Las cavidades: factor clave del molde en la inyección de plásticos

En la actualidad vivimos en un mundo rodeado de productos plásticos. La manufactura de estas piezas puede ser mediante diversos procesos, como son:

De los anteriores el proceso que se utiliza para la manufactura de productos con altas propiedades mecánicas y gran estabilidad dimensional es la Inyección.

Para realizar el proceso de inyección, requerimos de:

Cuando ya hemos definido el diseño, proceso, material, periféricos para la manufactura de nuestro producto, procedemos a considerar el numero de cavidades del molde, ya que el numero de cavidades es directamente proporcional al costo, tanto del molde como de la producción de la pieza.

Para estimar el numero de cavidades optimo para nuestro molde debemos conocer las características de nuestra maquina inyectora tales como: presión de cierre, tamaño de disparo, capacidad de plastificación, relación L/D de husillo, distancia entre barras guía de platinas de maquina, entre otras.

La primera consideración debe ser mediante la capacidad de la maquina inyectora, en este caso el tamaño de disparo, mediante la siguiente formula:

La segunda consideración debe ser mediante la capacidad de la maquina inyectora, en este caso la capacidad de plastificación, mediante la siguiente formula:

Es necesario aclarar lo siguiente al realizar un disparo la maquina con el numero de cavidades calculado en CRP, se utiliza el máximo de plastificación de la maquina, por lo tanto:

NRP  ES MAYOR O IGUAL QUE CRP

NRP es el numero de cavidades máximo estimado pero este numero no garantiza un producto con un alto nivel de calidad, según la experiencia nos dice que debemos utilizar:

0.80 NRP pero nunca llegar a 0.40 NRP

Lo anterior por que trabajando la maquina a un 80% no la forzamos, y nunca obtendremos nuestros productos defectuosos. Si operamos la maquina con el 100%% NRP podemos no llenar las cavidades, no dar la suficiente compactación a las piezas, entre otros defectos, si trabajamos al 40% sobre compactaríamos, tendríamos tiempos de residencia en el molde muy altos dando lugar a la degradación del material, se forzaría el husillo en demasía provocando fracturas o la ruptura del molde.

Proveedores de diseño de moldes

A continuación le presentamos a Consultoría en Desarrollo de Proyectos, proveedor de diseño de moldes:

Consultoría en Desarrollo de Proyectos es una empresa dedicada al diseño, capacitación, asesoría, manufactura, mantenimiento, optimización de sus procesos.

Lo invitamos a conocerlos para que le permitan ayudarle a ser líderes en el mercado y así convertirse en una empresa autosuficiente y con los conocimientos necesarios para desarrollar su propia tecnología.

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El proceso de Rotomoldeo o Moldeo Rotacional

¿Qué es el proceso de Rotomoldeo?

El Rotomoldeo o Moldeo Rotacional es un proceso de manufactura o transformación de plásticos muy versátil que permite posibilidades de diseño ilimitadas con un bajo costo.

¿En qué consiste el proceso de Rotomoldeo?

El proceso se inicia con uno o varios moldes que son colocados en una máquina de rotomoldeo la cual cuenta con los mecanismos y/o etapas de calentamiento, enfriamiento y carga/descarga del molde.

Una cantidad de resina previamente pesada se coloca en el molde. El molde es sometido al proceso de calentamiento bien sea en un horno de convección de aire o mediante un sistema de flama abierta. Durante el calentamiento el molde es rotado biaxialmente en un eje principal y un eje secundario o mediante un sistema de rotación y basculado (también llamado rock & roll). La resina de funde al contacto con el molde caliente y cubre toda la superficie interna del mismo.

Una vez finalizado el ciclo de calentamiento el molde pasa a la etapa de enfriamiento, siempre rotando para garantizar una pared uniforme de la pieza. Finalizado el enfriamiento se abre el molde y se extrae la pieza para iniciar todo el ciclo.

¿Qué ventajas de diseño ofrece el proceso de rotomoldeo?

El rotomoldeo ofrece ventajas de diseño sobre otros procesos de transformación de plásticos. Con un diseño adecuado, artículos fabricados de otros materiales y con otros procesos que necesitan ensamble, pueden ser fabricados en una sola pieza mediante rotomoldeo, bajando as los costos de manufactura.

Otras ventajas incluyen espesores de pared uniformes y esquinas exteriores muy fuertes y libres de esfuerzos residuales. Si se requiere mayor resistencia en la pieza se pueden añadir costillas de refuerzo en el diseño.

Mediante rotomoldeo se producen partes que cumplen con las especificaciones del diseñador, quien puede especificar materiales especiales que cumplan con requerimientos de la FDA (Food and Drug Administration). Mediante el uso de aditivos también se pueden mejorar las propiedades del material como resistencia al medio ambiente, impacto, estática y resistencia a la flama.

El diseño de una pieza rotomoldeada puede incluir insertos metálicos, roscas, asas, entradas, superficies planas y detalles superficiales de acabado. Se pueden también fabricar piezas huecas o de doble pared para ser llenadas con espuma de poliuretano o polietileno espumado para añadir resistencia mecánica o propiedades isotérmicas.

¿Cuáles son las ventajas de costo del rotomoldeo?

El rotomoldeo tiene ventajas de costos de manufactura sobre otros procesos como la inyección y el soplado. Es viable la fabricación de piezas tanto grandes como chicas con bajos costos y con menor inversión de moldes.

El hecho de que las piezas son formadas mediante la combinación de calor y rotación, hace que los moldes no tengan que soportar las altas presiones de cierre del la inyección y el soplado.

Los costos de producción para la conversión de productos fabricados con otros procesos y materiales son bajos por la sustitución de materiales mas pesados y costosos por plástico, lo que hace al rotomoldeo un proceso rentable tanto para la fabricación de un prototipo como para la fabricación de grandes cantidades de piezas.

Proveedores de máquinas de rotomoldeo

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Reduction International ofrece una gama completa de soluciones para la industria del rotomoldeo, representando a fabricantes de máquinas como Rotoline (equipo de rotomoldeo), Reduction Engineering (sistemas de pulverización), Industrias Rueda (moldes fabricados con película metálica), e Integrated Design Systems (diseño de productos).

Rotoline fabrica las máquinas de rotomoldeo con los hornos de convección de aire más eficientes de la Industria. El horno de diseño cilíndrico reduce los ciclos hasta en un 50% comparado con hornos tradicionales, minimiza el consumo de gas e incrementa el número de ciclos por turno de trabajo. Adicionalmente el sistema "Shuttle" de las máquinas Rotoline requiere de una menor inversión inicial, tiene una mas alta productividad por brazo, requiere de menor espacio y tiene mayor flexibilidad que otros sistemas de máquinas de rotomoldeo.

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El proceso de extrusión del plástico

El plástico se compone de grandes moléculas formadas por la unión de otras más sencillas y resulta muy útil en la producción, envase y embalaje de múltiples productos. El plástico se consigue a través de la reacción química de derivados del petróleo y se moldea mediante el calor o la presión.

El proceso de extrusión

Los termoplásticos se fabrican utilizando el extrusor, una máquina que procesa estos materiales. La materia prima en forma de granos pequeños se introduce por un embudo en un cañón calentado, donde un cilindro con rosca de tornillo la transporta a lo largo del tubo.

El material se va fundiendo, por lo que ocupa menos espacio, y va saliendo por un extremo. Posteriormente, la fabricación del plástico se completa mediante dos procesos: la extrusión combinada con soplado y el moldeo con inyección a presión.

Moldeo con inyección a presión

El material de plástico se calienta hasta el punto de fusión, se inyecta a una alta presión en moldes con refrigeración, donde se enfría y se solidifica con la forma del objeto. El molde se construye en dos mitades que se separan después de la inyección para retirar el artículo de plástico. El proceso genera residuos sólidos, filtraciones de aceites hidráulicos y la utilización de aceites de refrigeración de herramientas.

Extrusión combinada con soplado

La materia prima plástica se funde y se procesa a través de una boquilla. Luego, mediante una serie de operaciones auxiliares, se obtienen los productos de material plástico. Este proceso incluye la generación de desechos sólidos, la utilización de agua para el enfriamiento, y, en algunos casos, de disolventes químicos que emiten compuestos orgánicos volátiles responsables de la formación del ozono troposférico.

Para realizar el proceso de inyección, se requiere de una máquina inyectora, molde, periféricos y materia prima. Una vez definido el diseño, proceso, material, periféricos para la manufactura del producto, se debe considerar el numero de cavidades del molde, ya este es directamente proporcional al costo, tanto del molde como de la producción de la pieza.

Diseño de moldes extrusión-soplo

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A continuación le presentamos a Consultoría en Desarrollo de Proyectos, proveedor de diseño de moldes extrusión-soplo:

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