Principios básicos de la inyección

Transcripción

Máquinas Inyectoras
Características del proceso
Juan de Juanes Márquez Sevillano
Diseño y Transformación de Plásticos
Esquema de inyectora básica
Fases de inyección en la máquina
Aproximación
Inyección
Mantenimiento presión
Refrigeración
Dosificación
Apertura y retracción del husillo
Inyectora
Funcionamiento básico de un molde
Molde sobre inyectora
Fases de inyección
Fases de inyección
Diagramas PvT
Evolución de las presiones en la inyección
Diagramas PvT
Poliestireno
Polipropileno
Presión en la cavidad
1-3: Fase de inyección o llenado. La presión aumenta en
la cámara mientras el husillo avanza llena la cavidad
3-4: Fase de compresión
4-5: Fase de mantenimiento
La primera fase tiene una gran influencia en el acabado
y la tercera en las dimensiones
Evolución de la presión de inyección
Fase
1-3
3-4
4-6
Evolución
Subida poco pronunciada
Efecto
Llenado lento
Tensiones internas bajas
Llenado rápido
Subida muy pronunciada
Degradación del plástico
Picos de presión
Tensiones internas altas
Distorsiones
Compresión baja
Compresión
Subida poco pronunciada
Tensiones internas bajas
Oclusiones de aire
Compresión alta
Subida muy pronunciada
Sobreinyección
Tensiones internas altas
Distorsiones
Mantenimiento Descenso contínuo
Correcto
Descenso con cambio de pendiente Tiempo de mantenimiento corto
Entrada no sellada
Rechupes en la pieza
Inyección
Unidad de la inyectora
Unidad de inyección
Unidad de cierre
Husillo de plastificación
Finalidad:
Fusión de la masa del polímero.
Obtención de una masa homogénea.
Capacidad de producción adecuada.
Husillo de plastificación
Aportación calorífica:
Bandas calefactoras
Limitada por la conductividad del material
Rozamiento interno
Depende de la viscosidad del polímero
Depende de la velocidad del husillo
Amorfos:
• Cambio gradual de la viscosidad con la T
• Mayor viscosidad
Cristalinos
• Descenso brusco de la viscosidad en el punto de fusión
Husillo de inyección
Husillo de inyección
Válvulas antirretorno
Esquema de unidad de cierre
Ejemplos de unidades de cierre
Movimiento de la unidad de cierre
Esquema de control
Entrada
analógica
Entrada Entrada
digital analógica
Salida
digital
Salida
analógica
Bucle de
control de
velocidad y
presión
Instrumentación de la inyección
Optimizar el tiempo de ciclo
Reducción de piezas defectuosas
Reducir los tiempos de puesta en marcha
Prevenir daños en el molde
Temperatura de la masa
Temperatura alta de la masa
Peores propiedades mecánicas
Defectos superficiales
Olores
Degradación del polímero
Descomposición de aditivos
Temperatura baja de la masa
Estructura heterogénea
Resistencia al impacto
Desigual propiedades de la pieza
Temperatura de la boquilla: Tfusión+10º/15º
Temperatura de la masa
Permanencia de la masa en la máquina
Tiempo elevado
Degradación de la masa aunque la
temperatura sea correcta
Tiempo reducido
Falta de homogeneidad de la masa
T de la masa es distinta de la T de las bandas calefactoras
Tiempos de permanencia largos
Cargas pequeñas
Perfil de temperaturas creciente
Tiempos de permanencia cortos
Cargas grandes
Perfil de temperaturas uniforme
Temperatura en la zona de plastificación: Tfusión-5º/10º
Temperatura del molde
El efecto de la temperatura del molde sobre la pieza es
Temperaturas baja
Mala distribución de temperaturas
Compromiso entre:
Acabado superficial
Propiedades mecánicas
Contracciones
Tiempo de ciclo
Pobre aspecto superficial
Post-contracción elevada
Periodo de estabilización
dimensional dilatado
Diferencias de contracción
Dificultad de mantener las
tolerancias
Variables de actuación de la inyectora
Propiedades mecánicas
Velocidad de inyección
Temperatura de inyección
Presión de la cavidad
Presión de mantenimiento
Tolerancias
dimensionales y de forma
Presión de la cavidad
Presión de mantenimiento
Acabado superficial
Velocidad de inyección
Características de las inyectoras
Unidad de inyección:
Presión máxima de inyección (1.000 a 2.500 bares)
Capacidad de inyección (hasta 20.000 cm3)
Capacidad de plastificación (g/s)
Caudal de inyección (100 a 10.000 cm3/s)
Diámetro del husillo
Zonas de calefacción
Unidad de cierre:
Fuerza de cierre (500 kN a 50.000 kN)
General:
Tiempo de ciclo en vacío (1 a 25 s)
Zona de trabajo de una inyectora
Dimensiones de una inyectora
Inyectora
Tipos de inyectoras
Costes de inyección
Términos significativos de los costes de inyección
Coste máquina
Coste material
Coste molde
Coste horario de máquina:
. (c
ca= coste amortización
c =
ce= coste energía
cm= coste mantenimiento
i= índice de costes indirectos
t= horas de trabajo
e= tasa de ocupación de máquina
a
+ c e + c m )i
t e
Costes de inyección
Coste del componente inyectado
tc= tiempo de ciclo
cmat= coste material de un componente
.
Cmolde= coste del molde
C
c =c t +c +
n
n= tamaño de la serie
c
mat
molde
40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
coste
15,00
10,00
5,00
0,00
0
20000
40000
60000
80000
100000 120000
Diagramas PvT

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