complejas además de su elevado coste.

1.2. OBJETIVOS.

El objetivo del presente trabajo es el llevar a cabo la elaboración de un diseño de

un molde para la inyección de una pieza plástica de avión, en concreto es una bandeja

empleada para llevar los alimentos individualmente al pasajero, para ello, se ha

empleando una herramienta de diseño como es el software “Autodesk Inventor”. En el

presente documento se abordará conocimientos y principios básicos sobre los moldes

aplicados a la inyección del plástico, tomando criterios para la elección desde los

materiales empleados en el mismo hasta las diferentes partes empleadas. Además se

realizará un diseño de la pieza plástica que se va a emplear para su posterior análisis

reólogico del proceso de llenado de la cavidad del molde donde podremos verificar

parámetros como son la calidad de llenado, confianza de llenado, tiempo de llenado,

además de los distintos cálculos y parámetros que se han de seguir a la hora de diseñar

un molde. Para todo esto, emplearemos la herramienta de Moldflow que nos facilita el

software Autodesk Inventor.

2. MEMORIA.

2.1. ESTUDIO DEL ESTADO DEL ARTE.

La globalización implica que los sectores productivos cambien completamente sus

estrategias de trabajo centrando sus esfuerzos en mejorar su calidad, productividad y

plazos de entrega, con el objetivo de lograr competitividad tanto nacional como

internacionalmente.

La fabricación mediante la inyección de plásticos es un proceso que ha ido en

continuo crecimiento en la industria, esto se debe a los beneficios técnicos y económicos

que se obtienen respecto a otros procesos de transformación de materiales.


15

El diseño de las actuales máquinas de inyección ha sido influenciado por la

demanda de productos, atendiendo que cada uno de ellos tiene una forma geométrica, se

puede emplear diferentes polímeros y colores.

El diseño de las máquinas han estado en continuo desarrollo para que las piezas

que se fabrican tengan un menor costo de producción, para ello, es necesario que la

inyección sea lo más rápida posible sin afectar a la calidad, unas bajas temperaturas

siempre trabajando en las temperaturas óptimas del material para que no pierdan sus

propiedades; todo esto se traduce en ciclo de moldeo corto y preciso.

Las máquinas de inyección de plásticos que actualmente existen, descienden

de las máquinas de fundición a presión para metales. Las primeras máquinas datan de

1920 y se construyeron en Alemania para la fabricación de piezas de materiales

termoplásticos, el proceso empleado para ello era la inyección de plástico estás

máquinas eran de accionamiento totalmente manuales. Más adelante en el mismo país,

se desarrollo una máquina inyectora con accionamiento hidráulico no tuvo mucho éxito,

ya que requería presiones elevadas.

Este proceso tuvo su apogeo cuando descubrieron el poliestireno y acrílico, esto

fue entre el 1930 y 1940, este descubrimiento permitió la fabricación rápida y económica

de piezas. Fue a la finalización de la segunda guerra mundial cuando realmente alcanzó

su desarrollo, en esta época consistían en equipos más sencillos, no eran necesarios

complejos y costosos sistemas hidráulicos. Al principio la calidad del material era

deficiente, en los siguientes se estuvo investigación para desarrollar soluciones para la

mejora hasta que en los años 50 se empezó a producir en serie.

Figura 1. Primera máquina de inyección de plástico.

Fuente: https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-i.html

https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-i.html


16

A partir de este momento, este tipo de fabricación sufrió un enorme desarrollo

dentro de la industria del moldeo, junto al desarrollo también de nuevos materiales se ha

creado la posibilidad de lanzar nuevos productos de plástico al mercado.

Con la evolución tanto de las máquinas como de los materiales, se ha conseguido un

desarrollo en la fabricación permitiendo la obtención de piezas de gran calidad, con lo

cual no es necesario tanto trabajo posterior al moldeo pudiendo utilizar las piezas

directamente. Esto con lleva una rapidez en la producción que se traduce en menor

precio de la pieza.

2.2. DIAGRAMA DEL CICLO DE INYECCIÓN.

El ciclo de inyección está compuesto principalmente por 6 etapas:

Figura 2. Ciclo de inyección.

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyecci%C3%B3n

1. En el primer paso del ciclo, se procede al cierre del molde vacío, con el material

plástico preparado para ser inyectado después. El cierre del molde debe

realizarse inicialmente a una velocidad elevada y baja presión, a continuación se

disminuye la velocidad y la presión se mantiene constante hasta las partes del

molde hagan contacto. Por último se ejerce una presión superior hasta lograr la

fuerza requerida.

https://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyecci%C3%B3n


17

Figura 3. Inicio de la inyección.

Fuente:https://www.edu.xunta.gal/centros/cfrvigo/aulavirtual2/pluginfile.php/7262/mod_resource/content/0/02_

inyeccion.pdf

2. En esta etapa, el husillo es el encargado de inyectar el material, este actúa como

si tratase de un pistón. Una vez que se abre la válvula, el material pasa a través

de la boquilla hasta los distintos puntos de la cavidad del molde.

Figura 4. Inyección del material.


inyeccion.pdf

3. Una vez que se realiza la inyección del material se sigue manteniendo una

presión del material antes de que este solidifique, ya que durante el enfriamiento

hay una contracción del material, con lo cual hay que contrarrestar. Esta presión

se mantiene hasta que el material se solidifica.

https://www.edu.xunta.gal/centros/cfrvigo/aulavirtual2/pluginfile.php/7262/mod_resource/content/0/02_inyeccion.pdf







18

Figura 5. Presión de mantenimiento.


inyeccion.pdf

4. En esta etapa la presión ejercida desaparece, la válvula se cierra y el husillo

comienza a girar desplazando el material fundido hacia la parte delantera del

husillo ejerciendo presión contra la boquilla, seguidamente se retrocede el husillo

hasta acumular el material necesario para la siguiente inyección.

Figura 6. Plastificación del material.


inyeccion.pdf

5. El material que está en el interior del molde continúa enfriándose gracias a los

canales de refrigeración los cuáles disipan el calor, la duración de esta etapa es la

más cara ya que interrumpe el proceso continuo. Una vez que se ha enfriado la

pieza se abre la parte móvil del molde y se extrae la pieza.







19

Figura 7. Extracción de la pieza.


inyeccion.pdf

6. El molde se cierra y comienza de nuevo un ciclo de inyección.

A continuación se muestra otro gráfico donde se refleja la potencia requerida

frente la duración de cada etapa, se puede observar que en el inicio del ciclo de inyección

se procede al cierre del molde donde es requerida mucha potencia, solo la necesaria

para vencer la oposición para el desplazamiento de la placa móvil. En la etapa que se

requiere una mayor demanda de potencia es en la etapa de la inyección pero en un

período muy corto de tiempo. En las demás etapas como son el acercamiento de la

unidad de inyección y la apertura del molde no se exige tanta potencia para la realización

de la operación.

Figura 8. Ciclo de inyección frente potencia requerida.

Fuente: https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-i.html






20

2.3. DIAGRAMA TÉRMICO DEL PROCESO DE INYECCIÓN.

A lo largo del proceso de inyección, el polímero sufre una serie de

transformaciones termodinámicas variando su presión, temperatura y volumen durante el

ciclo. Esto se puede reflejar mediante gráfico PVT, cada gráfico será diferente

dependiendo de las características del material.

Hay 5 puntos que son esenciales en la transformación, como puede observarse a

continuación:

Figura 9. Gráfico PVT del proceso de inyección.

Fuente: http://iq.ua.es/TPO/Tema5.pdf

FASE 1-2

Es la fase de inicio, toda esta fase transcurrirá dentro de la máquina inyectora

desde la zona de alimentación hasta el punto de inyección, entre esas dos zonas se

producirá una cambio de temperatura, que va desde la temperatura ambiente hasta la

http://iq.ua.es/TPO/Tema5.pdf


21

temperatura de inyección donde se produce la plastificación del material. Podríamos decir

que todo este proceso es isóbaro, puesto que no hay variación importante de presión,

hay un cambio de presión pero es mínima, esto es necesario para obtener una mezcla

homogénea. Durante el trayecto el material va aumentado su temperatura, con lo cual

aumentará su volumen específico y disminuirá la viscosidad, llegando al punto de

inyección en condiciones óptimas para su inyección.

FASE 2-3

En esta fase se va produciendo el llenado del molde, lo idóneo es que se

suministre el material a una velocidad elevada para que este pueda llegar a los puntos

más alejados de la pieza, por el contrario tuviese una velocidad baja aumentaría su

viscosidad al enfriarse durante el trayecto del molde, en estos casos es donde aparece

las llamadas zonas frías. Para obtener esta velocidad alta es necesario un elevado

caudal, pero esto con lleva elevada caída de presión desde la boquilla al punto más

alejado del molde.

Como podemos observar en el diagrama, se puede decir que este proceso es

isotermo aunque siempre se produce una mínima variación de temperatura. En el caso

que se inyectará demasiado rápido el material, se produciría un aumento de temperatura

debido al rozamiento esto se reflejaría en el diagrama PVT desplazando el punto 3 hacía

la derecha, por el contrario, si la velocidad de la inyección es baja se producirá una

disminución de la temperatura desplazando el punto 3 del diagrama hacia la izquierda.

Lo idóneo es que durante toda la fase la temperatura se mantenga constante, y sea un

proceso isotermo.

FASE 3-4

Es la fase donde después de haberse inyectado el material y presurizado, es

necesario prolongar la inyección ya que de lo contrario pueden ocurrir dos cosas, una es

que el material no retroceda hacia la cámara de inyección y se produzca el llamado

reflujo, y otra es que al ir enfriarse el material su volumen va a disminuir, con lo cual

tendremos que tener un excedente de material para contrarrestar las contracciones del

material.


22

Esta prolongación de presión será útil hasta que el material se solidifique, una

vez solidificado el material es innecesaria la aplicación de esta presión. Lo idóneo sería

que el material se vaya enfriando de una manera progresiva desde el punto más alejado

del molde hasta la boquilla, siendo esta la última zona que se solidifique, así se va

compensando progresivamente la contracción sufrida.

FASE 4-5

Es la fase final donde se produce el enfriamiento del material, pero hay que saber

que el enfriamiento se produciendo progresivamente desde se realiza la inyección y entra

en contacto con el molde, una vez que se extraída la pieza también continuará su

enfriamiento.

El punto cinco del diagrama representa cuando se realiza la extracción de las

piezas, en este punto se la presión es la atmosférica.

2.4. PARÁMETROS A CONSIDERAR EN LA FABRICACIÓN POR MOLDEO DE INYECCIÓN.

2.4.1. Ángulo de desmoldeo.

El ángulo de desmoldeo es un parámetro importante a tener en cuenta a la hora

del diseño de la pieza, ya que facilitará la extracción de la pieza. Cuando el molde es

llenado por completo de material plástico en estado fluido, y este comienza a solidificarse

se produce una contracción del material, dificultando la extracción de la pieza. Para evitar

este problema se le aplica un ángulo de desmoldeo, en nuestra pieza se le aplica un

ángulo de 1,5º.


23

2.4.2. Contracción.

A la hora del diseño de la pieza hay que tener en cuenta el material que se va a

emplear para su fabricación, ya que como se ha mencionado anteriormente los

materiales en su enfriamiento sufren una contracción. Esta contracción hay que tenerla

en cuenta, para ello sobredimensionamos las medidas originales, las medidas se

obtienen multiplicando las medidas originales por un factor de contracción. Para el

polipropileno tenemos una contracción de un 1.3 – 1.6 %.

2.4.3. Redondeos.

Es aconsejable evitar ángulos rectos y aristas vivas puesto que en esas zonas

se generan turbulencias, esto es ocasionado por el cambio brusco de dirección. Estas

turbulencias generarán tensiones que se traducen en deformaciones para la pieza.

2.4.4. Tensiones internas.

Se puede producir una serie de tensiones internas ocasionadas por grandes

espesores de la pieza, esto es debidas por la conductividad térmica ya que el exterior de

la pieza está en contacto con el aire, y por lo tanto, se enfría con más rapidez que en el

interior.

2.4.5. Rechupes.

Este defecto es producido debido al gradiente de temperaturas que hay entre el

exterior de la pieza y en el interior. En el exterior de la pieza el enfriamiento en más

rápido que el en interior, esto ocasiona los rechupes que normalmente no son visibles.

Este defecto se puede remediar reduciendo el espesor de la pieza o la velocidad de

enfriamiento.


24

2.4.6. Líneas de soldadura

Este defecto es provocado cuando se encuentran dos flujos de material en el

llenado del molde, esto ocasiona las llamadas líneas de soldadura que provoca debilidad

a la pieza donde se crean. El defecto suele aparecer alrededor de los agujeros.

2.5. LOS PLÁSTICOS.

Los plásticos son sustancias químicas que se tratan mediante síntesis, son

conocidos como polímeros, estos tienen una estructura macromolecular además se

puede moldear mediante calor o presión. La sustancia que predomina en los polímeros

es el carbono, estos consisten en la agrupación de monómeros unidos este proceso

químico es llamado polimerización.

Cuando se habla de la palabra plástico quiere referirse al estado que puede

alcanzar el material, esto ocurre cuando el material se encuentra fluido o una viscosidad

leve que no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos. Este estado se

consigue aplicando un calentamiento al material transformando el material en estado

sólido al estado plástico, con la condiciones de material plástico puedes ser manipulado

para diferentes procesos productivos.

Generalmente entre los distintos tipos de plásticos tienen una serie de

características y propiedades que cumplen todos ellos, como son:

Muy buenos aislantes eléctricos.

Resistentes contra la corrosión.

Facilidad para ser moldeados y trabajar con ellos.

Muchos de ellos son impermeables.

Baja densidad.

Bajo coste de producción.

Aceptable comportamiento como aislante acústico.

Los plásticos según su comportamiento frente al calor se clasifican en dos tipos, que

son:


25

2.5.1 Termoplásticos.

Cuando a un plástico se le denomina como termoplástico, hace referencia a un

plástico que cuando se le aplica una cierta temperatura se convierte en líquido y cuando

se enfría lo suficiente se endurece en un estado vítreo.

Los materiales termoplásticos poseen un alto peso molecular, contienen

cadenas que están asociadas por débiles fuerzas de Van der Waals como es el caso del

polietileno, tiene fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno.

Los principales termoplásticos empleados para la fabricación de piezas son: el

polietileno (PE), el polipropileno (PP), el poliestireno (PS), el polimetilmetacrilato (PMMA),

el policloruro de vinilo (PVC), el politereftalato de etileno (PET), el teflón que es

politetrafluoretileno (PTFE) y el nylon que es un tipo de poliamida.

La principal diferencia entre los polímeros termoplásticos y los termoestables, es

que los primeros una vez que se han calentado y moldeado, se pueden volver a

recalentar y formar otros objetos, en el caso de los termoestables esto no es posible.

2.5.2. Termoestables.

Este tipo de polímeros son aquellos que una vez que han completado el proceso

“Calentamiento- fusión” y “Formación – solidificación”, si se les vuelve aplicar calor no

vuelven a fundirse, esto es debido a que sus moléculas se enlazan permanentemente.

La apariencia que tiene este tipo de polímero antes de la finalización del proceso

de “fraguado”, son de tipo pastoso o sólidos cuando se le aplica una cierta presión y

temperatura se le puede dar la forma deseada.

2.5.3. Codificación de los plásticos.

Al existir tanta variedad de plásticos y con el fin de clasificarlos para su posterior

reciclaje, se emplea un sistema de codificación. Los productos llevan un símbolo que

consiste en marcado internacional del reciclado con el código correspondiente en medio

según el material específico.


26

Como hemos comentado el objetivo del código es la correcta identificación del

polímero de la que está hecha la pieza para su posterior reciclaje. A continuación se

muestra los diferentes códigos con sus correspondientes materiales y su nomenclatura

asociada.

Figura 10. Codificación de los plásticos.

Fuente: https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/03/codigos-de-los-plasticos.html

3. DESCRIPCIÓN DE LA PIEZA A FABRICAR.

El objetivo del trabajo es la realización de un molde para bandejas de avión destinadas al

transporte de diferentes alimentos para los pasajeros durante el vuelo. La pieza no

precisará de altas propiedades mecánicas, ya que su principal función es la transportar

los alimentos. Por otra parte, las propiedades químicas del material con el que se va a

fabricar son aptas para el contacto con los alimentos.

Las dimensiones de la pieza son, 400 mm de largo, 280 mm de ancho y un espesor de

2.5 mm que no es constante en toda la superficie, hay zonas donde el espesor se reduce

a 1.25 mm.

A continuación, se puede observar el diseño de la pieza en 3D:

https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/03/codigos-de-los-plasticos.html


27

Figura 11. Bandeja plástica para transporte de alimentos.

Fuente: propia (Inventor).

4. MATERIAL EMPLEADO EN LA FABRICACIÓN DE LA

PIEZA.

El tema de los polímeros es de gran extensión, por tanto a la hora de la elección del

material debe de realizarse de forma exhaustiva. Una forma de poder seleccionar el

material que más se corresponda a nuestra necesidad, es clasificándolo dependiendo de

una serie de características como son: resistencia mecánica, fragilidad, resistencia a la

temperatura, fluidez del material, composición química, dureza, etc.

Teniendo en cuenta esta serie de características el número de polímeros se reduce

considerablemente, ya que la pieza que se va a fabricar nos determina que tiene las

paredes delgadas, con lo cual es necesario que el material que se vaya emplear tenga


28

una excelente fluidez para que pueda llegar a todos los puntos del molde sin ningún

problema. Por otra parte, su uso va destinado al transporte de comida aunque no este en

contacto directo con ella, es necesario que se utilicen materiales que no desprendan

sustancias químicas para evitar riesgos.

Hay una serie de materiales que son recomendables para la fabricación de piezas que

en un futuro pueden estar en contacto con alimentos, principalmente los más comunes

son el polietileno tereftalato (PET), polipropileno (PP) y poliestireno (PS).

En nuestro caso el material por el que se ha optado es Polipropileno homopolímero, ya

que tiene unas buenas características tales como:

Alta relación resistencia/peso

Buena resistencia química y soldabilidad, ofreciendo piezas resistentes

Cumple con las pautas de manejo de alimentos

Buena resistencia a los ácidos y bases a temperaturas por debajo de los

80ºC

Posee buenas propiedades dieléctricas

Dentro de los fabricantes de este tipo de polímeros se ha elegido el fabricante

“LyondellBasell”. Este fabricante ofrece una gran gama de homopolímeros, del cual se ha

elegido el Moplen HP548R, nos hemos decantado por este grado puesto que es ideal

para la inyección ya que se caracteriza por tener un alta fluidez, una rigidez media

combinada con una nucleación y aditivación estática, además es comúnmente utilizado

para artículos del hogar y alimentarios.

A continuación se muestran algunas propiedades del material:

PROPIEDADES MOPLEN HP 548R UNIDADES VALOR NOMINAL

Físicas

Índice de fluidez a 280ºC g/10 min 23

Densidad g/cm3

0.9

Mecánicas

Módulo de Young Mpa 1650

Tensión de rotura Mpa 35

Impacto

Resistencia al ensayo Charpy KJ/m2

2.5


29

Térmicas

Temperatura de reblandecimiento Vicat ºC 154

Temperatura de deflexión ºC 94

Tabla 1: Propiedades del PP Moplen HP 548R

Fuente: propia

5. COMPOSICIÓN DE UNA MÁQUINA INYECTORA.

Según la norma DIN 24450, las máquinas de inyección son generalmente máquinas

universales, siendo su tarea principal consiste en la fabricación discontinua (cíclica y

repetitiva) de piezas a partir de masas de moldeo de elevado peso molecular, con la

ayuda de presiones elevadas.

Como se ha mencionado anteriormente, la fabricación de piezas plásticas por el

método de inyección por moldeo es de los más utilizados en la actualidad, trata

básicamente en fundir la materia prima que en este caso es el polímero. Posteriormente

se introducirá en el molde para realizar el llenado por completo, donde se irá solidificando

progresivamente hasta que después de un determinado tiempo la pieza se enfríe y esté

lista para su extracción. Todo este proceso es posible gracias a la máquina inyectora,

esta se puede dividir en tres partes, las cuáles son: Unidad de cierre, unidad de inyección

y unidad de control.

Figura 12. Visión general de una máquina inyectora.

Fuente: https://fadiplast.com/inyeccion-de-plastico/

https://fadiplast.com/inyeccion-de-plastico/


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5.1. UNIDAD DE CIERRE.

El objetivo principal de la unidad de cierre es la de mantener el molde cerrado,

puesto que mientras se realiza la inyección del polímero fundido este ejerce una fuerza

que intenta abrir el molde, para que esto no ocurra la unidad de cierre es la encargada

de contrarrestar la fuerza producida por el polímero.

Es fundamental que la fuerza sea lo suficientemente grande para que no se escape

el material por la unión del molde, ya que aparecerían defectos en las piezas tales como

rebabas.

La unidad de cierre puede ser hidráulicas o mecánicas (hidromecánicas), como se

muestran a continuación:

Figura 13. Unidad de cierre hidráulica.

Fuente: https://es.slideshare.net/LeonardoABonilla/procesos-de-fabricacin-inyeccin-de-plstico

https://es.slideshare.net/LeonardoABonilla/procesos-de-fabricacin-inyeccin-de-plstico


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Figura 14. Unidad de cierre hidromecánica.

Fuente: https://es.slideshare.net/LeonardoABonilla/procesos-de-fabricacin-inyeccin-de-plstico

5.1.1. Fuerza de cierre.

Para calcular la fuerza de cierre necesaria para que la máquina realice el

proceso de inyección correctamente, se debe tomar el área proyectada de la pieza sobre

un plano paralelo a la superficie, por la presión de inyección que hay en la cavidad de

moldeo.

Si la fuerza de cierre empleada no es la correcta el molde intentará abrirse y se

escapará el material.

La fórmula de la fuerza de cierre es la siguiente:

(1)

𝐹𝑐 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑒𝑟𝑟𝑒 (𝐾𝑁)

𝐴𝑝 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 (𝑐𝑚2)

𝑃𝑚 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑

https://es.slideshare.net/LeonardoABonilla/procesos-de-fabricacin-inyeccin-de-plstico


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5.2. UNIDAD DE INYECCIÓN. El objetivo de este parte de la máquina es la de fundir, mezclar e inyectar el

polímero fundido hacia las diferentes partes del molde. Esto se logra gracias a los

diferentes husillos, que dependiendo sus características servirán para un determinado

polímero.

Figura 15. Unidad de inyección de máquina inyectora.

Fuente: http://ppi.com.mx/Servicios/que-es-la-inyeccion-de-plasticos.html

5.2.1. Husillos.

Es una pieza fundamental para la máquina inyectora, ya que realiza acciones

muy importantes en el proceso, como por ejemplo, mientras el material se funde el husillo

es el encargado de trasladar el material, y por otro lado ejerce la suficiente presión sobre

la materia prima para que esta sea inyectada en el molde.

El tornillo está situado en el interior del barril, está fabricado con una alta

resistencia y dureza, además su superficie está pulida y cromada para facilitar el

movimiento del material que proviene de la tolva.

La ventaja más importante es su acción mezcladora, con ello obtenemos un

fundido homogéneo en composición y temperatura.

El husillo se puede dividir en tres zonas:

http://ppi.com.mx/Servicios/que-es-la-inyeccion-de-plasticos.html


33

Zona de Alimentación: se sitúa en la zona más próxima a la tolva, es por donde

los gránulos de material alimentarán a la unidad de inyección. En esta zona, es

donde el husillo es de menor diámetro.

Zona de compresión: en esta zona se disminuye el volumen para provocar una

compresión de forma progresiva del material. La compresión aumenta la

temperatura del polímero y ayuda a desplazar el aire a la zona de alimentación.

Zona de dosificación. Es el lugar más cercano a la puntera del husillo, en esta

zona llega el material fundido preparado para ser inyectado. Es la zona del husillo

con mayor diámetro.

Figura 16. Diferentes zonas del husillo.

Fuente: https://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/159596-El-mecanismo-del-husillo.html

5.2.2. Boquilla.

La boquilla se encuentra localizada en el extremo del cilindro de plastificación,

por esta sale el material fundido donde lo inyectaremos por el bebedero del molde. Las

principales funciones son que la temperatura del polímero sea constante, además de que

la pérdida de presión en la inyección sea la menor posible, en esto influirá

significativamente el diseño de la boquilla.

https://www.interempresas.net/Plastico/Articulos/159596-El-mecanismo-del-husillo.html


34

Básicamente hay tres tipos:

Boquilla de canales abiertos. Este tipo es el más común, ya que no hay ninguna

válvula mecánica entre el barril y el molde, con esto se consigue una boquilla más

corta además de no interrumpirse el flujo del polímero.

Boquilla con interrupción interna. Este tipo de boquillas contienen un resorte que

las mantiene cerradas, su apertura se consigue gracias a la presión de la

inyección.

Boquillas con interrupción externa. Estas son operadas mediante pistones

hidráulicos o neumáticos.

Figura 17. Diferentes tipos de boquillas

Fuente: http://www.pape.es/blog/tag/boquillas-intercambiablesfijas-y-acoplamientos/

5.2.3. Puntera del husillo o válvula anti-retorno.

Está es situada en el final del husillo y hace la función de una válvula anti-

retorno, evitando que regrese el material fundido al interior del cilindro durante el proceso

de inyección. Un tipo de puntera muy utilizada es la de casquillo, en la fase de

dosificación se desplaza el casquillo dejando fluir el material a la boquilla del cilindro, y

mientras es la fase de inyección el cilindro de la puntera se apoyará en el husillo evitando

que retroceda el material, de esta manera se realizará la presión suficiente para llevar a

cabo la inyección.

http://www.pape.es/blog/tag/boquillas-intercambiablesfijas-y-acoplamientos/


35

Figura 18. Operación de válvula anti-retorno.

Fuente: https://www.concortool.com/vaacutelvulas-y-accesorios.html

5.2.4. Cilindro o barril.

Es el encargado de recubrir al husillo, este debe ser de un material duro y

resistente, ya que su interior va a estar sometido a altas presiones además de la fricción

producida por el material. Para soportar se le hace un tratamiento con alguna aleación

como puede ser un nitrurado, está recubierto su exterior por resistencias eléctricas y sus

correspondientes termopares.

5.2.5. Tolva.

Es el elemento donde se depositará la materia prima, en este caso es un

polímero y su función es la de alimentar al husillo que está dentro del barril. El material es

introducido a la zona de alimentación del barril gracias a la gravedad. Hay múltiples

modelos de tolvas, van desde algunas que tienen diferentes apartados para poder añadir

distintos materiales y la misma tolva es la que realiza la mezcla hasta otras que tienen

https://www.concortool.com/vaacutelvulas-y-accesorios.html


36

sistemas de refrigeración para lograr que el material no se funda antes de llegar antes de

la zona de plastificación.

Figura 19. Tolva de alimentación.

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Tolva

5.2.6. Platos portamoldes.

La función de este elemento es la de soportar y sujetar el molde, en una lado se

sitúa el plato fijo que está a continuación de la boquilla de la cámara de inyección, donde

se introduce el material fundido para distribuir por las cavidades del molde. Por el otro

lado, se sitúa el plato móvil, su función es la de mover la parte móvil del molde

asegurando la correcta apertura y cierre del molde.

En realidad los platos portamoldes no se encargan de cerrar el molde, el

encargado de eso es el grupo de cierre.

https://es.wikipedia.org/wiki/Tolva


37

5.2.7. Bancada.

Es la estructura donde va acoplada la máquina, está debe ser resistente ya que

debe soportar el peso de la máquina además de una serie de esfuerzos y vibraciones.

5.2.8. Motor.

La función que desempeña esta parte de la máquina es la de girar el husillo

mediante una unidad reductora de engranajes. El motor puede ser hidráulico o eléctrico.

5.2.9. Presión de inyección.

La presión de inyección durante la fase de llenado debe ser la correcta para

poder conseguir la velocidad deseada, y así obtener el tiempo de inyección deseado.

Este parámetro va a depender de la geometría de la pieza y la fluidez que tenga

el material a su paso por las diferentes partes del molde.

5.3. UNIDAD DE CONTROL.

La unidad de control es la encargada realizar el proceso de una forma que “pre-

programada”, además podemos variar el proceso si fuese necesario. El sistema de

control está compuesto por una serie de sensores los cuáles captan mediciones de los

parámetros más importantes e informan al centro de control.

Un ejemplo de estas variables son: desplazamiento de las partes móviles de la máquina

inyectora, la temperatura, el tiempo y la presión.


38

5.3.1. Temporizadores.

Su función es la de controlar los tiempos que duran las operaciones, esto se

logra gracias al empleo de microprocesadores que son los controlan los temporizadores.

5.3.2. Sensor de temperatura.

Todos los sensores son de vital importancia, pero este sensor es fundamental ya

que es el que controla la temperatura del cilindro y el material durante el proceso de

inyección, hay una serie de sensores repartidos por distintas partes de la máquina y

molde que nos permite trabajar en las condiciones más óptimas para el molde y para el

polímero.

Dependiendo del polímero con el que vayamos a trabajar, se recomienda un

intervalo de temperaturas aconsejables para su correcto uso. A continuación, se

muestran los intervalos de diferentes polímeros.

ABS 50ºC - 80ºC

Acetatos 70ºC – 100ºC

Acrílicos 50ºC - 90ºC

Policarbonatos 80ºC-110ºC

Poliestireno 20ºC-50ºC

5.3.3. Tiempo de enfriamiento.

Es de gran importancia tener un cálculo lo más certero posible del tiempo de

enfriamiento en la inyección de plástico. La mayor parte del ciclo del moldeo es de

enfriamiento, estamos hablando entre 70-80% del tiempo, por ello es necesario


39

garantizarse que pueda desmoldarse la pieza en el mínimo tiempo posible sin provocarle

ninguna deformación a la misma.

Si durante el proceso de fabricación dejamos un menor tiempo del requerido

para el enfriamiento de la pieza, puede ocasionar imperfecciones en la pieza tales como

un aumento de la contracción del material o deformaciones a causa de que no está la

pieza suficientemente rígida.

Para piezas con espesores de pared delgados, se puede emplear la siguiente

ecuación para calcular el tiempo de enfriamiento de forma aproximada.

(2)

Donde:

𝑇𝐹 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑠𝑒𝑔)

𝑇𝑒𝑥𝑝 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑢𝑙𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 (º𝐶)

𝑒𝑚á𝑥 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎

∝𝑛= 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (𝑐𝑚2

º𝐶 )

𝑇𝑚𝑜𝑙𝑑 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (º𝐶)

𝑇𝑚𝑎𝑡 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (º𝐶)

Si observamos la ecuación anterior, cuanto mayor sea el espesor de la pieza

mayor será el tiempo de enfriamiento de la misma, ya que el espesor va al cuadrado. En

el caso de tener una temperatura baja del molde y una temperatura alta de expulsión de

la pieza reduce el tiempo de expulsión de la pieza.


40

6. SIMULACIÓN PREVIA DEL PROCESO DE INYECCIÓN.

Se va a realizar una simulación previa necesaria para posteriormente poder elegir la

máquina inyectora que más nos convenga, para la simulación se va a emplear un

Software de Autodesk Moldflow.

Realizada la simulación obtendremos unos valores, con los cuáles podremos elegir la

maquina inyectora más adecuada para nuestro proceso. Más adelante se hará una

simulación más detallada de la pieza.

6.1. PARÁMETROS PREVIOS A LA SIMULACIÓN. Para poder realizarse la simulación es necesario introducir varios parámetros en el

programa, de los cuáles son el material con el que se va a realizar la inyección y el otro la

ubicación del punto de inyección.

6.1.1. Material empleado en la inyección.

El material empleado para la inyección es un polipropileno (PP), como se

comentó en apartados anteriores es un material del fabricante Basell que dentro de la

gama de productos se ha elegido el Moplen HP548R, el cuál es un material idóneo para

la utilidad de la pieza.

6.1.2. Ubicación del punto de inyección.

Es recomendable seguir una serie de consideraciones a la hora de ubicar el

punto de inyección, como son:

Situar el punto donde se origine un flujo continuo y tenga la menor

oposición.

Permita una facilidad de paso para el flujo.


41

El número de líneas de soldadura se reduzca, ya que estas debilitaran la

pieza.

No deje marcas que sean visibles, para ello es recomendable ubicarlo en

la línea de partición.

Figura 20. Punto de inyección en la pieza plástica.



42

Figura 21. Punto de inyección lateral de la pieza.


Como se puede observar en las imágenes anteriores, se ha elegido el punto de

inyección en el lateral de la pieza. Este tipo de entrada se llama laminar, es aconsejable

utilizar este tipo de entrada cuando se quiere fabricar piezas planas que tengan

contracción y tensión mínima.

6.2. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN INICIAL.

Después de haber seleccionado tanto el punto de inyección como el polímero que

se va a inyectar, podemos proceder a la simulación de la inyección, cabe decir que los

valores pertenecientes al polímero seleccionado para la simulación vienen preestablecido

en la biblioteca que contiene Autodesk Inventor.

Esta simulación es rápida puesto que la pieza no es de una geometría muy

complicada, se obtienen los siguientes datos de la tabla:


43

Tabla 2.Simulación inicial del proceso de inyección.

Se puede observar en la tabla anterior, como nos plasma los resultados de

parámetros de gran importancia, que gracias a la simulación podemos obtenerlos

rápidamente.

Algunos de los parámetros obtenidos serán necesarios posteriormente para los cálculos

justificativos.

7. SELECCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA.

La selección de la maquina inyectora es de gran importancia a la hora de la fabricación

de la piezas, una correcta elección de la máquina se traduce en un gran rentabilidad del

producto, ya que se hace un menor gasto de energía y material, esto se refleja en un

menor coste de producción de cada pieza, además de garantizar la calidad que se

requiere.

Hay que tener claro una serie de cuestiones antes de seleccionar la máquina, estas son:

Que elemento queremos fabricar

Que materiales se van a emplear para la fabricación

La cantidad que se va a producir

La dimensión del molde


44

Con la información anterior se puede determinar los siguientes parámetros:

Fuerza de cierre

Presión de inyección

Velocidad de inyección

Gramaje de inyección

Distancia entre barras

Tamaño del molde

Carrera de apertura

Lo ideal es que es el ciclo de fabricación este limitado por la condiciones de la operación

o de la pieza, y no por las especificaciones de la máquina. Un ejemplo sería las piezas

con pared ancha, estás no necesitan velocidades de inyección elevadas ya que requieren

un elevado tiempo de enfriamiento, con lo cual la velocidad de la máquina inyectora no

tiene gran importancia en el tiempo del ciclo.

Por el contrario, las piezas que tienen la pared estrecha necesitan altas velocidades en el

proceso de inyección, en este caso la velocidad si juega un papel fundamental.

7.1. PÁRAMETROS PARA LA SELECCIÓN DE LA MÁQUINA

INYECTORA.

Para la selección de la máquina inyectora, es necesario usar los datos que se han

obtenido de la simulación de la inyección, gracias a esto podemos obtener resultado muy

precisos, que nos vendrán muy bien para la elección de la máquina. Más adelante se

realizaran una serie de cálculos, dónde se podrá comprobar que los parámetros

obtenidos mediante la simulación no difieren mucho de los cálculos realizados.


45

Los siguientes parámetros que se van a explicar son importantes a la hora de la

selección de la máquina inyectora.


Es la fuerza que ejerce la máquina para contrarrestar la que ejerce el material

cuando se está inyectando en el molde, la fuerza de esta última tiende a separar las

caras del molde ocasionando el defecto de rebabas. La fuerza de cierre es un parámetro

muy importante, ya que es el que determina el tamaño de la máquina inyectora.

La fuerza de cierre viene determinada por el área proyectada de la pieza, el

número de cavidades y la presión en la cavidad, como se puede observar en la siguiente

ecuación:

(3)

Dónde:

𝐹𝑐 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑒𝑟𝑟𝑒

𝐴𝑝 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎

𝑃𝑚 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑

7.1.2. Gramaje de inyección.

El gramaje de inyección corresponde a la máxima masa que puede inyectar una

máquina. Es lo mismo que el volumen de inyección multiplicado por la densidad del

material.

Hay que tener especial precaución con la capacidad másica de la inyectora, ya

que normalmente viene dada para el poliestireno, y va a variar dependiendo del material

que se vaya a inyectar puesto que cada uno tiene un peso específico diferente.


46


La presión es básicamente la resistencia que opone el material a desplazarse,

dependiendo de la geometría por la que tenga que fluir el material opondrá más o menos

resistencia, a mayor resistencia mayor será la presión que se deberá ejercer. Cabe decir

que la presión es proporcional a la velocidad.

Influyen una serie de factores en la presión de inyección, como son:

Relación entre el espesor de pared y trayectoria del flujo

El materia a inyectar

Zona del punto de inyección

Temperatura de trabajo de la inyectora

La presión tiene también relación con el diámetro del tornillo de la máquina, si el

elemento que se va a inyectar tiene la pared gruesa, lo idóneo es que el tornillo sea de un

mayor diámetro, ya que se precisa altos gramajes y presiones bajas. Por el contrario para

piezas con paredes delgadas se recomienda un tornillo de menos diámetro, ya que los

gramajes son bajos y las presiones elevadas.

7.1.4. Velocidad de inyección.

Este parámetro viene condicionado por el espesor de la pieza y la relación de la

trayectoria del flujo – espesor de la pared. Hay que tener en cuenta que cuando se quiere

realizar una inyección a una pieza con pared delgada o que el flujo presenta una trayecto

largo, se debe llenar el molde con la suficiente rapidez para así evitar que el material se

enfríe y empiece a solidificarse, ya que obstruiría el paso del material.

Por el contrario, si las piezas son de pared gruesas no se puede inyectar con

una velocidad elevada ya que esto provocaría burbujas en el paso del material,

ocasionando un atrapamiento de aire que debilitará la pieza.


47

7.1.5. Distancia entre barras.

Este parámetro va a depender principalmente del tamaño del molde, la distancia

que debemos tener más en cuenta es la horizontal entre barras, puesto que muchos

moldes entran por encima de la inyectora, se puede tener una longitud más elevada en

dirección vertical que en la horizontal. Si se diera el caso de que los distintos cambios de

molde se realizara de forma automática, el molde se insertaría lateralmente en la

máquina, para este caso es aconsejable que tenga la misma distancia entre barras en

dirección horizontal y vertical.

7.1.6. Carrera de apertura.

La carrera de apertura mínima que debe tener una máquina para poder

proceder a una expulsión automática de la pieza, tiene que ser mínimo un 10% superior

al doble de la altura de la pieza. Cuando vamos a seleccionar la máquina inyectora

debemos cerciorarnos de que la que elegimos tiene la suficiente carrera de apertura para

las piezas que queremos producir.

No es recomendable, elegir una máquina con excesiva carrera de apertura si no

es necesario ya que aumentaría el tiempo del ciclo, lo recomendable es elegir una que

tenga una carrera de apertura lo suficiente para garantizar una extracción automática de

la pieza.

En nuestro caso no hay problema con la carrera de apertura, ya que nuestra

pieza es de un espesor muy leve y no requiere una gran apertura del molde.

8. INTRODUCCIÓN A LOS MOLDES.

A la hora de la elección del molde debemos tener en cuenta la construcción y

funcionamiento del mismo, ya que existen diversas configuraciones. Para la fabricación

de la pieza plástica se puede llevar a cabo múltiples planteamientos de moldes sin llegar

a afectarle a las propiedades de la pieza final.


48

Figura 22. Esquema de proceso de fabricación del molde.

Fuente: Menges, Mohren. Moldes para inyección de plásticos. Editorial Gustavo Gili.

Se pueden clasificar los moldes de inyección dependiendo de sus funciones de acuerdo

al diseño del molde y de las características de la pieza moldeada.

Características según diseño:

- Selección de la máquina inyectora

- Sistema de expulsión


49

- Número de líneas de partición

- Transmisión de fuerzas

- Acople a la máquina inyectora

Características según la pieza:

- Tipo de cavidad

- Disposición de cavidades

- Sistema de colada

- Sistema de refrigeración

- Correderas (en el caso que las necesitarán la pieza)

- Sistema de expulsión

8.1. CLASIFICACIÓN DE MOLDES DE INYECCIÓN.

Según la norma DIN E1675: “Moldes de inyección para materiales plásticos” se

clasifica de la siguiente manera:

Molde estándar (molde de dos placas)

Molde de mordazas (molde de correderas)

Molde de extracción por segmentos

Molde de tres placas


50

Molde de pisos

Molde de canal caliente

La elección de los materiales de los moldes es primordial, esto lo va a condicionar

el material que se vaya a inyectar, pero en términos generales los materiales del molde

deben tener estas características:

- Elevada resistencia al desgaste.

- Elevada resistencia a la corrosión.

- Elevada fiabilidad dimensional.

8.2. SISTEMA DE LLENADO DE LA CAVIDAD.

Según la norma DIN 24550, los sistemas de colada fría se diferencia entre:

Colada: elemento de la pieza inyectada que no forma parte de la pieza

propiamente dicha.

Canal de colada: es el punto de introducción de la masa plastificada en el molde

hasta la entrada.

Entrada: es el punto o el orificio a través el cuál penetra la masa fundida en la

cavidad.

Es recomendable que la distancia que recorre el material hasta la cavidad sea lo

más corto posible, para así evitar gran pérdida de calor y presión. Esto repercute a

diferentes factores, como:

- Fabricación económica


51

- Propiedades de la pieza inyectada

- Tolerancias

- Tensiones del material

- Uniones

8.3. MOLDES DE COLADA FRÍA.

Colada cónica: este tipo de colada se emplea para piezas con espesores

relativamente elevados, también se utiliza para materiales con viscosidad elevada,

cuando no se tiene unas condiciones térmicas idóneas.

Figura 23. Colada cónica.

Fuente: https://www.quiminet.com/articulos/sistemas-de-coladas-y-entradas-frias-en-los-moldes-de-inyeccion-de-plastico-2570437.htm

Entrada puntiforme (o capilar): la principal diferencia con la colada cónica con

barra, en que la separación de la colada de esta se realiza automáticamente, para

ello se emplean boquillas neumáticas.

https://www.quiminet.com/articulos/sistemas-de-coladas-y-entradas-frias-en-los-moldes-de-inyeccion-de-plastico-2570437.htm



52

Figura 24. Entrada capilar.


Colada de paraguas: este tipo es el idóneo para la fabricación de piezas como

los cojinetes, puesto que son piezas que no deben contener líneas de soldadura.

Para este tipo de colada es necesario el posterior mecanizado para su

eliminación.

Figura 25. Colada de paraguas.

Fuente: https://www.quiminet.com/articulos/sistemas-de-coladas-y-entradas-frias-en-los-moldes-

de-inyeccion-de-plastico-2570437.htm

Colada de disco: es utilizado para la unión por el interior de piezas con forma

cilíndrica, sin llegar a mostrarse las líneas de unión.






53

Figura 26. Colada de disco.

Fuente: https://www.quiminet.com/articulos/sistemas-de-coladas-y-entradas-frias-en-los-moldes-de-inyeccion-

de-plastico-2570437.htm

Entrada laminar o de cinta: cuando se requiere piezas planas, está es la mejor

opción se obtienen piezas con poca contracción y mínima tensión.

Esta entrada suele situarse fuera del eje de gravedad de la pieza, en los moldes

sencillos.

Figura 27. Entrada laminar.




54

Entrada de túnel o submarina: esta es una buena operación cuando se quiere

realizar una inyección lateral; hay dos opciones de separar la entrada de la

colada, una es al abrir el molde y otra es mediante una ruptura forzada en el

momento que se expulsa la pieza.

De esta manera, los canales donde se distribuye el material hacia el molde deben

ser los más rectos posible, para que tenga un llenado correcto.

Figura 28. Entrada submarina.



La disposición de los canales de distribución debe ser de las formas más

sencillas, intentando evitar ángulos muy complejos, para así conseguir el llenado

homogéneo y simultáneo de las cavidades.




55

Figura 29. Entrada en estrella y en anillo.



Las distribuciones con forma de anillo o de estrella tiene la ventaja de las

distancias de los canales son cortas e iguales, pero se tiene que tener en cuenta que si

en el diseño del molde se tiene construir con correderas ofrece una desventaja que es

que se utilizan distribuciones en serie y con lo cual ya tiene la misma distancia los

canales de distribución.

Figura 30. Longitud de colada desigual o constante.







56

8.4. MOLDES DE CANAL CALIENTE. Este tipo de sistema, si se aplica correctamente se obtiene una gran eficiencia

teniendo un menor consumo de material y de pérdida de presión, es idóneo para la

inyección de grandes volúmenes a inyectar.

Tenemos la ventaja de un ahorro de tiempo y de espacio, ya que los sistemas de colada

caliente son más cortos que los de colada fría. Existen equipos integrados de sistemas de

colada caliente listos para su montaje en el molde, estos se pueden utilizar tanto para

moldes de una sola cavidad como de múltiples cavidades.

En el momento de la inyección, existe una temperatura que es la óptima, esto

dependerá de la cristalinidad del material, en ocasiones es necesario una refrigeración en

las zonas más próximas a la boquilla dónde la temperatura es más elevada debido al

continuo paso del flujo.

A continuación, se mencionan los distintos elementos de los sistemas de canal

caliente denominados según la norma DIN 16750, tanto para boquillas de canal caliente

(bebederos) como para bloque de distribución:

ELEMENTOS TIPO DE EJECUCIÓN

Bloque de distribución del canal caliente Calentamiento exterior

Calentamiento interior

Boquillas de canal caliente

Calentamiento externo directo

Calentamiento externo indirecto

Calentamiento interno directo

Calentamiento interno indirecto

Calentamiento interno y externo

Tipo de boquillas de canal caliente

Boquillas abiertas, con y sin punta conductora

de calor (torpedo)

Punta conductora de calor (torperdo)

Tabla 3. Elementos de canal caliente

Cuando se tiene un sistema de canal caliente óptimo nos permite un cambio de

material en el menor tiempo posible.


57

El tipo de boquillas de canal caliente abiertas tiene la desventaja de favorecer el

llamado “goteo”, esto puede ocasionar que después de abrirse el molde el material se

expanda a través de la entrada hacia la cavidad y formar un tapón frío que en la próxima

pieza no será licuado correctamente.

Este problema se puede resolver, con una descompresión del husillo de la

máquina de inyección, esto consiste en retroceder el husillo antes de que se abra el

molde, este procedimiento se puede realizar en todas las máquinas de inyección actuales

o en el defecto con una cámara de succión del material situado en el bebedero.

La descompresión debemos realizarla siempre en el límite inferior, ya que así

evitamos poder aspirar aire atmosférico en la colada, en el canal o en la sección de

entrada, y poder evitar el llamado “efecto Diesel”.

Cabe decir que la técnica de canal caliente tiene un mayor costo de mantenimiento

debido a que se requiere a un personal cualificado.

8.5. CONTROL DE TEMPERATURA EN LOS MOLDES DE

INYECCIÓN.

La finalidad del control de temperatura, es la de regular en todo momento la

temperatura del molde, ya que dependiendo del material que se vaya a inyectar tendrá

una temperatura óptima. En los termoplásticos, la transmisión térmica se realiza mediante

agua o aceite, en cambio los termoestables también se le aplica un calentamiento doble

mediante unas resistencias eléctricas. Tener el control de temperatura en todo momento

es de vital importancia, ya que esto se traduce en el aprovechamiento de material y

calidad de las piezas que se inyectan.

Los parámetros para el ajuste de la temperatura depende de:

El tiempo del ciclo y el enfriamiento.

El nivel de tensiones y fragilidad que se han producido en las piezas inyectadas.

En los termoplásticos con estructura amorfa la formación de grietas puede

aumentar por tensión.


58

La deformación de las piezas, sobre todo para los materiales parciamente

cristalinos.

Los moldes donde se realiza la inyección de materiales termoplásticos amorfos, no

son los adecuados para la inyección de materiales parcialmente cristalinos. Los

materiales parcialmente cristalinos sufren una mayor contracción, esto se puede

contrarrestar con una distribución más homogénea e intensiva de la temperatura.

Cuando se realiza el diseño del molde se debe tener en cuenta que la situación de

extractores, correderas, etc. no puede afectar en la distribución de la temperatura;

también hay que tener cuidado cuando se utiliza agua como medio de refrigeración, ya

que esta puede provocar corrosión y acumulación calcárea en los canales de distribución

ocasionando una disminución de la intensidad de la transmisión de calor en el molde.

8.6. TIPOS DE EXPULSORES.

Durante la inyección se produce una contracción debido al enfriamiento del

material, la pieza se contrae sobre los machos del molde. Para poder desmoldar la pieza

se pueden utilizar diferentes tipos de expulsores, como:

Pasadores cilíndricos de expulsión

Casquillos de expulsión

Anillos de expulsión, placas de extracción, regletas de expulsión

Mordazas correderas

Separadores por aire comprimido

Extractores de plato


59

La elección del extractor va a depender de la forma geométrica que tenga la pieza

inyectada, la presión que se ejerza sobre la pieza para expulsarla debe ser lo mínima

posible para así evitar deformaciones y que a la vez se expulsa sin ningún problema la

pieza.

Los dispositivos de extracción y los machos, suelen situarse en la parte móvil de la

máquina de inyección, hay ocasiones especiales donde los machos se sitúan en la parte

fija de la máquina; para estos casos se deben emplear dispositivos especiales de

extracción.

8.7. NORMALIZADOS DE ELEMENTOS EN EL MOLDE.

Para conseguir una fabricación coherente, donde todos los fabricantes estén en la

misma sintonía; se empezaron producir elementos del molde normalizados, gracias a

esto se consiguen bastantes ventajas, como son:

Garantía de calidad en acabados y materiales.

Reducción de costes.

Reducción de tiempo en procesos.

El fin que tiene los elementos normalizados, es conseguir una fabricación más

rentable para ello hay una gran variedad de elementos como:

Placas del molde, placas de fijación.

Elementos de centraje y guía.

Expulsores

Sistemas de fijación rápida

Bloques de canal caliente


60

Elementos de refrigeración y calentamiento

Boquillas de canal caliente

Componentes de desmoldeo

Dentro de todos estos elementos mencionados, hay una amplia gama de materiales

y acabados donde se podrán elegir dependiendo de nuestras necesidades.

Según la norma DIN E16 750, están normalizados los siguientes elementos para

moldes:

Denominación Norma DIN

Bebederos 16 752

Casquillos de extracción con cabeza cilíndrica 16 756

Casquillos de sujeción colada 16 757

Columnas guía 9825

Pasadores de extracción con cabeza cilíndrica 1530, parte 1

Pasadores de extracción con cabeza cilíndrica y

vástago reducido

1530, parte 2

Pasadores de extracción con cabeza cónica 1530, parte 3

Pasadores de extracción con cabeza cilíndrica,

extractores planos o laminares

1530, parte 4

Tabla 4. Elementos normalizados del molde.

9. MATERIALES EMPLEADOS PARA LA FABRICACIÓN

DE MOLDES.

A la hora de la fabricación del molde debemos tener en cuenta que deben de ser de gran

calidad, para ello la fabricación debe ser muy precisa, además de contar con materiales

altamente resistentes para que tengan una larga vida. En la actualidad, los materiales


61

empleados para los moldes son aceros, metales no férreos como por ejemplo el aluminio,

materiales de colada no metálica, que puede ser obtenido galvánicamente o a partir de

materiales cerámicos.

Hay varios factores que condicionan el tipo de molde que queremos fabricar, estas son:

El tipo de pieza que se va a fabricar (lo que es lo mismo, que exigencia se le va a

pedir a la pieza).

Costes para la fabricación del molde.

Duración de ciclo

Cantidad de piezas que se va a fabricar con el molde (Vida útil del molde).

Es necesario elegir el material que mejor se va adaptar a las necesidades de nuestro

molde, ya que desde la etapa inicial vamos asegurar la calidad final del molde. Un

ejemplo, cuando se emplean materiales con buenas propiedades térmicas tiene como

inconveniente que no presentan buenas propiedades mecánicas, por ello, es

recomendable contar desde el inicio del proceso productivo con la opinión de expertos en

el tema metalúrgico, además de tratamientos térmicos y termoquímicos.

9.1. PROPIEDADES A TENER EN CUENTA EN LA ELECCIÓN

DEL MATERIAL.

Buena mecanización: el material que se emplea debe tener una buena

mecanización para que su elaboración sea lo más fácil y rápida posible.

Buena capacidad de pulido: para las piezas que se exigen un gran acabado

superficial.


62

Alta resistencia al desgaste: Hay diferentes piezas que su fabricación viene

acompañado de fibras, materiales minerales,…etc. La implicación de estos

elementos en la piezas aumentan características como la rigidez, pero también

con lleva un mayor desgaste ya que son altamente abrasivos. Por este motivo es

vital escoger el material ideal para el molde.

Alta resistencia a la corrosión: debido a que hay ciertos plásticos que vienen

acompañados de productos químicos y son altamente corrosivos para la

superficie del molde, por este motivo debemos utilizar aceros con alta resistencia

a la corrosión, para ello se suelen emplear recubrimientos de cromo.

Tenacidad: está es una propiedad muy importante a tener en cuenta a la hora de

la elección del material con el que va a fabricar el molde, ya que debe ser tenaz

puesto que puede suceder que aparezca grietas. La propagación de grietas

aparecen debido a la creación de tensiones que se somete el molde a distintos

tipos de fatiga. Para evitar estos defectos, se puede aplicar procesos como el

refinado y electroafinado de escoria, con los que aumenta la tenacidad del

material.

Conductividad térmica: uno de los motivos por lo que viene acondicionado el

nivel de producción de un molde es por la capacidad de transferir el calor del

plástico al circuito refrigerante.

Normalmente, los aceros que tienen una alta aleación tienen un coeficiente de

conductividad más reducido que los que tienen una baja aleación.

Si se quiere una combinación de buena resistencia a la corrosión con una alta

conductividad térmica, se suele emplear materiales con aleación de cobre.

9.2. ACEROS.

La selección correcta del acero, combinada con un buen diseño y tratamiento

térmico, con lleva un buen rendimiento del molde.

A continuación, se comentan los 5 grupos que se emplean para fabricación de

moldes:


63

9.2.1. Aceros de cementación.

Este tipo de aceros tienen unas características idóneas para la fabricación de

moldes, mediante una carburación de la superficie se obtiene una gran dureza superficial,

pero un núcleo resistente y tenaz. Dependiendo de la temperatura y del tiempo que le

apliquemos la cementación, se conseguirá más o menos profundidad de la pieza.

Nomenclatura

Nº material

Dureza de la

superficie

HRC N/mm2

Observaciones

CK 15

1.1141

62-64

Para piezas de bajas

exigencias.

21 MnCr5

1.2162

58-62

Acero para

cementación estándar,

buenas cualidades

para el pulido.

X6CrMo4

1.2341

58-62

Preferentemente

sumergible en frío.

X19NiCrMo4

1.2764

60-62

Perfecto para el pulido

y grandes exigencias

de calidad superficial.

Tabla 5. Aceros de cementación.

9.2.2. Aceros para bonificación.

El bonificado consiste en un tratamiento con la misión de conseguir aceros con

una gran tenacidad pero con una determinada resistencia mecánica. El procedimiento

que se sigue es el siguiente se lleva el templado de la pieza y se calienta posteriormente

entre una temperatura de 300 ºC a 700ºC dependiendo los requisitos. El posterior temple

que se les hace a las piezas se puede eliminar, evitando el problema de deformaciones y

grietas ocasionadas por el temple.


64

Nomenclatura

Nº material

Resistencia a la

tracción

N/mm2

40CMnMo7

1.2311

40CrMnMoS8

1.2312

Aprox.1000

54NiCrMoV6

1.2711

Tabla 6. Aceros de bonificación.

9.2.3. Aceros para temple integral.

Cuando se requiere de una estructura homogénea, se emplean aceros para

temple integral, con este tipo de aceros podemos adaptar la dureza, resistencia y

tenacidad individualmente dependiendo de las necesidades, esto se consigue gracias al

proceso del revenido. Desde las temperaturas del revenido se puede modificar

óptimamente las propiedades mencionadas anteriormente.

Nomenclatura

Nº material

Dureza de la

superficie

HRC N/mm2

Observaciones

X38CrMo V5 1

1.2342

1450

Acero estándar para

trabajar en caliente

X45NiCrMo4

1.2767

50-54

Muy bueno para el

pulido, alta tenacidad.

90MnCrV8

1.2842

56-62

Resistencia al

desgaste normal


65

X155CrVMo121

1.2397

58

Buena resistencia al

desgaste, buena

tenacidad.

X210Cr12

1.2080

60-62

Alta resistencia al

desgaste.

X165CrMoV12

1.2601

63

Acero de elevada

resistencia al

desgaste.

Tabla 7. Aceros de temple integral.

9.2.4. Aceros resistentes a la corrosión.

Cuando se requiere una protección contra agentes corrosivos que están

presentes en los plásticos o sus aditivos, una opción es el galvanizado del molde, pero

tiene en contra que en las aristas de cierre tiene una elevada presión superficial. Esta

presión puede provocar el agrietamiento del recubrimiento.

Lo recomendable es utilizar aceros resistentes a la corrosión, se debe evitar la total

nitruración de este tipo de aceros ya que conllevaría una reducción de la resistencia

contra la corrosión.

Nomenclatura

Nº material

Dureza

HRC

Observaciones

X42Cr13

1.2083

54-56

Resistente a la

corrosión sólo con

tratamiento de pulido.

X36CrMo17

1.2316

50

Mecanización después

de tratamiento de

revenido, alta

resistencia a la

corrosión.


66

X105CrMo17

1.4125

57-60

Acero resistente a la

corrosión y a los

ácidos, resistente al

desgaste.

Tabla 8. Aceros resistentes a la corrosión.

10. MATERIALES SELECCIONADOS PARA EL MOLDE.

En primer lugar los materiales utilizados se denominan según la designación numérica

establecida por la norma UNE-EN 10027-2:2016. Dependiendo la utilidad y los procesos

de fabricación que se vaya a someter la pieza, se utilizan unos u otros materiales. Los

materiales que se han empleado en la realización del molde han sido los siguientes:

Acero 1.1730 – Es un acero no aleado, se puede realizar un temple pero con

poca penetración; su dureza de trabajo es aproximadamente de 190 HB (dureza

natural/recocido) y hasta 54 HRc (dureza superficial). Además posee una buena

tenacidad con una resistencia de 640 N/mm2.

Este material es el que más emplea para piezas como las placas de fijación y los

regles, esto es debido a que tiene una buena mecanización y además tiene un

bajo coste de adquisición.

Acero 1.2083 – Este material suele emplearse para elementos que sufrirán

desgaste como son los postizos. Es un material con buenas propiedades para la

mecanización y el pulido, también es una buena opción para cuando se quiere

obtener buenos acabados en las piezas.

Este material nos da la opción de un templado si se requiere, la dureza hasta la

que puede llegar es de 50-55 HRc.

Acero 1.2312 – Este material es empleado para el disco centrador y el casquillo

donde se alojará a boquilla, estos elementos sufrirán más cargas que otros ya que

tienen la función de centraje.


67

El material tiene una resistencia superior al del acero 1.1730 y no es necesario el

pulido, tienen una de resistencia de 1080 N/mm2 y maquinabilidad debido a la

adición de azufre.

El rango de dureza de trabajo va de 32 HRc hasta 54 HRc.

Acero 1.2210 - Este tipo de material es acero con alta resistencia al desgaste y

alta aceptación al temple, además de poseer una buena maquinabilidad. La

dureza trabajo es de 58-62 HRc.

Este material se emplea para la fabricación de los expulsores cilíndricos.

Acero 1.7131 – Este material pertenece al grupo de aceros de cementación, tiene

una superficie resistente al desgaste y un núcleo tenaz. Esto le confiere una

excelente maquinabilidad, una buena aptitud para la estampación en frío y alta

capacidad de pulido.

Este material tiene una dureza máxima de trabajo de 207 HB.

Los componentes donde se utiliza el material son en los casquillos guía, donde se

sufre un mayor desgaste por el continuo movimiento.

11. DISEÑO DEL MOLDE.

En este capítulo se va a describir como se ha procedido al diseño de cada una de las

diferentes partes que componen nuestro molde. Para comenzar, el molde de inyección,

por lo general se puede dividir en dos partes principales. Una es la parte fija o hembra,

que es lado de la inyección; y la otra parte es la móvil o macho donde se realiza la

expulsión.

La parte fija se ancla en la máquina inyectora, en el extremo del husillo y a la misma

altura de la boquilla de inyección. Por esta parte tiende a moverse las columnas guías, en

el lado opuesto que es el lado de expulsión se deben introducir unos casquillos guía para

asegurarnos que las dos partes cierran homogéneamente; si no ocurriese un correcto

cerrado podría ocasionar desviaciones y deformaciones en la pieza.

El lado de expulsión, se fija en la placa móvil de la máquina inyectora. Este realiza un

movimiento en la dirección que consiste en abrir y cerrar el molde; dentro de esta parte

incluye elementos como las correderas (en el caso que las necesitase) o las placas

expulsoras, que su función es extraer la pieza una vez finalizada la operación.


68

En el diseño de nuestro molde, la parte fija no es muy compleja esto es debido a la

geometría de la pieza, ya que una geometría muy compleja dificultad considerablemente

el diseño del molde. La parte de la inyección la componen como se aprecia en la figura

(figura de más abajo) una placa de fijación, la placa del postizo, un conjunto de bloqueo

para las placas, las columnas guías de centraje junto a sus correspondientes casquillos,

también se muestra el anillo de centraje, el bebedero y la boquilla caliente.

Placa fijación inyección Anillo centrador

Perno guía

Placa porta-cavidad Casquillo guía lado expulsión

Placa porta-cavidad Boquilla lado inyección

Figura 31. Parte de inyección del molde.


La parte de expulsión tampoco tiene mayor complejidad, está diseñado con una

geometría sencilla y está parte está compuesta por una placa de fijación en la parte


69

inferior, una placa de tope de expulsión, una placa de expulsión, por cuatro casquillos,

por dos bloques espaciadores y por seis expulsores cilíndricos.

CAVIDAD EXPULSOR

PLACA TOPE EXPULSIÓN BARRA DE RETROCESO

REGLE PLACA FIJACIÓN INFERIOR

PLACA DE EXPULSIÓN

Figura 32. Parte de expulsión del molde.


Una vez que hemos una visión general de lo que va a ser el molde final, a continuación

vamos hablar detalladamente de cada pieza que componen este molde. Empezaremos

por el portamoldes que se ha elegido y seguiremos comentando de cada una de las

piezas que están implicadas


70

11.1. PORTAMOLDES.

Para la fabricación del molde, se ha elegido un portamoldes de tamaño 546 mm x

596 mm del fabricante DME, hemos elegido este fabricante dentro de la variedad que

contiene la biblioteca Inventor ya que es un fabricante que opta por la alta calidad de los

materiales empleados, además de una alta experiencia en el sector.

Figura 33. Portamolde DME.


Como se ha mencionado anteriormente, el portamoldes se realiza mediante el

software Inventor, el cuál contiene un asistente de moldes que presenta diversos modelos

normalizados de varios proveedores. El tamaño del portamoldes no se realiza de manera

exacta de primera mano, se realiza primeramente una estimación en el diseño, lo bueno

de trabajar con el asistente es que te permite ir modificando posteriormente las

características de los elementos del molde. Hay que tener precaución ya que una vez que

se han realizado múltiples operaciones sobre las distintas piezas, la reconstrucción de


71

estas puede ocasionar problemas. Por ello, es aconsejable realizar estimación inicial del

molde lo más acertada posible, para que posteriormente sea más sencillo el proceso del

diseño.

Las dimensiones escogidas han sido debido a los postizos, ya que estos van a ir

colocados en el centro y alineados en su sentido longitudinal. En el diseño del molde

todos los elementos están colocados a las mismas dimensiones de su otra mano.

Como se comentó, el molde se puede dividir en dos partes principales: el lado fijo

y el lado móvil.

A continuación, se muestra la selección de las diferentes placas:

LADO FIJO

PLACA DE FIJACIÓN DEL LADO DE LA INYECCIÓN

Figura 34. Placa fijación inyección.


La placa de fijación va situada en el lado de la inyección donde está anclada en la

parte fija, a la altura del husillo pegando a la boquilla inyectora. Como se comentó


72

anteriormente los elementos de portamoldes están normalizados, en este caso la pieza

está fabricada con un acero 1.1730. Las dimensiones de la pieza son de 646x596x46

mm.

PLACA PORTA CAVIDAD

Figura 35. Placa porta-cavidad lado inyección.

A la hora del diseño de las placas porta-cavidades, se debe atender a una serie de

recomendaciones. En nuestro caso, hemos seleccionado las placas del catálogo DME y

así poder hacernos una idea de las dimensiones mínimas que podrían tener las placas.

Las recomendaciones son las siguientes:

El diámetro del sistema de enfriamiento debe estar entre 8 y 10 mm, más adelante

se calculará las dimensiones del sistema de enfriamiento.

La distancia de separación entre dos canales paralelos deber ser de 2 a 3 veces

el diámetro del canal.


73

El espesor mínimo entre la cavidad entre la cavidad y el borde exterior de la palca

debe ser como mínimo de 12 mm.

Las dimensiones de la placa son 546x596x46 mm, y el material empleado es un acero

1.2083.

LADO MÓVIL

PLACA PORTA-CAVIDAD

Figura 36. Placa porta-cavidad lado expulsión.


Está placa va situada en contacto con la otra placa porta-cavidad, dentro de las

placas porta-cavidades está la pieza de trabajo donde se realizará la inyección del

material para obtener la pieza deseada. Las dimensiones de la placa son 546x596x46

mm, y el material empleado es un acero 1.2083, igual que la otra placa.


74

Al realizar la inyección deben estar las dos placas bien centradas, para que no ocurran

desperfectos en la pieza final.

REGLES

Figura 37. Regles.


Están situados en ambos lados del molde en contacto con la placa de fijación del

lado de expulsión, dejando un espacio entre los dos regles donde va a ir instalado todo el

sistema de expulsión. Los regles seleccionados tienen una altura de 75 mm y de anchura

61 mm, esta altura es suficiente para que el paquete expulsor pueda tener recorrido

suficiente para expulsar la pieza sin problemas. Hay que tener en cuenta que la pieza

tiene un espesor muy bajo, unos 2.5 mm. Los regles están fabricados de acero 1.1730.


75

PLACA DE EXPULSIÓN

Figura 38. Placa de expulsión.


La placa de expulsión tiene unas dimensiones de 418x596x36 mm, está alojada en

el lado macho del molde en la parte superior de la placa de fijación, también contiene

unos separadores de 3.7 mm para elevarlo sobre la placa de fijación. El material que se

emplea es el acero 1.1730.


76

PLACA TOPE DE EXPULSIÓN

Figura 39. Placa tope de expulsión.


Está placa tiene la función de servir como tope del desplazamiento del empaque de

expulsión, contiene unas dimensiones de 418x596x27 mm. El material empleado para su

fabricación es un acero 1.1730.


77

PLACA DE SOPORTE

Figura 40. Placa de soporte.


Esta placa va situada en la parte superior de los regles, y su función es la de

soportar las placas porta-cavidades. La placa tiene unas dimensiones de 546x596x46

mm, y el material empleado es un acero 1.1730.

PLACA DE FIJACIÓN DEL LADO DE LA EXPULSIÓN


78

Figura 41. Placa fijación lado expulsión.


La placa de fijación va situada en el lado de la expulsión donde va anclada en la

placa móvil, este es un elemento normalizado el cual está fabricado con el acero 1.1730

dentro de las dimensiones que nos ofrecen se ha elegido un espesor de 45 mm, no era

necesario un espesor de mayor tamaño.

ANILLO CENTRADOR

F

i

g

u

r

a

4

2

.

Anillo centrador.



79

El anillo de centrado va alojado en la parte superior de la placa de fijación del lado

de inyección. La función de este elemento es la centrar y sujetar la boquilla de inyección.

Está fabricado con un acero 1.2312.

EXPULSORES El molde contiene seis expulsores cilíndricos con un diámetro de 3.5 mm, este

elemento está fabricado con un acero 1.2210, ya que es un material con alta resistencia

al desgaste.

Figura 43. Expulsores cilíndricos.



80

CASQUILLOS GUÍA

Figura 44. Casquillo guía.


Los casquillos guía van alojados en los perforados que tienen las placas

destinados para su alojamiento, dentro de estos se alojan los pernos guía donde se

desplazaran y que gracias a los casquillos alcanzan un centrado efectivo.

Los casquillos sufren un gran desgaste, por este motivo se utilizan acero de

cementación en su fabricación, concretamente el acero 1.7131.


81

BARRA DE RETROCESO

Figura 45. Barra de retroceso.


La barra de retroceso es la encargada de una vez que se cierra el molde, el

sistema de expulsión retroceda en el momento indicado, a la posición de inyección con el

molde cerrado y así evitar dañar los mecanismos expulsores, ya que los expulsores son

de un pequeño diámetro y gran longitud y podrían doblarse fácilmente.

Los empleados en este molde son varillas con cabeza y vástagos cilíndricos con un

diámetro de 18 mm y el material empleado es el acero 1.2210.


82

PERNO GUÍA

Figura 46. Perno guía.


Los pernos guía tienen la función de realizar el centrado efectivo del molde de este

cuando se procede a cerrar. Las tolerancias entre los pernos y los casquillos son muy

ajustadas, la consecuencia de esto es que sufren un gran desgaste, por ello es necesario

un material de fabricación con gran resistencia al desgaste. El material que se ha

empleado ha sido 1.7131, que es un acero de cementación.


83

SEPARADORES

Figura 47. Separadores.


Los separadores van alojados en la parte inferior de la placa de expulsión, estando

en contacto con la placa de fijación del lado móvil; tienen un espesor de 4 mm y están

fabricados con un acero 1.2312.

TORNILLOS M 16X45

Figura 48. Tornillo M16x45.


84


Estos tornillos se emplean para fijar la placa de fijación de lado de inyección, con la

placa porta-cavidad. Los tornillos son de la norma ISO 4017:2014, el cual tiene un

diámetro de 16 mm y una longitud de 45 mm.

TORNILLOS M10X50



Los tornillos M10x50 se emplean para fijar la placa de expulsión con la placa de

tope de expulsión. Estos tornillos se rigen a la norma ISO 4762.


85

TORNILLOS M16X160



Estos tornillos son empleados en el molde para la unión de la placa de fijación del

lado móvil con los regles, los regles con la placa soporte y la placa soporte con el porta-

cavidad. La norma que rige estos tornillos es la ISO 4014.


86

CONJUNTO DE BLOQUEO

Figura 51. Conjunto de bloqueo del molde.


Este conjunto está instalado en el molde con el fin de realizar el bloqueo del molde,

antes de que comience el proceso de inyección realizamos el bloqueo para así evitar la

apertura del molde durante la operación. El material empleado para este elemento es una

acero 1.7131.

CONECTORES RÁPIDOS

Figura 52. Conector rápido.



87

Este tipo de conectores se emplean para el circuito de refrigeración, para conectar

las mangueras donde va a circular el líquido refrigerante. El material empleado para su

fabricación es una mezcla de cobre con zinc.

JUNTA TÓRICA

Figura 53. Junta tórica.


La junta tórica la empleamos para garantizar la estanqueidad en el circuito de

refrigeración, teniendo un diámetro interior de 8 mm. El material de la junta teórica es el

Perbunan (NPR) que es una goma de nitrilo butadieno.

11.2. SISTEMAS DE CANAL CALIENTE. Los sistemas de canal caliente consisten en un sistema de moldeo donde no es

necesaria la utilización de las tradicionales mazarotas. En el presente trabajo se ha

optado por este tipo de sistemas ya que ofrecen unas ventajas como son el ahorro de

materias primas y una menor pérdida de presión respecto a los sistemas fríos, pudiendo

realizar la inyección de gran tamaño.


88

Gracias a este tipo de sistemas podemos reducir el tiempo de llenado, esto se

refleja en un mejor tiempo de ciclo, además que se puede aprovechar mejor el volumen

de la máquina inyectora.

El objetivo que tiene los sistemas de canal caliente es la distribuir todo el material

desde la válvula de inyección hasta la cavidad del molde, intentando mantener las

propiedades óptimas del material en todo momento.

11.2.1. Selección de la boquilla.

11.2.1.1. Datos para la selección.

A la hora de la selección de la boquilla, se deben tener en cuenta una serie de

datos:

Peso de la pieza: 228.5 g

Espesor: 2.5 mm

Nº cavidades: 1

Material: PP Moplen HP548R

11.2.1.2. Modelos de boquilla del proveedor MHS.

En el presente trabajo se ha seleccionado la marca MHS de boquilla ya que

ofrece una amplia gama de productos. A continuación se muestra toda la gama de

boquillas que presenta este fabricante.


89

Figura 54. Modelos de boquillas MHS.

Fuente: http://www.mhs-hotrunners.com/es/nozzles.html

11.2.1.3. Selección de la boquilla caliente.

Para poder seleccionar la boquilla ideal y que cubra las necesidades que

demandamos, el fabricante tiene un método de selección que se basa en una gráfica que

dependiendo del peso y de la geometría de la pieza, de esta manera obtendremos la

boquilla idónea.

A continuación se muestra la gráfica donde se ha procedido a la selección:

http://www.mhs-hotrunners.com/es/nozzles.html


90

Figura 55. Esquema de selección de la boquilla.


Como se puede observar en la gráfica, teniendo en cuenta el peso de nuestra

pieza e imponiendo las restricciones de que la geometría de la pieza es de pared delgada

y el flujo de material va a ser largo, se ha optado por la elección de la boquilla N12.



91

11.2.1.4. Selección de la puntera de la boquilla.

El siguiente paso será seleccionar la puntera de la boquilla, para ello el

fabricante nos ofrece una variedad que dependiendo del material que vayamos a inyectar

optaremos por una u otra.

Figura 56. Selección de puntera de la boquilla.


Como se puede observar en la tabla, las puntas que nos recomiendan para

nuestro material PP son las VTF28, VTF1, OTF28, RTF28 y RTF1.

En nuestro caso disponemos de un índice de fluidez alto, hemos optado por seleccionar

la boquilla VTF1.



92

Figura 57. Puntera de la boquilla seleccionada.


Este tipo de boquilla tiene una punta de burbuja, es ideal para piezas con

pared delgada, ciclos rápidos y cuando se quiere obtener piezas con un buen acabo

superficial.

A continuación, se muestra una visión general de la boquilla seleccionada

que se ha realizado mediante el software Inventor, en el Anexo de Planos se incluirá el

plano correspondiente.

Figura 58. Boquilla seleccionada MHS.




93

En la boquilla también se añadido una acanaladura de 10 mm, dónde irá

alojado el cableado eléctrico de la misma, todo esto irá correctamente ensamblado con

las diferentes partes del molde.

12. CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS.

En el siguiente apartado se llevará a cabo los cálculos requeridos para poder definir el

proceso de inyección, para ello hay que tener en cuenta parámetros como: la geometría

de la pieza, el material utilizado y el rango de trabado de la máquina inyectora.

Es de vital importancia definir bien los parámetros de fabricación para que así sea el

proceso productivo lo más óptimo posible, traduciéndose en reducción de tiempos, en

coste de material y maquinaría, también evitando averías que se pueden producir a largo

plazo; sin olvidarnos de garantizar la calidad final de la pieza.

En los resultados que se muestran en este apartado, hay algunos resultados que son

aproximaciones a los reales, ya que las variables utilizadas dependen de la temperatura,

y esta es una constante. Dependiendo de que sean aproximaciones, nos servirán de gran

ayuda para el diseño y selección de las diferentes piezas que forman el molde.

También con los cálculos obtenidos, nos servirán de ayuda para poder hacer una

selección correcta de la máquina de inyección.

Para poder comprobar y verificar algunos parámetros se ha empleado el simulador de

inyección que incluye el software Inventor.

Datos necesarios para los cálculos

Datos del material

Material a inyectar: Moplen HP548R

Densidad: 0.9 g/cm3


94

Conductividad térmica: 0.22 W/m·K

Calor específico: 1900 J/K·Kg

Temperatura adecuada del molde: 30 ºC

Temperatura de desmoldeo: 110 ºC

Temperatura de elaboración: 240 ºC

Otros datos necesarios:

Densidad del Poliestireno (PS): 1.05 g/cm3

Calor especifico del agua: 4.18 J/g

Tiempo de llenado de la pieza: 2.3 s

12.1. CÁLCULOS REALIZADOS.

12.1.1. Masa a inyectar.

Para el cálculo de la masa a inyectar en el molde, se necesitará el volumen de la

pieza, para ello la obtendremos con la ayuda de la herramienta CAD. Teniendo el

volumen de la pieza y la densidad del material con el que se va a fabricar la pieza, en

nuestro caso es el PP Moplen HP548R, se puede proceder al cálculo de la masa:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 = 253,88 𝑐𝑚3

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑃𝑃 𝑀𝑜𝑝𝑙𝑒𝑛 𝐻𝑃548𝑅 = 0.9 𝑔

𝑐𝑚3


95

(4)

𝑀𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 = 253.88 𝑐𝑚3 ∗ 0.9𝑔

𝑐𝑚3= 𝟐𝟐𝟖.𝟓𝒈.

12.1.2. Gramaje de inyección de PP en la máquina.

El gramaje de inyección inyección corresponde a la máxima masa que puede

inyectar una máquina. Es lo mismo que el volumen de inyección multiplicado por la

densidad del material.

Hay que tener especial precaución con la capacidad másica de la inyectora, ya

que normalmente viene dada para el poliestireno, y va a variar dependiendo del material

que se vaya a inyectar puesto que cada uno tiene un peso específico diferente.

La pieza que hemos inyectado tiene un peso 228.5 g de PP, que se ha calculado

anteriormente. Debemos hacer una conversión para pasar del gramaje de poliestireno

(PS) al del Polipropileno (PP), como se muestra a continuación:

(5)

El gramaje de la máquina necesario de PP es de 266.58 g.


96


Este parámetro es el que más influye para un correcto llenado del molde,

además con este parámetro podemos determinar la fuerza de empuje que trata de abrir el

molde.

El valor de la presión de inyección depende de la cantidad de masa a inyectar,

esto se traduce, en el volumen de la cavidad, la geometría de la cavidad, el recorrido

máximo que tiene que desplazarse el material y la viscosidad del material. El valor

obtenido es una aproximación, para obtener un resultado más preciso utilizaremos el

simulador informático.

Lo primero que hay que saber es el recorrido máximo del flujo del material, lo que

es lo mismo, la distancia desde la boquilla de alimentación al punto más alejado de la

cavidad del molde. En nuestro caso el punto más alejado corresponde a 400 mm.

Ya obtenido donde el recorrido del flujo es máximo, se procede a calcular la

relación entre el recorrido del flujo y el espesor de la pared de la pieza:

(6)

𝑅𝑓 =400

2.5= 160

La relación de flujo es de 160:1 Obtenida la relación de flujo, nos vamos a la siguiente tabla donde las curvas que

aparecen establecen una relación entre el flujo y el espesor de pared, así obtener una

presión mínima de llenado en la cavidad:


97

Figura 59. Gráfica de la presión en la cavidad del molde.

Fuente: MENGES, Mohren. Moldes para inyección de plásticos. Editorial Gustavo Gili.

Dado que nuestra relación es de 160:1, y el espesor de nuestra pieza es de 2.5

mm, obtenemos una presión mínima de llenado de la cavidad de 250 bar.

Al realizar la simulación de inyección de la pieza nos muestra una presión real de

inyección de 342 bar. En los siguientes cálculos emplearemos la presión obtenida

mediante la simulación, ya que es superior a la mínima y garantizamos un correcto

llenado.


Se debe calcular si la fuerza de cierre que ejerce la máquina inyectora sobre el

molde es la suficiente, para ello debemos calcular el área de la pieza sobre la cara que

ajusta con la otra parte del molde.

El fabricante de la máquina inyectora recomienda que la fuerza de cierre máxima

de la máquina que se utilice, sea un 20% mayor de la que necesita para el llenado de la

cavidad, esto es debido a que tenemos que tener un margen de seguridad.


98

El proceso para calcular la fuerza de cierre, consiste en multiplicar la proyección

del área de la pieza en la de apertura por la presión en la cavidad. En nuestro caso, como

hemos comentado anteriormente se ha elegido la presión de la cavidad que nos da la

simulación de la inyección.

Se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

(7)

Donde:

𝑃 = 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒

𝐴 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒.

Mediante la simulación obtuvimos una presión real en la cavidad del molde con un

valor de 34.2 MPa.

Por lo tanto, la fuerza de cierre obtenida es:

𝐹 = 34.2𝑥106 𝑃𝑎 𝑥 0.11158 𝑚2 𝑥 1𝐾𝑔

9.81 𝑁𝑥

1𝑇𝑛

1000 𝐾𝑔= 𝟑𝟖𝟖.𝟖 𝑻𝒏.

La fuerza necesaria obtenida es de 388.8 Tn y como hemos comentado

anteriormente, es recomendable aplicar un margen de un 20% sobre la fuerza de cierre

mínima obtenida. Entonces:

388.8 𝑇𝑛 +388.8 · 20

100= 𝟒𝟔𝟔.𝟓𝟔 𝑻𝒏


99

12.1.5. Tiempo de enfriamiento.

Este comienza en el momento que finaliza la inyección y empieza la apertura del

molde, es la etapa con más duración del ciclo, influyen factores como la geometría de la

pieza, el sistema de refrigeración, el espesor de la pieza y el material que se va a

inyectar.

Se puede calcular el tiempo aproximado que le llevará a la pieza solidificarse, con

la siguiente ecuación:

(8)

Donde:

𝑇𝐹 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑠)

𝑒𝑚á𝑥 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑖𝑒𝑧𝑎 𝑚𝑚 .

∝𝑛= 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (𝑚𝑚2

𝑠)

𝑇𝑐 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 (º𝐶)

𝑇𝑚𝑜𝑙𝑑 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (º𝐶)

𝑇𝑒𝑥𝑝 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒𝑜 (º𝐶)

𝑇𝐹 =2.52

𝜋 · 0.07· 𝑙𝑛

8(240 − 30)

𝜋2(110 − 30) = 𝟐𝟏.𝟓𝒔.

Se obtiene un tiempo de enfriamiento de 21.5s, en la simulación realizada se

obtiene un tiempo de 23.24s, se observa que no hay gran variación entre los dos

tiempos.


100

12.1.6. Tiempo total del ciclo de inyección.

Para obtener la duración total del ciclo, son necesarios los tiempos de llenado y

enfriamiento, a parte del tiempo que tarda la máquina en la apertura y cierre del molde.

Para el tiempo de llenado y el del ciclo de la máquina que nos referimos a lo que

tarda en abrir y cerrar el molde, se utilizarán los tiempos que se han obtenido del software

de simulación.

(9)

Donde:

𝑇𝑡 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜.

𝑇𝐿𝐿 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜.

𝑇𝐸𝑁 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑓𝑟𝑖𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜.

𝑇𝑀 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚á𝑞𝑢𝑖𝑛𝑎.

𝑇𝑡 = 2.3 + 21.5 + 5 = 𝟐𝟖. 𝟖𝒔.

12.1.7. Calor a disipar.

El calor que debe disiparse del molde, depende de la masa del polímero, de la

temperatura de elaboración y de la temperatura de desmoldeo. Se obtiene mediante la

siguiente fórmula:

(10)


101

Donde:

𝑄 = 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑖𝑝𝑎𝑟 𝑐𝑎𝑙

𝑠 .

𝑕𝑆 = 𝐸𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝í𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝐾𝐽

𝐾𝑔 .

𝑚 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑜𝑙í𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑎 𝑖𝑛𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑟 𝐾𝑔 .

𝑇𝑡 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠 .

Para obtener la entalpía específica del PP, se emplea la siguiente gráfica:

Figura 60. Grafica de entalpia de los plásticos semicristalinos.

Fuente: Sánchez Saúl, Yáñez Isaura y Rodríguez Olivero. Moldeo por Inyección de termoplásticos.

La entalpía obtenida para el polipropileno (PP) en la gráfica ha sido

aproximadamente de 195 KJ/Kg. Aplicando la fórmula:


102

𝑄 =195(

𝐾𝐽𝐾𝑔) · 0.2025(𝐾𝑔)

28.8(𝑠)= 1.371

𝑐𝑎𝑙

𝑠= 𝟓. 𝟕𝟑

𝑱

𝒔.

El agua necesaria para poder disipar el calor, la obtenemos mediante la siguiente

fórmula:

(11)

Donde:

𝐶𝐻2𝑂 = 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐽

𝑔 .

𝑚𝐻2𝑂 =5.73∗28.8

4.18= 𝟑𝟗. 𝟒𝟖𝒈.

El caudal másico será:

(12)

12.1.8. Disposición de los canales de refrigeración.

Para la elección del tamaño ideal de los canales de refrigeración, es

aconsejable elegirlo dependiendo del espesor de la pieza. Cuando obtengamos el

tamaño del conducto de refrigeración, seguidamente podremos obtener las medidas de

separación entre “canal-canal” y la distancia entre “canal-cavidad”, como se representa

en la siguiente figura:


103

Figura 61. Disposición de los canales de refrigeración.

Fuente: Sánchez Saúl, Yáñez Isaura y Rodríguez Olivero. Moldeo por Inyección de termoplásticos.

Nuestra pieza tiene un espesor (t=2.5mm), con lo cual el diámetro debe estar entre 7 a

11mm. El diámetro elegido ha sido de 8 mm.

𝑡 = 2.5 𝑚𝑚 → 𝐷 = 7 𝑎 11 𝑚𝑚 → 𝑫 = 𝟖𝒎𝒎.

(13)

(14)

12.1.9. Comprobación resistencia de los pernos guías.

Los esfuerzos máximos que soportan las pernos guías en el ciclo de inyección,

es en el instante que el molde empieza a cerrarse, y comienza el ciclo de inyección

donde la máquina inyectora ejerce una fuerza de cierre para evitar que el molde se habrá

por la fuerza opuesta que ejerce el material inyectándose. El cálculo para la

comprobación de la resistencia será a compresión:

𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑔𝑢í𝑎 → 𝐷 = 54 𝑚𝑚.


104

𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑔𝑢í𝑎 → 1.7131 → 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 720𝑁

𝑚𝑚2.

𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑒𝑟𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚á𝑞𝑢𝑖𝑛𝑎 = 5000 𝐾𝑁.

(15)

𝜎𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 =5000 · 103

4 ∗ 𝜋 ∗ (27𝑚𝑚)2= 𝟓𝟒𝟓.𝟖 𝑵

𝒎𝒎𝟐 < 720 𝑁 𝑚𝑚2

El esfuerzo que deben soportan los pernos guía es menor que la tensión

admisible del material, con lo cual aguantará el esfuerzo.

13. ELECCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA.

Una vez que se han estudiado los parámetros que se han mencionado

anteriormente podemos proceder a la selección de la máquina inyectora, hay múltiples

opciones de fabricantes a elegir; en este caso se ha elegido el fabricante ENGEL, ya que

nos ofrece una alta calidad y especialización en máquinas inyectoras.

Figura 62. Máquina inyectora Engel Duo 500.

Fuente:https://www.engelglobal.com/es/mx/productos/maquinas-de-moldeo-por-inyeccion/duo.html


105

En nuestro caso, nos hemos decantado por una gama de máquinas inyectoras que

va accionamiento hidráulico ya que cumplen nuestros requisitos, además de tener una

alta eficiencia y precisión.

Anteriormente se ha calculado la fuerza de cierre necesaria para nuestro proceso

que son 466.56 toneladas, tras hemos elegido el modelo de máquina inyectora engel

duo 500, ya que esta máquina tiene fuerza de cierre de 500 toneladas cumpliendo con el

requisito de la fuerza.

Otro parámetro a tener en cuenta es el gramaje de inyección de la máquina, el

gramaje de PP necesario es de 266.58 g, la máquina seleccionada tiene un gramaje de

885 g con lo cual, cumple con todos los requisitos para que se realice correctamente la

inyección de la pieza.

A continuación, se muestran los datos de la máquina inyectora seleccionada:

13.1. DATOS DE LA MÁQUINA INYECTORA.

13.1.1. Unidad de cierre.

ENGEL duo 500

Fuerza de cierre KN 5000

Fuerza de apertura KN 510

Apertura del molde mm 1300

Distancia máx. entre platos mm 1500

Altura de instalación del molde

min/máx

mm 250/600

Placa fijación del molde mm 910X910

Fuerza de expulsión KN 77

Tabla 9. Especificaciones de la unidad de cierre de la máquina inyectora.

Fuente: https://www.engelglobal.com/es/mx/productos/maquinas-de-moldeo-por-inyeccion/duo.html

https://www.engelglobal.com/es/mx/productos/maquinas-de-moldeo-por-inyeccion/duo.html


106

13.1.2. Unidad de inyección.

ENGEL duo 500

Diámetro del tornillo mm 80

Longitud del tornillo L/D L/D 20

Presión de inyección máx Bar 2400

Carrera del tornillo mm 200

Volumen de inyección máx cm3

1558

Gramaje de inyección máx (PS) g 885

Tasa de inyección cm3/s

280

Fuerza de retención de la

boquilla

KN 50

Nº de zonas de calefacción 5

Capacidad de calefacción total KN 13.3

Tabla 10. Especificaciones de la unidad de inyección de la máquina de inyección.

Fuente: https://www.engelglobal.com/es/mx/productos/maquinas-de-moldeo-por-inyeccion/duo.html

Como se puede observar en las distintas tablas, los requisitos más importantes

para la elección de la máquina inyectora como son la fuerza de cierre, gramaje de

inyección y presión de inyección se cumplen perfectamente, con lo cual está máquina irá

perfectamente para nuestro molde.

https://www.engelglobal.com/es/mx/productos/maquinas-de-moldeo-por-inyeccion/duo.html


107

14. SIMULACIÓN DE LA INYECCIÓN DE LA PIEZA.

14.1. TIEMPO DE INYECCIÓN.

Es una representación del avance de flujo, desde el comienzo del proceso de

inyección hasta que llega el flujo a cada uno de los puntos más alejados de la pieza.

Figura 63. Simulación del tiempo de inyección.


Se puede observar como el avance del polímero se realiza de forma homogénea.


108

14.2. CONFIANZA DE LLENADO.

Tras haberse realizado el análisis de llenado, el software nos indica que la

confianza de llenado de la pieza es del 100%, es decir, el llenado va a ser homogéneo,

con lo cual, todas las zonas de la pieza van a recibir el material correctamente. Esto se

debe a la buena elección de los parámetros.

Figura 64. Simulación del tiempo de llenado.


En la figura se puede apreciar claramente que el llenado es alto, con lo cual vamos

a tener el llenado deseado.


109

14.3. LÍNEAS DE SOLDADURA.

Figura 65. Simulación de las líneas de soldadura.

Figura: propia (Inventor).

Se puede observar en la figura las líneas de soldadura, esto es debido al

encuentro de dos frentes de flujo, hay que tener especial cuidado en las líneas de

soldadura ya que en estas zonas puede estar más debilitada la pieza. En las zonas

donde hay líneas de soldadura se puede provocar agrietamiento. En este caso, las líneas

de soldadura que se han obtenido son mínimas y no comprometen a la resistencia

mecánica de la pieza, podemos decir que el punto de inyección elegido es el correcto.


110

14.4. ATRAPAMIENTO DE AIRE.

Figura 66. Simulación de atrapamiento de aire.


En la figura se muestra pequeñas zonas con atrapamiento de aire. En la zona

donde más aparecen es donde se ubican las letras, esto es debido a que en esa zona las

dimensiones son más ajustadas, con lo cual la expulsión del aire se dificulta. Para evitar

el atrapamiento de aire se le pueden hacer unas canaladuras a la altura de la línea de

partición del molde para la expulsión de los gases.


111

15. CONCLUSIONES.

El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado perseguía la elaboración del diseño

de un molde de inyección de plásticos para la fabricación de bandejas, cuyo uso va

destinado al transporte de alimentos para los pasajeros de una aerolínea.

El trabajo ha pasado por diferentes etapas necesarias para su ejecución, desde primera

hora se ha recopilado información de distintas fuentes dedicadas a este método de

fabricación previas al comienzo del diseño, ya que es debido tener unos conocimientos

básicos de las partes que componen un molde y una máquina inyectora, además de los

materiales que se emplean en este tipo de componentes.

En la siguiente etapa, se realizó una simulación inicial para comprobar si el punto de

inyección elegido era el correcto y además obtener distintos parámetros que

posteriormente se utilizarían.

Con la ayuda del Software Autodesk Inventor el cual contiene un módulo de moldes, se

ha podido diseñar las diferentes partes de este, teniendo siempre como referencia la

pieza que queremos inyectar.

Siguiendo las pautas en el diseño, que indican algunas referencias bibliográficas

dedicadas al diseño de moldes, y tras los cálculos correspondientes que se deben

realizar de diferentes parámetros que son necesarios obtener tanto para el diseño del

molde como para la elección de la máquina inyectora. Podemos decir que se ha realizado

un correcto diseño del molde, ya que los resultados obtenidos mediante los cálculos son

muy próximos a los obtenidos mediante la simulación.

En los resultados obtenidos en la simulación se puede observar que los parámetros

elegidos tanto para el punto de inyección como para el proceso de inyección son

correctos, ya que no se presentan problemas de llenado ni de fluidez del material.

Para finalizar quiero expresaros, que este trabajo ha sido la culminación a una etapa de

mi vida que ha sido exigente y donde se ha realizado el aprendizaje de múltiples ramas

las cuáles componen la ingeniería, solo deciros me quedo con todo lo aprendido durante

la carrera y además de lo afianzado sobre el tema de diseño de moldes asistido por

ordenador durante la realización del trabajo de fin de grado.


112

16. ANEXOS.

16.1. LISTA DE COMPONENTES EMPLEADOS.

A continuación, se muestra una lista de las piezas empleadas para el diseño del

molde, las diferentes cantidades y material empleado, además del fabricante que lo

suministra.

Nº COMPONENT

E

CANTIDAD PROVEEDOR MATERIAL

1 Placa fijación

lado fijo

1 DME 1.1730

2 Placa porta-

cavidad

1 1.2083

3 Placa fijación

lado móvil

1 DME 1.1730

4 Placa porta-

cavidad

1 1.2083

5 Placa

expulsión

1 DME 1.1730

6 Placa tope

expulsión

1 DME 1.1730

7 Regles 2 DME 1.1730

8 Placa soporte 1 DME 1.1730

9 Anillo

centrador

1 HASCO 1.2312

10 Expulsores 6 DME 1.2210

11 Casquillos

guía

8 DME 1.7131

12 Barra de

retroceso

4 DME 1.2210

13 Perno guía 4 DME 1.7131

14 Separadores 4 DME 1.2312

15 M16X45 4 DME Class 12.9


113

16 M10X50 4 DME Class 12.9

17 M16X160 4 DME Class 12.9

18 Conjunto

bloqueo

4 DME 1.7131

19 Conector

rápido

30 DME CuZn

20 Juntas tóricas

⌀ 8

30 DME NBR

21 Boquilla

inyectora

1 MHS

Tabla 11. Lista de componentes.

Fuente: propia.

16.2. PRESUPUESTO DE LOS MATERIALES EMPLEADOS.

En este apartado se hace un presupuesto aproximado de los componentes del

molde que vienen normalizados, hay elementos normalizados del molde que después

deberán someterse a procesos de mecanizado.

Las placas de porta-cavidad se han incluido aunque no son piezas normalizadas,

estas piezas deberán de ser mecanizadas para darle la geometría especificada para ser

ensambladas en el molde.

COMPONENT

E

Nº DE PIEZAS EURO/UNIDAD TOTAL

Placa fijación

lado fijo

1 453.75 453.75 €

Placa fijación

lado móvil

1 453.75 453.75 €

Placa

expulsión

1 254.39 € 254.39 €

Placa tope

expulsión

1 112.25 € 112.25 €


114

Regles 2 91.295 € 182.59 €

Placas porta-

cavidad

2 238.41 € 476.82 €

Placa soporte 1 112.78 € 112.78 €

Anillo

centrador

1 52.15 € 52.15 €

Expulsores 6 8.12 € 48.72 €

Casquillos

guía

8 27.65 € 221.2 €

Barra de

retroceso

4 11.25 € 45 €

Perno guía 4 32.54 € 130.16 €

Separadores 4 5.16 €

20.64 €

M16X45 4 2.48 € 9.92 €

M10X50 4 3.15 € 12.6 €

M16X160 4 4.82 € 19.28 €

Conjunto

bloqueo

4 22.58 € 90.32 €

Conector

rápido

30 2.62 € 78.6 €

Juntas tóricas

⌀ 8

30 0.92 € 27.6 €

Boquilla

caliente

1 653.16 € 653.16 €

TOTAL 3455.68 €

Tabla 12. Presupuesto de materiales.

Fuente: propia.


115

17. REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS

1. Prada, R. & J.C. Acosta-Prado (2017). El molde en el proceso de inyección de

plásticos para el logro de objetivos empresariales.

1. Sánchez Saúl, Yáñez Isaura y Rodríguez Olivero. Moldeo por Inyección de

termoplásticos.

2. BODINI, GIANNI. CACCHI PESANI, Franco. Diseño y fabricación de los moldes.

Moldes y máquinas de inyección para la transformación de plásticos. Tomo II.

México. Negri Bossi. 1992

3. Inyección de materiales plásticos I. Disponible en:

https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-

plasticos-i.html

4. Códigos de los plásticos. Fuente:


5. Visión general de una máquina inyectora. Fuente: https://fadiplast.com/inyeccion-

de-plastico/

6. GASTROW, H., Moldes de inyección para plásticos 100 casos prácticos, 2ed., Ed.

Plasic Comunicación, Barcelona 1998

7. RICHARDSON & LOKENSGARD. Industria del plástico, Plástico Industrial.

Editorial Paraninfo. 2003.

8. F. SMITH, William. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. Editorial

Mc Graw Hill. 2º edición

9. Boquillas sistema caliente. Fuente: http://www.mhs-hotrunners.com/es/nozzles.html








116

18. PLANOS

A-A ( 1 : 10 )

A

A

1:10

1/19

Tíscar

Fernández

Antonio

Diseño de un molde de inyección de plástico

Placa de fijación expulsión

474

645

85,5

524

430

35,5

42

26

18

46

B-B ( 1 : 1 )

B

35,5

5

9

6

0

35,50

R6,40R3

,20

4,92

5,52

R

4

5

,

0

0

R

4

4

,5

0

1

3

5

°

0,50X45º

3

3,5

37

36

49

Tíscar

Fernández

Antonio

1:1

2/19


Anillo de centrado

6

3

28,5

3

2

3

4

52

50,2

40

42

7x60º

120°

4

2,5x65º

46

28

10

1X45º

10

10

1

8,75

2,5

120°

90°

60°

27,25

1,5

2,54,5

43

50

48

5

13,69

0,25

4

Tíscar

Fernández

Antonio

1:1

3/19


Boquilla

C-C ( 1 : 1 )

C

R

0

,

3

0,5X45º

954

0,5

54

42

10,5

5

3

5

4

R

3

0

R29,5

Tíscar

Fernández

Antonio

1:1

4/19


Casquillo guía

D-D ( 2 : 1 )

D D

2:1

Tíscar

Fernández

Antonio

5/19


Conector rápido

6

8,57

9,4

1X45º

9,57

13,5

0,77X31º

7,4

15,01

13

7,51

3,9

2,9

0,5X45º

1

3

,

5

R

0

,

3

5,52 R

3

,

5

0

1,75

143

3

Tíscar

Fernández

Antonio

1:1

6/19


Expulsor cilíndrico

A-A ( 1 : 5 )

A

A

1:5

7/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Regle

595

61

42

75

18

83

36

35,5

34,5 25,7623,19

25,76

54

42

53

5

4

60

10

1:2

8/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Perno guía

10,5

R

2

33,57

R

2

,6

3

1

0,5X45º

E-E ( 1:10 )

E

E

1:10

9/19

4.5

595

545

45

5

4

1

8

474

36

83

129,76

214,94 161,37

Tíscar

Fernández

Antonio


Placa soporte

F-F ( 1 : 10 )

F

F

595

645

9

0

54

26

18

524

430

85,5

45

1:10

Tíscar

Fernández

Antonio

10/19


Placa fijación inyección

G-G ( 1 : 10 )

G

1:10

Tíscar

Fernández

Antonio

11/19


Placa porta-cavidad

65

42,50

4 Tornillos M16X160

545

595

4.5

10

5

4

61

524

430,00

27

R

2

474

40

68,02

215,99

166,77

86,17

350

92,5

97,5

47,5

R

6

H-H ( 1:10 )

H H

1:10

24

47,5

40

12/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Placa porta-cavidad macho

8

4 Tornillos M16X45

333,23

350

104,5

545

35,5

46

8,5

474

6

1

5

4

595

9,5

500

I-I ( 2 : 1 )

I I

2:1

13/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Separador

26

4

25,4

0,3X45º

90,00°

13

9

.

5

4

.

5

J-J ( 1 : 1 )

J

1:1

14/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Tornillo M16X45

R

1

61

2

4

16

38

7

13,59

K-K ( 1 : 2 )

K

1:2

15/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Tornillo M16X160

2

4

176

16

13,59

1X45º

43

116

L-L ( 2 : 1 )

L

1

6

2:1

16/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Tornillo M10X50

60

10

8,21

25

25

0,75X45º

R

0

,

7

5

5:1

17/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Junta tórica

1

2

8

1,6

1:1

18/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Conjunto de bloqueo

44

9

,

5

5

,

5

29,5

27

10,38

6,5X45º

10

22

3,5

2,5X45º

13,85

R

1

36

27

R

0

,

5

0

5,5

4

5

,

0

0

°

M-M ( 1:5 )

M M

1:5

19/19

Tíscar

Fernández

Antonio


Bandeja

R

3

5

,

9

3

R

2

6

,

0

7

R

1

6

25,68

10,13

148,50

0,45

R

1

5

,

5

5

116,5

49,68

259,87

2,5

400,03

280,13

380

8

8

,

5

0

°

R

3

5

,

9

3

R

2

,

4

5

100,0435,94

130,07

65,07

R

2

8

,

7

5

R28,3

0

R

2

0

,

7

5

R

2

0

,

3

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