Introduccion a los Plasticos

 Introduccion a la Inyeccion de Plasticos

Cuando miramos a nuestro alrededor nos fijamos que la mayor parte de los objetos contiene partes plasticas. ¿Pero como realizamos este tipo de objetos?

Para introducir al mundo de los plastico primeramente tenemos que revisar algunas teorias que nos ayudan entender este tipo de procedimientos. Nos centraremos en materias como:      

 

Sus principios nos ayudan a entender el movimiento que tiene el plastico al momento de se inyectado.

Este nos permite entender como esta conformado cada atomo de los diferentes tipos de material existentes para la fabricacion.

Nos ayuda a observar la transferencia de energia que existe en una inyectora,molde y el plastico.

¿Que es el moldeo por Inyeccion?

El moldeo por inyeccion es un sistema de produccion usado por las industrias manufactureras para la fabricacion de piezas de plastico. Para ello se utiliza herramientas y maquinaria exclusiva para su fabricacion, su materia prima proviene de granulos plasticos con el nombre de pellets.

INDICE

1. TIPOS DE PLASTICO
2. INYECTORAS DE PLASTICO
3. MOLDES PARA INYECCION DE PLASTICO
4. PROCESO DE INYECCION
5. MOLDEO CIENTIFICO

Tipos de Plastico

 Tipos de Plasticos

En el proceso de moldeo la principal fuente de valor esta destinada en su diseño, funcionalidad y costos. Para esto necesitamos conocer el tipo de plastico a usarse en el proceso.

Tenemos diferentes tipos de materiales destinados para toda la industria de plastificacion reciclable y estos son clasificados de la siguiente manera:

1. Tereftalato de Polietileno (PET o PETE)
2. Polietileno de Alta Densidad (HDPE)
3. Policloruro de Vinilo (PVC)
4. Polietileno de Baja Densidad (LDPE)
5. Polipropileno (PP)
6. Poliestireno (PS)
7. Otros.

Maquinaria

La inyeccion de plasticos se trabaja con herramientas exclusivas para su tipo de formado, ya que este se diseña acorde a su funcionalidad como por ejemplo tenemos moldes para produccion de botellas y para esto necesitamos que nuestra maquinaria contenga un sistema de soplado el cual permita llenar las cavidades del molde con todo el plastico posible dejando el espacio hueco del cilindro, tambien tenemos otro tipo de maquinarias que nos permite una inyeccion vertical para llenado de cavidades y de esta forma poder combinar dos tipos de materiales como en la fabricacion de alicates o chuchillos.

 PROCESO DE INYECCION

Cuando utilizamos una inyectora de plastico vemos que sigue un procedimiento de trabado. Los pasos en los cuales se basa el proceso de inyeccion son los siguientes:

1. Cierre de Molde
2. Inyeccion de Plastico
3. Sostenimiento
4. Carga de material
5. Remanente / Enfriamiento
6. Apertura y Expulsion

Cierre de Molde

Esta basado a las especificaciones generales que nos da nuestro propio molde ya que este se encuentra basado en distintos tipos de movimientos segun la necesidad que se tenga para evitar deterioro en el mismo.

• Cierre rapido
• Cierre lento

Inyeccion de Plastico

Es el proceso en el cual la boquilla se acerca hacia el bebedero del molde y este mueve el husillo en su interior con el fin de expulsar el plastico hacia las cavidades del molde.

Sostenimiento

Despues de realizar la inyeccion del material, el husillo realiza la presion calibrada con el fin de ayudar en el empaquetado del material inyectado.

Carga de Material

Mientras el material inyectado cumple la funsion de enfriamiento el husillo realiza la carga de material desde la tolva hacia su interior.

Remanencia/Enfriamiento

Cumple la funsion de plastificar el material mendiante el sistema de enfriamiento de agua, el cual expulsa toda la energia/calor sobrante mediante el agua que recorre en el interior del molde.

Apertura y Expulsion

Despues de cumplir el ciclo de enfriamiento la maquina abre el molde para realizar la expulsion del semielaborado.

Dependiendo el diseno del molde algunos pueden tener un sistema de expulsion automatico que nos consiste en el empuje de la piezas en las cavidades mediante palillos que son activados por un piston hidraulico.   

Tiempo de ciclo

Este se basa a la cantidad de tiempo usado por la calibracion dada por el operador a cada una de las secuencias antes mensionadas.

Con esto podemos realizar una referencia a la cantidad por hora que la maquina produce.

VIDEO REFERENCIA

https://youtu.be/b1U9W4iNDiQ

Como podemos apreciar en el video todo el ciclo de trabajo sigue una secuencia de trabajo ciclica.

Moldeo Cientifico

Moldeo por Inyección Científico

 Es una metodología para la optimización del proceso de inyección de plásticos que hace uso de técnicas organizadas consecuentemente y respaldadas y documentadas científicamente; con el propósito de minimizar recursos y maximizar la calidad de los productos. El moldeo científico se basa en obtener datos durante el proceso de inyección, los que servirán para tomar decisiones, cuando la pieza se está formando; y en un segundo paso, si las piezas siguen teniendo una calidad deficiente, se pueda modificar los parametros , que permitan mejorar la calidad de las piezas.  El sistema de moldeo por Inyección Científico es un método ideal para la optimización de su proceso de moldeo por inyección y adquirir una visión más amplia y completa del proceso de Inyección. La metodología del moldeo científico se aplica para obtener procesos estables, interpretar curvas de viscosidad para encontrar el tiempo de llenado óptimo, aprender a realizar la gráfica del sellado del gate para optimizar el tiempo de empaque y determinar cuando un molde está limitado por presión. Optimizar el proceso de moldeo por inyección mediante datos y así desarrollar procesos estables en sus máquinas. Es una metodología apoyada por diferentes tipos de tests y herramientas que permiten analizar el proceso de inyección a través de ensayos en la misma máquina y la definición de parámetros de procesos robustos.

Propósito : Obtener información y recomendaciones sobre aspectos tan relevantes como

• Ajuste de parámetros para tener un proceso robusto sin rechazos
  
• Obtención de la curva de viscosidad
  
• Estudio del balanceo de cavidades
  
• Estudio de la pérdida de presión
  
• Determinación de la ventana de proceso
  
• Estudio del sellado de la entrada
  
• Determinación del tiempo de enfriamiento
  
• Portabilidad entre máquinas
  
• Medición temperatura real molde y masa
  
• Estudio de chequeo punta de husillo para determinar si hay problemas con el husillo o válvula de cierre
  
• Estudio teoría nº Reynols para obtener una refrigeración correcta
  
• Calculo cizalla entradas para saber si el material cizalla cuando pasa por los puntos de inyección
  
• Selección de la maquina idónea para inyectar un molde
  
• Registro de datos en hoja de parámetros para asegurar repetibilidad del proceso de inyección
  

El estudio de 6 pasos

La curva de viscosidad (reología), el estudio de congelación de puertas y el estudio de caída de presión fue un estudio de estudios de moldes científicos. El Diagrama de área de moldeo (MAD) es el paso más importante y crítico para determinar la robustez del proceso de moldeo. El balance de los rellenos en cavidades también fue identificado como un paso importante. Al incorporar este único paraguas, acuñó el término Estudio de 6 pasos para ayudar a optimizar la robustez del proceso. A continuación se presentan los 6 pasos que deben considerarse. Como siempre, siempre hay advertencias y excepciones a cada uno de estos.

Los 6 pasos

• Curva de viscosidad
  
• Estudio del balanceo de las cavidades
  
• Estudio de la pérdida de presión
  
• Determinación de la ventana de proceso
  
• Estudio del sellado de la entrada
  
• Determinación del tiempo de enfriamiento
  
• Portabilidad entre máquinas
  

Secado

Es Primero se seca el material según la fecha técnica  tomando una muestra para medir su humedad después del tiempo transcurrido. El valor tiene que ser menor al recomendado por la literatura que es de menor de 1000 ppm (0.1%). Una vez seco el material, se inicia el proceso de inyección ingresando los valores proporcionados por la ficha técnica, y considerando una velocidad de inyección intermedia en relación a su capacidad máxima,  la presión posterior se  considera el 75% de la presión de inyección y tomando en cuenta el punto de conmutación para definir el tiempo de presión posterior.

1 - Generación de la curva de viscosidad

La viscosidad es una propriedad mas importante en el flujo , ya que representa la reistencia del material a fluir. La Viscosidad varia, además de con la temperatura, con la velocidad de deformación. El primero pasos sirve para crear una curva de viscosidad que permita tener una relación entre la velocidad de inyección y su relación con la viscosidad aparente, como efecto de los cambios en la velocidad de inyección.

El estudio científico de la curva de viscosidad ayuda a mostrar el efecto producido por la velocidad de inyección en la viscosidad, y también muestra la región de viscosidad más consistente. Al monitorear estos datos, reduce la variación entre los lotes de producción. La idea de "inyectar tan rápido como sea necesario y no tan rápido como sea posible" está directamente relacionada con este estudio, ya que una velocidad más lenta es aceptable si es posible.

• Muestra el efecto de la velocidad de inyección sobre la viscosidad.
  
• Muestra la región de viscosidad más consistente.
  
• Reduce la variación de lote a lote.
  
• Precaución,  puede no ser aplicable para insertar componentes moldeados
  
• Puede no ser aplicable a componentes ópticos
  
• Las velocidades rápidas de inyección pueden causar la degradación del material y la combustión
  
• Sugerencia, inyectar tan rápido como sea necesario, as velocidades más lentas son aceptables
  

2 - Estudio de balance de cavidad

Este aspecto del proceso revela el balance de relleno entre cada cavidad. Ayuda en el logro de una mejor consistencia entre las cavidades. Facilita el estudio del% de desequilibrio y proporciona resultados basados en casos.

• Muestra el balance de llenado entre todas las cavidades.
  
• Ayuda a lograr una mejor consistencia de cavidad a cavidad
  
• Precaución, la % de desequilibrio puede ser muy engañoso en partes más pequeñas
  
• Sugerencia, estudia el% de desequilibrio con las cavidades casi llenas.
  
• No tiene un límite de desequilibrio aceptable, por ejemplo, 3% o 5% o 10%. Debería ser caso por caso
  

3 - Estudio de caída de presión

Este estudio muestra si la presión del proceso es limitada, lo que puede afectar la consistencia. Se recomienda registrar la caída de presión a través de la boquilla y al final del llenado. Registrar la caída de presión en otras secciones es importante solo en el caso de procesos con presión limitada.

• Muestra si la presión del proceso es limitada.
  
• Ayuda en consistencia
  
• Precaución, al aumentar la presión, tenga cuidado para evitar daños por moho.
  
• Sugerencia, registre la caída de presión a través de la boquilla y el final del llenado, el resto de las secciones son importantes solo si el proceso está limitado por la presión y, por lo tanto, se puede eliminar
  

4 - Proceso estético ventana de estudio

Esto revela la capacidad del molde para formar piezas estéticamente aceptables. Técnicamente, una gran ventana de proceso estético es el primer paso hacia un proceso robusto.

• Muestra el grado de capacidad del molde para hacer piezas cosméticamente aceptables.
  
• Cuanto más grande sea la ventana, mejor son las posibilidades de consistencia.
  
• Precaución, al aumentar la presión, tenga cuidado para evitar daños por moho.
• Presiones más altas pueden causar el sobreembalaje de la pieza.
  
• Sugerencia, no use presiones de más de 5000 psi de presión plástica sobre el extremo inferior de la presión aceptable
• Una gran ventana de proceso cosmético es el primer paso para un proceso robusto
  

5 - Estudio del sello de la puerta

Esto muestra la acción del sello de la puerta. Ayuda a la consistencia de disparo a disparo. Sin embargo, no es recomendable realizar un estudio de sellado de la puerta en un molde de canal caliente. Además, si el gráfico no se aplana, indica el tiempo para la acción "Empaquetar y mantener".

• Muestra cuando la puerta se sella
  
• Ayuda en consistencia tiro a tiro
  
• Precaución, no realice un estudio de sello de la puerta en un molde de canal caliente
  
• Con tamaños de portones grandes, el gráfico nunca se puede aplanar, tenga cuidado al sobreembalaje de la pieza
  
• Con materiales más blandos, como las olefinas, el gráfico nunca puede aplanarse
  
• Sugerencia, cuando el gráfico no se aplana, tenga en cuenta el concepto ‘Pack and Hold’
  

6 - Estudio de tiempo de enfriamiento

Este aspecto muestra el efecto del tiempo de enfriamiento en la producción. También mejora la eficiencia del ciclo. También se recomienda realizar el estudio a temperaturas más altas del molde.

• Muestra el efecto del tiempo de enfriamiento.
  
• Mejora la eficiencia del ciclo.
  
• Precaución, cuando se moldea a tiempos de enfriamiento más bajos, el molde tarda más tiempo en alcanzar el equilibrio térmico
  
• Sugerencia, realice el estudio en el extremo superior de la temperatura de fusión o molde.
  
• Para olefinas, fije las temperaturas del molde o de fusión en el lado inferior y trabaje con el otro en el lado superior

Fuente:  https://www.mexpolimeros.com/pro/moldeo-cientifico.html