Inxección

Moldura por inxección (moldaxe por inxección nos EUA) é un proceso de fabricación para producir pezas mediante a inxección de material nun molde. O moldeo por inxección pódese realizar cunha serie de materiais, incluídos metais, (para os que o proceso chámase diecasting), lentes, elastómeros, confeccións e máis comunmente polímeros termoplásticos e termoendurecedores. O material para a parte é alimentada a un tambor Calefacción, mesturado, e obrigado dentro dunha cavidade do molde, onde arrefece e endurece á configuración da cavidade. Despois dun produto é deseñado, normalmente por un deseñador industrial ou por un enxeñeiroOs moldes son fabricados por un fabricante de moldes (ou fabricante de ferramentas) a partir de metal, normalmente de aceiro ou aluminio, e mecanizados con precisión para formar as características da peza desexada. O moldeo por inxección úsase amplamente para fabricar unha variedade de pezas, dende os compoñentes máis pequenos ata paneis de carrocería enteira de coches. Os avances na tecnoloxía de impresión 3D, empregando fotopolímeros que non se funden durante o moldeo por inxección dalgúns termoplásticos de baixa temperatura, pódense empregar para algúns moldes de inxección sinxelos.

As pezas que deben ser moldeadas por inxección deben estar deseñadas con moito coidado para facilitar o proceso de moldaxe; Débense ter en conta o material empregado para a peza, a forma e as características desexadas da peza, o material do molde e as propiedades da máquina de moldaxe. A versatilidade do moldeo por inxección vese facilitada por esta amplitude de consideracións e posibilidades de deseño.

aplicacións

O moldeo por inxección úsase para crear moitas cousas, como bobinas de arame, acondicionamento, tapóns de botella, pezas e compoñentes para automóbiles, Gameboys, peites de peto, algúns instrumentos musicais (e partes delas), cadeiras e mesas pequenas, recipientes de almacenamento, pezas mecánicas (incluíndo engrenaxes) e a maioría dos outros produtos de plástico dispoñibles hoxe. O moldeo por inxección é o método moderno máis común para fabricar pezas de plástico; é ideal para producir altos volumes dun mesmo obxecto.

Características do proceso

O moldeo por inxección utiliza un pistón ou un parafuso tipo parafuso para forzar a fundir plástico material nunha cavidade do molde; isto solidifícase nunha forma que se axustou ao contorno do molde. Úsase máis comúnmente para procesar polímeros termoplásticos e termoendurecibles, sendo o volume empregado dos primeiros considerablemente maior. Os termoplásticos son frecuentes debido ás características que os fan moi adecuados para o moldeo por inxección, como a facilidade coa que se poden reciclar, a súa versatilidade permítelles o seu uso nunha gran variedade de aplicacións, e a súa capacidade para suavizar e fluír ao quentarse. Os termoplásticos tamén teñen un elemento de seguridade sobre os termoestables; se un polímero termoendurecible non é expulsado do barril de inxección de xeito oportuno, pode producirse reticulación química facendo que as válvulas de retención e rosca se agarren e danen potencialmente a máquina de moldaxe por inxección.

O moldeo por inxección consiste na inxección a alta presión da materia prima nun molde que configura o polímero na forma desexada. Os moldes poden ser dunha soa cavidade ou de múltiples cavidades. En moldes de cavidades múltiples, cada cavidade pode ser idéntica e formar as mesmas partes ou pode ser única e formar varias xeometrías diferentes durante un só ciclo. Os moldes normalmente están feitos con aceiros de ferramentas, pero os aceiros inoxidables e os de aluminio son adecuados para determinadas aplicacións. Os moldes de aluminio normalmente non son adecuados para producións de gran volume ou pezas con tolerancias dimensionais estreitas, xa que teñen propiedades mecánicas inferiores e son máis propensos ao desgaste, danos e deformacións durante os ciclos de inxección e suxeición; con todo, os moldes de aluminio son rendibles en aplicacións de baixo volume, xa que os custos e o tempo de fabricación do molde son considerablemente reducidos. Moitos moldes de aceiro están deseñados para procesar máis dun millón de pezas durante a súa vida e poden custar centos de miles de dólares fabricalos.

Cando termoplásticos son moldeadas, normalmente a materia prima granulada aliméntase a través dunha tolva nun barril quente cun parafuso alternativo. Á entrada ao barril a temperatura aumenta e as forzas de Van der Waals que resisten o fluxo relativo de cadeas individuais debilitanse como resultado do aumento do espazo entre moléculas en estados de enerxía térmica máis altos. Este proceso reduce a súa viscosidade, o que permite que o polímero flúa coa forza motriz da unidade de inxección. O parafuso entrega a materia prima cara adiante, mestura e homoxeneiza as distribucións térmicas e viscosas do polímero e reduce o tempo de quecemento requirido cortando o material e engadindo unha cantidade significativa de quecemento por fricción ao polímero. O material avanza a través dunha válvula de retención e recolle na parte dianteira do parafuso nun volume coñecido como a tiro. Un disparo é o volume de material que se usa para encher a cavidade do molde, compensar a contracción e proporcionar unha almofada (aproximadamente o 10% do volume total de disparo, que permanece no barril e impide que o parafuso caia cara abaixo) para transferir a presión dende o parafuso ata a cavidade do molde. Cando se xuntou suficiente material, o material é forzado a alta presión e velocidade na cavidade que forma a parte. Para evitar picos de presión, o proceso normalmente usa unha posición de transferencia correspondente a unha cavidade chea do 95-98% onde o parafuso pasa dunha velocidade constante a un control de presión constante. Moitas veces os tempos de inxección son moi inferiores a 1 segundo. Unha vez que o parafuso alcanza a posición de transferencia aplícase a presión de embalaxe, que completa o recheo do molde e compensa a contracción térmica, que é bastante alta para os termoplásticos en relación con moitos outros materiais. A presión de empaquetado aplícase ata que a porta (entrada da cavidade) se solidifica. Debido ao seu pequeno tamaño, a porta normalmente é o primeiro lugar que se solidifica a través de todo o seu grosor. Unha vez que a porta se solidifica, non pode entrar máis material na cavidade; en consecuencia, o parafuso corresponde e adquire material para o seguinte ciclo mentres o material do molde arrefríase para que poida ser expulsado e ser dimensionalmente estable. Esta duración de arrefriado redúcese drasticamente mediante o uso de liñas de arrefriamento que circulan auga ou aceite desde un controlador de temperatura externo. Unha vez alcanzada a temperatura requirida, o molde ábrese e unha serie de pasadores, manguitos, decapantes, etc. son levados cara adiante para desmoldar o artigo. Despois péchase o molde e repítese o proceso.

Para os termosetos, inxéctanse normalmente dous compoñentes químicos diferentes no barril. Estes compoñentes comezan inmediatamente reaccións químicas irreversibles que, eventualmente, enlazan o material nunha única rede de moléculas conectada. A medida que se produce a reacción química, os dous compoñentes fluídos transfórmanse permanentemente nun sólido viscoelástico. A solidificación no barril de inxección e o parafuso pode ser problemática e ter repercusións económicas; polo tanto, é vital minimizar a curación termoestable dentro do barril. Isto normalmente significa que o tempo de residencia e a temperatura dos precursores químicos minimízanse na unidade de inxección. O tempo de residencia pódese reducir minimizando a capacidade de volume do barril e maximizando os tempos de ciclo. Estes factores levaron ao uso dunha unidade de inxección fría termicamente illada que inxecta os produtos químicos que reaccionan nun molde quente illado térmicamente, o que aumenta a velocidade de reaccións químicas e resulta nun tempo máis curto necesario para acadar un compoñente termoendurecido solidificado. Despois de solidificar a peza, as válvulas péchanse para illar o sistema de inxección e os precursores químicos e o molde ábrese para expulsar as pezas moldeadas. Despois, o molde péchase e o proceso repítese.

Os compoñentes pre-moldeados ou mecanizados pódense inserir na cavidade mentres o molde está aberto, permitindo que o material inxectado no ciclo seguinte se forme e solidifique ao seu redor. Este proceso coñécese como Moldura de inserción e permite que as pezas individuais conteñan varios materiais. Este proceso adoita empregarse para crear pezas de plástico con parafusos metálicos saíntes, permitíndolles suxeitalas e desenterralas repetidamente. Esta técnica tamén se pode empregar para etiquetado en molde e tamén se poden unir tapas de película a recipientes de plástico moldeados.

Na parte final adoitan estar presentes unha liña de separación, canle, marcas de porta e marcas de pasador expulsor. Normalmente non se desexa ningunha destas características, pero son inevitables debido á natureza do proceso. As marcas de porta prodúcense na porta que une as canles de entrega de fusión (cola e corredor) á cavidade que forma a parte. As marcas da liña de separación e dos pinos do expulsor resultan de pequenas desalineacións, desgaste, ventilacións gaseosas, separacións para as partes adxacentes en movemento relativo e / ou diferenzas dimensionais das superficies de apareamento que contactan co polímero inxectado. As diferenzas dimensionais pódense atribuír a deformacións inducidas pola presión durante a inxección, tolerancias de mecanizado e expansión térmica e contracción non uniformes dos compoñentes do molde, que experimentan un ciclo rápido durante as fases de inxección, envasado, arrefriamento e expulsión do proceso. . Os compoñentes do molde adoitan deseñarse con materiais de varios coeficientes de expansión térmica. Estes factores non se poden contabilizar simultaneamente sen incrementos astronómicos no custo do deseño, fabricación, procesamento e control da calidade. O hábil deseñador de moldes e pezas situará estes detrimentos estéticos en áreas ocultas se é factible.

historia

O inventor estadounidense John Wesley Hyatt, xunto co seu irmán Isaías, Hyatt patentou a primeira máquina de moldaxe por inxección en 1872. Esta máquina era relativamente sinxela en comparación coas máquinas que se utilizan na actualidade: funcionaba como unha agulla hipodérmica grande, usando un émbolo para inxectar plástico a través dun cilindro nun molde. A industria progresou lentamente co paso dos anos, producindo produtos como estantes de colar, botóns e peites de pelo.

Os químicos alemáns Arthur Eichengrün e Theodore Becker inventaron en 1903 as primeiras formas solubles de acetato de celulosa, que eran moito menos inflamables que o nitrato de celulosa. Finalmente puxo a disposición nunha forma de po a partir da cal foi moldeada facilmente por inxección. Arthur Eichengrün desenvolveu a primeira prensa de moldeo por inxección en 1919. En 1939, Arthur Eichengrün patentou a moldura por inxección de acetato de celulosa plastificada.

A industria expandiuse rapidamente nos anos 1940 porque a Segunda Guerra Mundial creou unha enorme demanda de produtos baratos e producidos en serie. En 1946, o inventor estadounidense James Watson Hendry construíu a primeira máquina de inxección de parafuso, que permitiu un control moito máis preciso sobre a velocidade de inxección e a calidade dos artigos producidos. Esta máquina tamén permitiu mesturar material antes da inxección, de xeito que se podía engadir plástico coloreado ou reciclado ao material virxe e mesturar completamente antes de ser inxectado. Hoxe as máquinas de inxección de parafuso representan a gran maioría de todas as máquinas de inxección. Na década de 1970, Hendry desenvolveu o primeiro proceso de moldeo por inxección asistido por gas, que permitiu a produción de artigos ocos complexos que se arrefriaron rapidamente. Isto mellorou moito a flexibilidade do deseño, así como a resistencia e acabado das pezas fabricadas, reducindo o tempo de produción, custo, peso e residuos.

A industria do moldeo por inxección de plástico evolucionou ao longo dos anos desde a produción de peites e botóns ata producir unha gran variedade de produtos para moitas industrias, incluíndo automoción, médica, aeroespacial, produtos de consumo, xoguetes, fontanería, envases e construción.

Exemplos de polímeros máis adecuados para o proceso

Pódense empregar a maioría dos polímeros, ás veces chamados resinas, incluídos todos os termoplásticos, algúns termoestables e algúns elastómeros. Desde 1995, o número total de materiais dispoñibles para moldaxe por inxección aumentou a un ritmo de 750 por ano; había aproximadamente 18,000 materiais dispoñibles cando comezou esa tendencia. Os materiais dispoñibles inclúen aliaxes ou mesturas de materiais desenvolvidos anteriormente, polo que os deseñadores de produtos poden escoller o material co mellor conxunto de propiedades dunha ampla selección. Os principais criterios para a selección dun material son a forza e a función requiridos para a parte final, así como o custo, pero tamén cada material ten parámetros diferentes para o moldeado que hai que ter en conta. Os polímeros comúns como o epoxi e o fenólico son exemplos de plásticos termoendurecibles mentres que o nylon, o polietileno e o poliestireno son termoplásticos. Ata hai relativamente pouco tempo, os resortes de plástico non eran posibles, pero os avances nas propiedades do polímero fanos agora bastante prácticos. As aplicacións inclúen fibelas para ancorar e desconectar as cintas dos equipos exteriores.

equipamento

As máquinas de moldaxe por inxección consisten nunha tolva de material, un ariete de inxección ou un émbolo tipo parafuso e unha unidade de calefacción. Tamén coñecidas como prensas, suxeitan os moldes nos que se conforman os compoñentes. As prensas clasifícanse por tonelaxe, que expresa a cantidade de forza de suxeición que pode exercer a máquina. Esta forza mantén o molde pechado durante o proceso de inxección. A tonelaxe pode variar de menos de 5 toneladas a máis de 9,000 toneladas, sendo as cifras máis altas empregadas en poucas operacións de fabricación. A forza total de pinza necesaria está determinada pola área proxectada da peza que se está moldeando. Esta área proxectada multiplícase por unha forza de suxeición de 1.8 a 7.2 toneladas por cada centímetro cadrado das áreas proxectadas. Como regra xeral, 4 ou 5 toneladas / in² pódese usar para a maioría dos produtos. Se o material plástico é moi ríxido, requirirá máis presión de inxección para encher o molde e, polo tanto, máis tonelaxe de pinzas para manter o molde pechado. A forza requirida tamén pode ser determinada polo material empregado e o tamaño da peza; as pezas máis grandes requiren unha maior forza de suxeición.

molde

molde or morrer son os termos comúns empregados para describir a ferramenta usada para producir pezas de plástico no moldeado.

Dado que os moldes foron caros de fabricar, normalmente só se empregaban na produción en masa onde se producían miles de pezas. Os moldes típicos están construídos a partir de aceiro endurecido, aceiro pre-endurecido, aluminio e / ou aliaxe de berilio-cobre. A elección do material para construír un molde é principalmente económica; en xeral, os moldes de aceiro custan máis construír, pero a súa maior vida compensará o maior custo inicial nun número maior de pezas feitas antes de desgastarse. Os moldes de aceiro pre-endurecidos son menos resistentes ao desgaste e úsanse para requirimentos de menor volume ou compoñentes máis grandes; a súa dureza típica do aceiro é de 38-45 na escala Rockwell-C. Os moldes de aceiro endurecido son tratados térmicamente despois do mecanizado; estes son moi superiores en termos de resistencia ao desgaste e duración da vida. A dureza típica oscila entre 50 e 60 Rockwell-C (HRC). Os moldes de aluminio poden custar substancialmente menos e, cando se deseñan e mecanizan con modernos equipos informáticos, poden resultar económicos para moldear decenas ou incluso centos de miles de pezas. O cobre de berilio úsase en áreas do molde que requiren unha rápida eliminación de calor ou en zonas que máis calor cortante xeran. Os moldes pódense fabricar mediante mecanizado CNC ou mediante procesos de mecanizado de descargas eléctricas.

Deseño de moldes

O molde está composto por dous compoñentes primarios, o molde de inxección (placa A) e o molde de expulsor (placa B). A estes compoñentes tamén se lles denomina moldeador maquinista. A resina plástica entra no molde a través de sprue or porta no molde de inxección; o casquete freado é selar firmemente contra a boquilla do barril de inxección da máquina de moldear e permitir que o plástico fundido flúa desde o barril no molde, tamén coñecido como o cala. O casquillo de espuma dirixe o plástico fundido cara ás imaxes da cavidade a través de canles que se mecanizan cara ás caras das placas A e B. Estas canles permiten que o plástico corra ao longo deles, polo que se lles chamacorredores. O plástico fundido flúe polo corredor e entra nunha ou máis portas especializadas e na xeometría da cavidade para formar a parte desexada.

A cantidade de resina necesaria para encher o espiga, o corredor e as cavidades dun molde comprende un "tiro". O aire atrapado no molde pode escapar a través das salidas de aire que están moídas na liña de separación do molde ou ao redor dos pasadores e deslizantes expulsores lixeiramente máis pequenos que os buratos que os retén. Se non se deixa escapar o aire atrapado, é comprimido pola presión do material entrante e espremido nas esquinas da cavidade, onde impide o enchido e tamén pode causar outros defectos. O aire pode chegar a ser tan comprimido que se acende e queima o material plástico circundante.

Para permitir a eliminación da parte moldeada do molde, as características do molde non deben sobrecambiarse no sentido de que se abra o molde, a non ser que as pezas do molde estean deseñadas para moverse de entre tales rebordes cando o molde se abre (empregando compoñentes denominados elevadores ).

Lados da parte que aparecen paralelos coa dirección de trazado (o eixo da posición cored (burato) ou inserción é paralela ao movemento cara arriba e abaixo do molde mentres se abre e se pecha) normalmente son lixeiramente angulares, chamadas calado, para facilitar a liberación da peza do molde. Un calado insuficiente pode causar deformacións ou danos. O calado necesario para liberar o molde depende principalmente da profundidade da cavidade: canto máis profunda sexa a cavidade, máis calado será necesario. Tamén se debe ter en conta a contracción á hora de determinar o borrador requirido. Se a pel é moi delgada, entón a parte moldeada tenderá a encollerse sobre os núcleos que se forman mentres se arrefrían e se aferran a eses núcleos, ou a parte pode deformarse, torcerse, formarse ampollas ou racharse cando a cavidade se afasta.

Un molde adoita deseñarse de xeito que a parte moldeada permaneza de forma fiable no lado do expulsor (B) do molde cando se abre, e saca o corredor e o canón do lado (A) xunto coas pezas. A peza cae libremente cando é expulsada do lado (B). As portas do túnel, tamén coñecidas como portas submarinas ou de molde, están situadas debaixo da liña de separación ou da superficie do molde. Unha abertura está mecanizada na superficie do molde na liña de separación. A parte moldeada é cortada (polo molde) desde o sistema de corredor ao expulsar do molde. Os pasadores expulsores, tamén coñecidos como pasadores eliminables, son pasadores circulares colocados na metade do molde (normalmente a metade do expulsor), que empuxan o produto moldeado acabado ou o sistema de corredor fóra dun molde. A expulsión do artigo empregando pinos, mangas, decapantes, etc. pode causar impresións ou distorsións indesexables, polo que hai que ter coidado ao deseñar o molde.

O método estándar de refrixeración pasa un refrixerante (normalmente auga) a través dunha serie de orificios perforados polas placas do molde e conectados por mangueiras para formar unha vía continua. O refrixerante absorbe a calor do molde (que absorbeu calor do plástico quente) e mantén o molde a unha temperatura adecuada para solidificar o plástico ao ritmo máis eficiente.

Para facilitar o mantemento e a ventilación, as cavidades e núcleos divídense en pezas chamadas insercións, e subasembleas, tamén chamadas insercións, bloquesou bloques de persecución. Ao substituír insercións intercambiables, un molde pode facer varias variacións da mesma parte.

Fórmanse partes máis complexas usando moldes máis complexos. Estes poden ter seccións chamadas diapositivas, que se moven nunha cavidade perpendicular á dirección de trazado para formar características de pezas de cambio. Ao abrir o molde, as diapositivas retíranse da parte plástica empregando "pinos de ángulo" estacionarios na metade estacionaria do molde. Estes pinos entran nunha ranura nas diapositivas e fan que as diapositivas se despracen cara atrás cando se abra a metade móbil do molde. A parte é expulsada e o molde péchase. A acción de peche do molde fai que as diapositivas avanzan ao longo dos pasadores.

Algúns moldes permiten volver a inserir as pezas previamente moldeadas para permitir que se forme unha nova capa de plástico arredor da primeira parte. A isto a miúdo denomínase sobremovado. Este sistema pode permitir a produción de pneumáticos e rodas dunha soa peza.

Os moldes de dous ou varios disparos están deseñados para "sobremoldearse" nun só ciclo de moldaxe e deben procesarse en máquinas especializadas de moldaxe por inxección con dúas ou máis unidades de inxección. Este proceso é realmente un proceso de moldeo por inxección realizado dúas veces e, polo tanto, ten unha marxe de erro moito menor. No primeiro paso, o material da cor base está moldeado nunha forma básica, que contén espazos para o segundo plano. A continuación, o segundo material, dunha cor diferente, está moldeado por inxección neses espazos. Os botóns e as teclas, por exemplo, feitos con este proceso teñen marcas que non poden desgastarse e permanecen lexibles cun uso intenso.

Un molde pode producir varias copias das mesmas partes nun só "disparo". O número de "impresións" no molde desa parte a miúdo refírese incorrectamente como cavitación. Unha ferramenta cunha impresión chamarase a miúdo un único molde de impresión (cavidade). Un molde con 2 ou máis cavidades das mesmas partes probablemente denominarase molde de impresión múltiple (cavidade). Algúns moldes de gran volume de produción (como os para tapóns de botella) poden ter máis de 128 cavidades.

Nalgúns casos, a ferramenta con varias cavidades moldeará unha serie de partes diferentes na mesma ferramenta. Algúns fabricantes de ferramentas chaman a estes moldes da familia de moldes xa que todas as partes están relacionadas. Exemplos son kits de modelos plásticos.

Almacenamento de moldes

Os fabricantes teñen unha gran lonxitude para protexer moldes personalizados debido aos seus altos custos medios. Mantéñase o nivel de temperatura e humidade perfecto para garantir a maior vida útil posible para cada molde personalizado. Os moldes personalizados, como os empregados para o moldeo por inxección de goma, almacénanse en ambientes controlados pola temperatura e humidade para evitar o deformación.

Materiais de ferramentas

A miúdo úsase aceiro de ferramentas. O aceiro lixeiro, o aluminio, o níquel ou o epoxi só son axeitados para prototipos ou producións moi curtas. O aluminio duro moderno (aliaxes 7075 e 2024) cun deseño adecuado de moldes pode producir facilmente moldes capaces de durar 100,000 ou máis cun mantemento adecuado do molde.

Usinagem

Os moldes están construídos mediante dous métodos principais: mecanizado estándar e EDM. O mecanizado estándar, na súa forma convencional, foi historicamente o método de construción de moldes de inxección. Co desenvolvemento tecnolóxico, o mecanizado CNC converteuse no medio predominante para fabricar moldes máis complexos con detalles máis precisos en moldes en menos tempo que os métodos tradicionais.

O mecanizado de descarga eléctrica (EDM) ou o proceso de erosión de chispas usouse amplamente na fabricación de moldes. Ademais de permitir a formación de formas difíciles de mecanizar, o proceso permite que se moldeen moldes pre-endurecidos para que non se precise un tratamento térmico. Os cambios dun molde endurecido mediante perforación e fresado convencionais normalmente requiren un recocido para suavizar o molde, seguido dun tratamento térmico para endurecer de novo. O EDM é un proceso sinxelo no que un electrodo con forma, normalmente feito de cobre ou grafito, baixa moi lentamente sobre a superficie do molde (durante un período de moitas horas), que está inmerso no aceite de parafina (queroseno). Unha tensión aplicada entre a ferramenta e o molde provoca unha erosión chispa da superficie do molde na forma inversa do electrodo.

Custa

O número de cavidades incorporadas a un molde correlacionará directamente nos custos de moldeado. Menos cavidades requiren moito menos traballo de ferramentas, polo que limitar o número de cavidades á súa vez producirá menores custos de fabricación iniciais para construír un molde de inxección.

Como o número de cavidades xoga un papel vital nos custos de moldaxe, tamén o fai a complexidade do deseño da peza. A complexidade pódese incorporar a moitos factores como o acabado da superficie, os requisitos de tolerancia, os fíos internos ou externos, os detalles finos ou o número de cortes que se poden incorporar.

Outros detalles, como subcargos, ou calquera outra que provoca ferramentas adicionais aumentará o custo do molde. O acabado superficial do núcleo e a cavidade dos moldes influirá aínda máis no custo.

O proceso de moldeo por inxección de goma produce un alto rendemento de produtos duradeiros, o que o converte no método de moldeo máis eficiente e rendible. Procesos consistentes de vulcanización que implica un control preciso da temperatura reduce significativamente todos os residuos.

Proceso de inxección

Co moldeo por inxección, o plástico granular é alimentado por un carneiro forzado dunha tolva nun barril quentado. A medida que os gránulos son lentamente avanzados por un émbolo tipo parafuso, o plástico é forzado a entrar nunha cámara quentada, onde está fundido. A medida que o émbolo avanza, o plástico fundido vese forzado a través dunha boquilla que se apoia contra o molde, permitíndolle entrar na cavidade do molde a través dun sistema de cancela e corredor. O molde permanece frío polo que o plástico solidifícase case tan pronto como o molde se enche.

Ciclo de moldeo por inxección

A secuencia de eventos durante o molde de inxección dunha parte plástica denomínase ciclo de moldaxe por inxección. O ciclo comeza ao pechar o molde, seguido da inxección do polímero na cavidade do molde. Unha vez cuberta a cavidade, mantense unha presión de retención para compensar o encollemento do material. No seguinte paso, o parafuso xira, alimentando o seguinte disparo ao parafuso dianteiro. Isto fai que o parafuso se retraia cando se prepara o seguinte disparo. Unha vez que a parte está suficientemente fría, o molde ábrese e a parte é expulsada.

Caucho versus moldura tradicional

Tradicionalmente, a porción de inxección do proceso de moldaxe facíase a unha presión constante para encher e empaquetar a cavidade. Non obstante, este método permitiu unha gran variación nas dimensións dun ciclo a outro. O máis utilizado agora é o moldeo científico ou desacoplado, un método iniciado por RJG Inc. Nesta "inxección de plástico" desacoplase "en etapas para permitir un mellor control das dimensións das pezas e máis ciclo a ciclo (normalmente chamado tiro a -shot na industria) consistencia. Primeiro a cavidade énchese ata o 98% aproximadamente usando o control de velocidade (velocidade). Aínda que a presión debería ser suficiente para permitir a velocidade desexada, as limitacións de presión durante esta etapa non son desexables. Unha vez que a cavidade está chea ao 98%, a máquina cambia do control de velocidade ao control da presión, onde a cavidade "empaquétase" a unha presión constante, onde se require unha velocidade suficiente para alcanzar as presións desexadas. Isto permite controlar as dimensións das pezas a milésimas de polgada ou mellor.

Diferentes tipos de procesos de moldeo por inxección

Aínda que a maioría dos procesos de moldeo por inxección están cubertos pola descrición do proceso convencional anterior, hai varias variacións importantes do moldeado, incluíndo, pero non limitándose a:

• fundición
• Moldura por inxección de metais
• Moldeado por inxección de parede fina
• Moldeo por inxección de caucho de silicona líquida

Aquí podes atopar unha lista máis completa dos procesos de moldaxe por inxección:

Resolución de problemas do proceso

Como todos os procesos industriais, a moldaxe por inxección pode producir pezas defectuosas. No campo do moldeo por inxección, a resolución de problemas realízase a miúdo examinando pezas defectuosas para defectos específicos e abordando estes defectos co deseño do molde ou as características do propio proceso. Os ensaios a miúdo realízanse antes de que se produza a produción completa nun esforzo para predecir defectos e determinar as especificacións apropiadas para usar no proceso de inxección.

Ao encher por primeira vez un molde novo ou descoñecido, onde se descoñece o tamaño do disparo dese molde, un técnico / axustador de ferramentas pode realizar unha proba antes dunha produción completa. Comeza cun peso pequeno e enche gradualmente ata que o molde está cheo do 95 ao 99%. Unha vez conseguido, aplicarase unha pequena cantidade de presión de retención e aumentará o tempo de retención ata que se produza a conxelación da porta (tempo de solidificación). O tempo de conxelación da porta pódese determinar aumentando o tempo de espera e pesando a peza. Cando o peso da peza non cambia, sábese que a porta está conxelada e non se inxecta máis material na peza. O tempo de solidificación da porta é importante, xa que determina o tempo do ciclo e a calidade e consistencia do produto, que é un problema importante na economía do proceso de produción. A presión de suxeición aumenta ata que as pezas estean libres de pías e se logre o peso das pezas.

Defectos de moldura

O moldeo por inxección é unha tecnoloxía complexa con posibles problemas de produción. Pódense causar por defectos nos moldes ou máis a miúdo polo propio proceso de moldaxe.

Métodos como a TC digital pode axudar a atopar estes defectos externamente e internamente.

Tolerancias

A tolerancia ao moldeo é unha asignación especificada para a desviación en parámetros como dimensións, pesos, formas ou ángulos, etc. Para maximizar o control na configuración de tolerancias normalmente hai un límite mínimo e máximo de grosor, en función do proceso empregado. O moldeo por inxección normalmente é capaz de ter tolerancias equivalentes a un grao IT de aproximadamente 9-14. A posible tolerancia dun termoplástico ou termoestable é de ± 0.200 a ± 0.500 milímetros. En aplicacións especializadas conséguense tolerancias tan baixas como ± 5 µm tanto en diámetros como en características lineais na produción en masa. Pódense obter acabados superficiais de 0.0500 a 0.1000 µm ou superior. Tamén son posibles superficies rugosas ou empedradas.

Os requisitos de enerxía

A potencia necesaria para este proceso de moldeo por inxección depende de moitas cousas e varía entre os materiais empregados. Guía de referencia dos procesos de fabricación afirma que os requirimentos de enerxía dependen da "gravidade específica dun material, o punto de fusión, a condutividade térmica, o tamaño da peza e a velocidade de moldeo". A continuación móstrase unha táboa da páxina 243 da mesma referencia mencionada anteriormente que mellor ilustra as características relevantes para a potencia necesaria para os materiais máis usados.

Moldura robótica

A automatización significa que o menor tamaño das pezas permite que un sistema de inspección móbil poida examinar varias pezas máis rapidamente. Ademais de montar sistemas de inspección en dispositivos automáticos, os robots de eixes múltiples poden eliminar pezas do molde e colocalas para outros procesos.

Entre casos específicos inclúese a eliminación de pezas do molde inmediatamente despois da creación das pezas, así como a aplicación de sistemas de visión da máquina. Un robot aperta a parte despois de que os pinos de expulsión estendéronse para liberar a parte do molde. Mudalos cara a un lugar de explotación ou directamente a un sistema de inspección. A elección depende do tipo de produto, así como da disposición xeral dos equipos de fabricación. Os sistemas de visión montados en robots melloraron moito o control de calidade das pezas moldeadas por insertos. Un robot móbil pode determinar con máis precisión a precisión da colocación do compoñente metálico e inspeccionar máis rápido do que un humano pode.

galería