51 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. “perfiles de control”, el primero de ellos con baja velocidad y alta presión, el segundo con alta velocidad y baja presión, el tercero se disminuye la velocidad para dar inicio a la protección y seguro de molde, y se mantiene baja presión hasta que se logre el sello entre las dos caras o parte del molde, al finalizar se aplica la fuerza de cierre requerida para lograr contrarrestar la presión de inyección. Imagen 35. Cierre de molde y parámetros. Fase 2: fase de inyección y empaque. En esta fase el ciclo el tornillo o husillo inyecta el material, actuando como pistón, sin girar, forzando el material a pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presión de inyección. Imagen 36. Inyección y empaque. El empaque ayuda a la retención del material plástico dentro del molde evitando con ello el retroceso de este, con ello genera la presión necesaria para imprimir el plástico en toda la superficie del molde. Fase 3: fase de sostenimiento.
52 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando una presión de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la contracción de la pieza durante el enfriamiento. La presión de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyección y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse. Fase 4: fase de plastificación. El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y plastificándolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una presión contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyección. Imagen 38. Carga o dosificación. Fase 5: fase de enfriamiento. En esta fase el calor de la pieza se ve disipado gracias a los canales de enfriamiento ubicados al interior del molde y el paso del material refrigerante que este utilice, normalmente agua. El tornillo debe tener tiempo para recargar El curado de la parte debe tener el suficiente tiempo para poder expulsar la pieza sin deformarla Darle Tiempo para que la parte mantenga la estabilidad dimensional y puede repetir el siguiente ciclo Imagen 37. Sostenimiento.
53 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. El grosor de la pared indicara el tiempo de enfriado Dejar el tiempo necesario para que el corredor (“sprue”) solidifique Es el tiempo donde el husillo está en la etapa de carga de material, pero también está relacionado directamente con el tiempo de enfriamiento de la pieza, o cuando el molde se encuentra cerrado. Algunas máquinas tienen estos tiempos por separado, para que el tiempo de plastificación no dependa del tiempo de enfriamiento. Se recomienda que se ajuste las revoluciones por minuto y la contra presión del husillo, a modo de que termine la carga de plástico antes de que termine el tiempo de enfriamiento, para evitar que el molde abra antes de que termine la plastificación y se tengan problemas de escurrimiento de material. Fase 6: fase de botado o expulsión. En esta última fase una vez completado el tiempo de enfriamiento la pieza se encuentra endurecida de una manera que ya puede ser tomada por un operario o equipo auxiliar sin sufrir algún daño geométrico, para ello la fuerza de cierre se pierde dando paso a la apertura de la platina móvil, paso seguido la activación de la placa expulsora por barras o bien expulsión por aire. Imagen 39. Expulsión de la pieza, reinicio de ciclo.
54 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Fases del tiempo de clico de moldeo. Imagen 40. Tiempos de ciclo. 3.2 PARAMETROS DE INYECCION DE PLASTICOS. Los parámetros son valores que la maquina siempre viene tratando de cumplir de manera impecable, y además viene relacionado en forma directa con otros valores que nos protegen en caso de que algo salga mal. Si nuestro proceso se esta saliendo de control o los resultados colaterales pueden dañar el molde o la maquina tenemos que evitar este riesgo. Lo importante es que tenemos dos tipos de protecciones; los que se les llama límites y las que llamamos alarmas. Entonces vamos a definirlos de la siguiente manera: • Parámetro; es el valor que la maquina debe cumplir. • Limite; es un valor máximo aceptado, si se alcanza la maquina se alarma. Los cuatro tipos de programación pueden ser utilizados como; ❖ Parámetros. ❖ Limites. ❖ Protecciones. ❖ Alarmas.
55 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Lo que es importante señalar es que cualquiera de estos cuatro tipos de valores puede ser utilizados como parámetros o como limites, y por ultimo los limites los vamos a dividir en protecciones y alarmas. 1- El primer parámetro con el que hay que cumplir es la velocidad; las velocidades son valores calculados a partir de 2 posiciones y un tiempo. Entonces para cada periodo de tiempo (0.001 seg) compara la posición de inicio con la posición final. Cuando tenemos dos posiciones tenemos distancia, y cuando esta distancia la dividimos entre un tiempo obtenemos la velocidad. 2- El segundo parámetro para cumplir son las presiones: la presión es un valor recolectado del transductor de presión. La máquina pondrá a la bomba a levantar presión hasta que alcance este valor programado y lo mantenga. Para la presión las únicas etapas que llevan un parámetro de presión son el sostenimiento y la carga. 3- El tercer parámetro es la posición: son valores recolectados gracias a los transductores de distancia, a partir de alcanzar estas distancias la maquina comprueba si estas posiciones son las adecuadas para el proceso y cambiar de actividad. Es un parámetro cuando la maquina cambia ejecuta algo, normalmente es para cambiar de etapa de ciclo. Ejemplos de posición. ❖ Cerrar el molde; llegar a posición cero la maquina levanta alta presión e inicia la inyección. ❖ Inyección; al llegar a la posición de “conmutación” la maquina deja de inyectar y empieza a sostener. ❖ Carga; al llegar a la posición de carga o dosificación la maquina deja de girar el husillo y empieza la descompresión. ❖ Abrir molde; al llegar a la posición de “altura de molde” la maquina deja de abrir más el molde y empieza a botar o expulsar la pieza. ❖ Vamos a llamar parámetros de posición a todas las posiciones en donde la maquina cambia lo que está haciendo, y pasa a realizar otra actividad. En la mayoría de las etapas del ciclo. 4- El cuarto parámetro es el tiempo; el tiempo es un valor interno de la computadora, normalmente los únicos dos tiempos usados como parámetros siempre serán a partir de temporizadores que el PLC activa. Al terminar ese tiempo, por ser parámetro la maquina obligatoriamente tiene que cambiar de actividad. Ejemplos de tiempos: ❖ Tiempo de sostenimiento; cuando el tiempo se acaba la maquina deja de sostener y empieza a cargar. ❖ Tiempo de refrigeración; cuando el tiempo de refrigeración se termina la maquina deja de enfriar la pieza y empieza a abrir el molde.
56 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 3.2.1 PRIMERA ETAPA DE INYECCION. Ante la falta de claridad de los conceptos de inyección, la pregunta que todos hacen es ¿Qué es la primera etapa de inyección? Normalmente existen de para que sirve esta primera etapa de inyección, hasta donde debe llegar el husillo y que es realmente lo que sucede con el plástico. Por lo que lo primero que hay que entender que sucede en el pequeño movimiento de tiempo. Para definirlo vamos a decir que “es cuando introducimos la mayor parte de plástico dentro de la cavidad hasta llenar todos los rincones del molde” por ser lo primero que sucede desde el punto de vista inyección, de aquí su nombre, a diferencia en el sostenimiento que terminamos de llenar la pieza y compactarla. Una vez que introducimos casi todo el plástico o material al molde, conmutamos al sostenimiento, que es en donde terminamos de meter el resto del plástico necesario para obtener una pieza terminada, esto significa que termina la 1era inyección y comienza la segunda etapa. Para entender mejor la primera etapa de inyección lo vamos a realizar por medio de graficas de presión y velocidad con respecto a tiempo. En la mayoría de las maquinas estas graficas vienen integradas desde el control grafico básico. Imagen 41. Primera etapa de inyección. A continuación, presentaremos la etapa con un ejemplo y los cálculos necesarios para lograr dicha etapa.
57 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Ejercicio teórico. El ejercicio teórico que vamos a realizar corresponde a seguir diferentes pasos para encontrar los valores teóricos que tenemos que poner a la máquina para tratar de inyectar una pieza que corresponde a los siguientes datos. ❖ Peso neto de la pieza; 14.1 grs. ❖ Peso de la colada; 5.0 grs. ❖ Numero de cavidades; 4 cavidades. ❖ Peso específico del plástico; 1.34 kg/cm3 . ❖ Diámetro del husillo; 30mm (3cms) Primer paso. El primer paso va a ser determinar el volumen total de materia prima que vamos a inyectar o también conocido como el peso total del tiro, esto significa que este peso será; Peso total del tiro = peso neto * num. De cavidades + peso de la colada. (14.1) (4) + 5 = 61.4 gramos. NOTA; muchas veces las personas no consideran el peso de la colada al efectuar el cálculo, esto es un grave error, ya que algunas veces la colada llega a ser mas del 50% del tiro. Segundo paso. El segundo paso será calcular a partir del peso del tiro el volumen de plástico que tiene, para esto lo vamos a relacionar con el peso específico del material. Volumen de material = peso del tiro / peso específico. 61.4 gramos / 1.34 gramos/cms cúbicos = 45.82 cm3 . Tercer paso. El tercer paso será conocer el área del husillo. Para ello vamos a utilizar la simple formula de área de cilindro, el dato de 30 mm lo obtenemos de la máquina. Siempre traen una pequeña plaquita pegada o remachada en donde viene este dato. Área del husillo = π * r2 . (3.1416) (1.5) (1.5) = 7.0686 cm2 . Cuarto paso. Con estos datos, el cuarto paso será determinar la distancia a recorrer por el husillo durante la inyección, ya que tenemos el valor, sabremos que a este valor le agregamos al menos un diámetro de husillo para poner el valor la carga en la pantalla. Recorrido = volumen de plástico / área del husillo.
58 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. = 45.82 cm3 / 7.0686 cm2 . = 6.5 cm = 65.0 mm. • Punto de corte. Punto o posición de transferencia Es el punto donde la primera etapa de inyección cambia a la segunda etapa de llenado, que es donde se completa el llenado total. También lo podríamos entender como: la presión de inyección alta cambia a la presión de empaque. Esta posición es una de las más importantes o críticas en el proceso de moldeo, que afecta directamente a la consistencia del proceso y a la calidad de las partes. Si este punto es demasiado prematuro, puede provocar inconsistencia en la inyección o partes incompletas, hundimientos, o partes de mala calidad. Por lo contrario, si la transferencia se hace después del punto recomendado, la cavidad del molde se llena de plástico en su totalidad con presión de inyección alta, provocando exceso de material en la parte, sobre empaque de material, fuera de especificación dimensional, también se puede dañar el molde. Las máquinas de inyección tienen cuatro funciones de aplicación del punto de transferencia, dos de las cuales se ilustran en las siguientes figuras: ❖ Transferencia por posición ❖ Transferencia por tiempo ❖ Transferencia por presión ❖ Transferencia por presión de cavidad Punto de transferencia por posición Esto significa que una vez que el husillo ha llegado a una posición determinada por nosotros, un sensor lineal de distancia manda una señal para que cambie la inyección de primera etapa a segunda. Esta manera de inyectar es bastante confiable, ya que nos está garantizando un volumen relativamente constante de plástico en cada tiro si la válvula del husillo está en buen estado, y es la manera más utilizada de inyectar actualmente.
59 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Grafica 1. Transferencia por posición. Punto de transferencia por tiempo.Es cuando controlamos cuanto tiempo requerimos para obtener una pieza virtualmente llena, en las maquinas antiguas era la única opción con la que se contaba, actualmente esta opción está en máquinas modernas pero su efectividad es dudosa, el trabajo por tiempo NO nos garantiza que el volumen del plástico que entra al molde sea constante.
60 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Grafica 2. Transferencia por tiempo. Transferencia por presión. La finalidad de este método es no exceder la compactación de la pieza, sin embargo, se puede obtener un resultado muy similar a la inyección por posición o distancia si limitamos la presión a ciertos valores. La única diferencia es que la maquina seguirá inyectando con esta misma alta presión hasta que logre llenar el volumen de plástico especifico. Transferencia por presión de cavidad o presión interna de molde. Este método es algo muy interesante y novedoso, ya que consiste en colocar un sensor de presión dentro de la cavidad para detectar como se está comportando la presión del plástico dentro de esta. Este método garantiza tener piezas idénticas entre tiro y tiro, y podemos ver y comparar las curvas de presión contra un máster que puede rechazar las piezas si esta se sale de cierto rango. • Presión de sostenimiento. Tiene como objetivo mantener bajo presión el material fundido que solidifica y se contrae en la cavidad del molde. La función de esta presión es la de completar el llenado y así compensar la contracción, introduciendo un poco más de material fundido en el molde. Es la presión que inicia en la segunda etapa de inyección cuando la pieza esta casi completa. Esta presión es la que completa la inyección y compacta las moléculas plásticas para el formado plástico dentro de la cavidad del molde. Se recomienda que la presión de empaque sea del 50%- 66% de la presión alta en la inyección, que es en la primera etapa, cuando esta presión alta llega a su punto de transferencia, esta presión baja con la finalidad de que la pieza no se sobre compacte y nos cause problemas en la pieza tales como rebabas, sobre empaque de las cavidades, también se tiene más control con el proceso y la calidad de las piezas si tenemos esta etapa ajustada correctamente.
61 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Grafica 3. Perfil de inyección alta. 3.3 Preparación De La Máquina Para Producción (cambio de molde). Procedimiento de Montaje del molde. • Aplicar medidas de seguridad e higiene, utilizando ropa y equipo de protección personal. • Verificar que estén cerradas todas las válvulas de suministro de agua de enfriamiento del molde, tener la grúa, toda la herramienta y accesorios a la mano antes de iniciar. • Verificar la preparación previa del molde para montaje (limpieza general del molde, calendario del molde actualizado, barras de expulsión adecuadas, conectores eléctricos en buen estado en caso de ser molde de colada caliente. • Encienda motor y abra las platinas con espacio suficiente y apagar nuevamente el motor. Sujetar molde con la grúa y levantarlo por encima de la máquina, hasta colocarlo entre las platinas de la maquina a la altura del centro de la platina fija. • Acercar molde a la platina fija, centrarlo introduciendo el anillo de retención y sujetarlo a la platina con los clamp y tornillos de sujeción. • Encender sistema hidráulico de la maquina y acercar platina móvil al molde (en mold set), atornillar un extremo de las barras de expulsión al molde y acerque lentamente la platina móvil hasta hacer contacto con el molde (importante que la placa de expulsión de la maquina este totalmente atrás) y sujete dicho molde a la platina de la maquina usando los clamp y tornillos necesarios. • Desenganche la grúa del molde y retire la grúa a un lugar seguro. • Quitar candado o seguro que mantienen juntos las placas del molde y abra el molde para conectar las líneas de agua de enfriamiento del molde y equipo periférico que corresponda (thermolator o chiller). Conecte las mangueras del sistema de enfriamiento y abra llaves de las líneas principales de agua de la torre o chiller según corresponda y compruebe que no hay fugas. • Limpiar con Mold cleaner, paño o papel las cavidades, Core, y venteos. Tener mucho cuidado si las cavidades y core son de acabado espejo. • Conectar equipo de calefacción del molde (thermolator o controladores de temperatura DME, INCOE, GAMAFLUX, etc. En caso de molde de colada caliente) • Hacer una Verificación general (Llenar lista de verificación) para no omitir ningún paso del procedimiento.
62 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. • Guardar la herramienta usada y dejar limpia, seca y ordenada el área de trabajo. Procedimiento de desmontaje de molde • Tener el siguiente molde programado cerca de la máquina, revisar si el molde está en buenas condiciones y si tiene etiqueta verde antes de sacarlo de tooling. • Tener la herramienta necesaria y en buenas condiciones para no moverse de la maquina • Se cierra la garganta del barril mientras sigue moldeando hasta que se agote completamente o bien se deja hasta que haga su último disparo, bajar el material de la tolva y limpiarla (aspirado) perfectamente sin que quede ningún residual antes de agregar el siguiente material. • Detener el ciclo y asegurarse de que no haya partes plásticas dentro del molde • Retroceder la unidad de inyección y purgar el barril dejando el cilindro y garganta vacíos. • Cerrar las llaves de agua de torre o chiller, apagar thermo en caso de aplicar, purgar con aire comprimido los circuitos de enfriamiento del molde y quitar las mangueras de agua principales o todas de ser necesario. • Limpiar las caras del molde con mol cleaner y aplicar Mold saver (protector anticorrosión para moldes a las zonas de cavidades y Core del molde. • Apagar el equipo auxiliar como calentadores DME controladores de temperatura. • Cerrar molde sin aplicar tonelaje (en modo mold set) y poner candado al molde de lado operador. • Colocamos gancho de la grúa a la argolla del molde sin tensar demasiado la cadena. • Quitamos clamp de la parte móvil y se abre la platina para quitar las barras de expulsión • Una vez quitado la barra de expulsión cerrar la platina y quitar los clampde la platina fija. • Antes de abrir la platina móvil verificar que la nariz está separada del spruey retirar el molde con la grúa poniéndolo en un Jack pallet, mesa. Colocar tarjeta correspondiente según código de color siguiente: Amarilla: Solo necesita mantenimiento preventivo
63 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Roja: El molde presenta algún daño o necesita alguna reparación. Verde: El molde está bien, ya se le dio mantenimiento preventivoYa está listo para producción. Naranja: Necesita reparación, pero puede trabajar así • Entregar a tool rom (almacén de moldes o a taller de moldes) 3.4 procedimiento de Arranque, Para y Purga. Procedimiento De Arranque. • Aplicar normas de seguridad e higiene • Inspeccione y revise sistemas de seguridad en Máquina y área de trabajo • Verifique que el molde este bien montado y ajustado en sus partes móviles (levas, Cores, pernos expulsores, etc.) • Revise conexiones hidráulicas (Cores, Valve gates), líneas de agua (de thermo, torre, chiller), líneas de aire (expulsión por válvula neumáticas, robot, Valve gate) • Verifique que el material este seco según especificación (en caso de que aplique) y cargar tolva. • Revisar bitácora por si hubo problemas u observaciones con molde o producto en la última corrida. • Encender sistema hidráulico y eléctrico (verifique que las temperaturas del aceite de la Máquina y del barril sean las adecuadas. • Verificar que los valores de los parámetros sean los correctos de acuerdo con el material, o introduzca dichos valores usando la hoja de proceso para dicho molde y material. Incluyendo ajuste de la unidad de cierre y de la unidad de inyección. • Con la Máquina en modo manual Purgar cañón una o dos veces para evitar que, entre material degradado al molde, retire purgas de laMáquina con la varilla de bronce y póngalas en lugar seguro. Dejar cargado barril al tamaño de disparo de acuerdo con hoja de proceso. • Aumente la posición de transferencia entre un 30 y 50 % al de la hojade proceso y disminuya la presión de empaque y sostenimiento hastadejar al 10 %, aplique Mold reléase (desmoldante en aerosol) en caso necesario, active el modo semiautomático de la máquina para el primer o segundo disparo el cual saldrá incompleto. Regrese los valores de transferencia y presiones de empaque y sostenimiento a los originales de la hoja de proceso y siga
64 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. moldeando hasta que la pieza salga completa (normalmente al segundo o tercer disparo debesalir completa y bien). • Cuando considere que las piezas ya son aceptables (verifique dimensiones) y active el modo automático. Procedimiento De Paro De Maquina Y Purga Del Barril Cierre la garganta de alimentación de material hasta que se agote dicho material, active modo manual y retire hacia atrás la unidad de inyección y purgar hasta dejar el cilindro y garganta vacío, si trabajo con resinas de fácil degradación o de muy duras que pongan en riesgo de daño al husillo en el siguiente arranque, entonces se debe purgar con resina de polietileno, polipropileno o Poliestireno. Cerrar llaves de agua y purgar con aire las líneas de enfriamiento del molde, Apagar equipos periféricos que esté usando (thermos, regulador de temperatura de molde hot runner, secador, etc.) aplicar antioxidante (mold saver) en ambas caras del molde, cavidades y machos, levas, etc. pague las resistencias eléctricas del barril y en modo ¨mold set¨ (mold adj.) cerrar molde sin que entre la alta presión y apagar motor-bomba. Moler piezas no conformantes y coladas. Dejar limpia y ordenada el área detrabajo. Purga del barril El purgado es el proceso de eliminar la resina del barril de la máquina de moldeo por inyección. Al cambiar de una resina a otra, la resina que permanece en el barril se purga antes de la introducción de la segunda resina. El purgado también es importante para los períodos de arranque y apagado cuando la resina puede quedar expuesta a períodos relativamente largos a alta temperatura. Normalmente, las resinas térmicamente sensibles se purgan y reemplazan con resinas más estables al apagar la máquina. Para purgar en circunstancias rutinarias al final de un proceso de moldeo, o siel proceso de moldeo se va a interrumpir durante más de 10 minutos, es recomendable eliminar la resina del barril de la máquina de moldeo. Si no se elimina la resina durante un proceso interrumpido, ésta se puede degradar y contaminar las piezas moldeadas subsiguientes. Se deben seguir los procedimientos correctos de seguridad todo el tiempo. Todas las guardas y cubiertas de la máquina deben estar en su sitio cuando se realice el purgado. Se debe usar equipo de protección personal. Los materiales purgados
65 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. están muy calientes y deben manejarse con el equipo protectoradecuado. También es aconsejable que se coloque una barrera de purgado contra el sprue para proteger el molde. La barrera de purgado debe construirsecon material que pueda resistir las condiciones de purgado. Los materiales del purgado comúnmente llamadas purgas se deben desechar correctamente, de acuerdo con los reglamentos locales. El purgado también se puede usar para limpiar la resina degradada del barril y el husillo. Se puede encontrar materiales comerciales especiales (asaclean, ultra purgue, etc.) que están formulados con aditivos y cargas para purgar, dependiendo el grado de degradación para desincrustar, disolver y limpiarperfectamente los cilindros y husillos. 3.5 Identificar Los Problemas Y Soluciones En El Proceso De Molde. Procedimiento para usar esta técnica de causa-efecto. • Identificar y definir exactamente el problema para evitar confusiones • Identificar las categorías donde se clasifiquen todas las causas posibles • Identificar las causas y sub-causas mediante una lluvia de ideas y ponerlasen el diagrama de acuerdo a su clasificación. • Analizar y discutir el diagrama para encontrar la causa raíz del problema5.- Generar un plan de acción. • Recomendaciones: esta técnica se utiliza mejor en equipos de 4 a 8 personasde los diferentes departamentos. Diagrama Causa-Efecto (Ishikawa) El Diagrama Causa-Efecto es una forma de organizar y representar las diferentes teorías propuestas sobre las causas de un problema. Se conoce también como diagrama de Ishikawa (por su creador, el Dr. Kaoru Ishikawa, 1943), ó diagrama de Espina de Pescado y se utiliza en las fases de Diagnóstico y Solución de la causa. Los Diagramas Causa-Efecto ayudan a pensar sobre todas las causas reales ypotenciales de un suceso o problema, y no solamente en las más obvias o simples. Además, son idóneos para motivar el análisis y la discusión grupal, de manera que cada equipo de trabajo pueda ampliar su comprensión del problema, visualizar las razones, motivos o factores principales y secundarios, identificar posibles soluciones, tomar decisiones y, organizar planes de acción.
66 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Los cinco por qué. Los cinco porqués es una técnica que se utiliza por medio de preguntas en el análisis de las posibles causas que originan un problema. Para llevar a cabo este tipo de técnica se necesita que todos los miembros del equipo se pregunten el porqué del problema al menos 5 veces, y en el momento en que ya no se puedan responder la pregunta quiere decir que han identificado la posible causa del problema. Se utiliza al intentar identificar las causas principales más probables de un problema difícil o recurrente. Procedimiento: • Realizar una sesión de Lluvia de Ideas normalmente utilizando el modelo del Diagrama de Causa y Efecto. • Una vez que las causas probables hayan sido identificadas, empezar a preguntar “¿Por qué es así?” o “¿Por qué está pasando esto?” • Continuar preguntando Por Qué al menos cinco veces. Esto reta al equipo abuscar a fondo y no conformarse con causas ya “probadas y ciertas”. • Habrá ocasiones en las que se podrá ir más allá de las cinco veces preguntando Por Qué para poder obtener las causas principales. • Durante este tiempo se debe tener cuidado de NO empezar a preguntar “Quién”. Es muy importante recordar que el equipo está interesado en las causas del problema y no en las personas involucradas. • Se necesita un equipo de al menos 4-8 personas, y las preguntas se enfocarán a las causantes del problema nunca se deben incluir preguntas como quien o quienes afectan. Practicas sugeridas. 1- Calculo de tamaño de disparo. 2- Determinar la relación RC y relación L/D. 3- Comportamiento de la velocidad y presión de inyección. 4- Determinar etapas de inyección. 5- Determinar el tiempo optimo de la etapa de sostenimiento.
67 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 6- Comportamiento reológico del material. 7- Curva de la viscosidad. 8- Interpretación de hoja técnica de procesos. (set up) 9- Técnicas de arranque rápido. 10-Solucionar defectos mas comunes en piezas moldeadas. Modulo 4: Proceso De Arranque Rápido. 4.1Como fluye el plástico. El plástico que se encuentra en la unidad de inyección listo para ser inyectadoa la cavidad avanzara no hacia el frente, sino hacia a los lados buscando superficie caliente. De lo anterior podemos definir que el primer plástico en moverse dentro de la unidad de inyección será el que se encuentra en medio ya que este no está en contacto con superficies caliente, mientras que el plástico que se encuentra en la pared del cañón o que está pegado a la pared del tornillo será el último en moverse Las cadenas moleculares cerca de la placa metálica se mueven a una velocidad distinta a las que están en el centro del flujo. Esta restricción o resistencia al flujo es conocida como Viscosidad. Esta viscosidad cambia por el esfuerzo cortante generado por la velocidad de inyección, Al aumentar la velocidad de inyección aumenta el efecto cortante loque a su vez la fricción y al aumentar la fricción, aumenta el calor del plástico fundido lo cual mejora la fluidez.
68 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Imagen 44. Flujo teórico del plástico en el molde.
69 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 4.2 La viscosidad del polímero (curva de viscosidad) Tabla 6. Ejemplo de curva de viscosidad. Grafica 4. Curva de viscosidad. # Velocidad Presion hidraulica PH Tiempo de inyeccion Relacion de intensificacion IR Presion plastica PSIP (PH X IR) Shear rate 1/T Viscosidad (psip X Tiempo iny) 1 99 797.5psi .8seg 10 7975 1.25 6380 2 90 797.5 psi .9 seg 10 7975 1.1 7177 3 80 725psi .9 seg 10 7250 1.1 6525 4 70 696psi 1.1 seg 10 6960 0.9 7626 5 60 623.5psi 1.5 seg 10 6230 0.66 9352 6 50 580 psi 2.5seg 10 5800 0.4 14500 7 40 435psi 5.6seg 10 4350 0.17 24360 8 30 435psi 7.5seg 10 4350 0.13 32625 9 20 406psi 9.6seg 10 4060 0.1 38976 10 10 290psi 10seg 10 2900 0.01 29000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 0 20 40 60 80 100 120 curva de viscosidad
70 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 4.3 Viscosidad vs temperatura. Grafica 5. Viscosidad vs temperatura. 4.4 Balance de flujo. imagen 45. Balanceo de cavidades.
71 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 4.5 Temperatura vítrea. Tabla 7. Temperaturas vítreas. 4.6 Interpretación de hoja de datos del material. FLAMMABILITY NOMINAL VALUE UNIT TEST METHOD Flame Rating (1.6 mm) HB UL 94 Glow Wire Ignition Temperature (2.0 mm) 650 °C IEC 60695 - 2 - 13 INJECTION NOMINAL VALUE UNIT Processing (Melt) Temp 200 to 240 °C Mold Temperature 20 to 50 °C Injection Rate Moderate - Fast Holding Pressure 40.0 to 80.0 MPa
72 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Screw Speed 400 rpm Tabla 8. Hoja técnica de pp. 4.7. Presión sobre el plástico. Es la presión sobre el plástico la que empuja el material en el canal, la colada, el punto de inyección y la cavidad del molde, no la presión hidráulica. Este valor de presión sobre el material debe replicarse mientras vas de una máquina a otra con el mismo molde. 4.7.1 fundamentos de hidráulica básica. Transmisión y control de fuerzas y movimientos por medio de líquidos. Es decir, se utilizan los líquidos para la transmisión de energía, en la mayoría de los casos se trata de aceites minerales, pero también pueden emplearse otros fluidos, como líquidos sintéticos, agua o una emulsión agua-aceite. Aplicaciones Industriales En la industria, es de primera importancia contar con maquinaria especializada para controlar, impulsar, posicionar y mecanizar elementos o materiales propios de la línea de producción, para estos efectos se utiliza con regularidad la energía proporcionada por fluidos comprimidos. Se tiene entre otros: • Maquinaria para la industria plástica • Máquinas herramientas • Maquinaria para la elaboración de alimentos • Equipamiento para robótica y manipulación automatizada • Equipo para montaje industrial • Maquinaria para la minería • Maquinaria para la industria siderúrgica.
73 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. Unidad de potencia hidráulica. 1. Deposito. 2. Campana acopladora motor-bomba. 3. Bomba Hidráulica. 4. Motor. 5. Base de montaje. 6. Montaje horizontal. 7. Montaje vertical. 8. Manómetro. 9. Filtro de retorno, manómetro de filtro y tapón. 10. Nivel / Termómetro. 11. Desagüe / magneto. 12. Punto para tierra física 4.7.2 Relación de intensificación. La Multiplicación de la Fuerza tiene lugar la Unidad de Inyección. ➢ La relación entre la sección eficaz de los cilindros hidráulicos en la unidad de inyección y la sección eficaz del anillo regulador o el husillo.
74 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. • Ac = Sección eficaz del cilindro hidráulico • As = Sección eficaz del anillo regulador cerrado en el extremo del husillo ➢ Determina el factor de amplificación de presión entre la presión del cilindro hidráulico y la presión sobre el plástico ➢ Determina la presión de llenado del plástico ➢ Determina la presión de compactado del plástico ➢ Determina la contrapresión del plástico ➢ Determina la velocidad linear del flujo de inyección cuando se usan diferentes diámetros de husillo ➢ Para la mayor parte de las máquinas, suele situarse entre 10:1 - o eso pensábamos ➢ En la actualidad, varía para las nuevas máquinas.
75 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 4.7.3 presión vs graficas de tiempo. Grafica 6. presión vs tiempo. Practicas sugeridas. 1. Curva de la viscosidad 2. Velocidad de inyección. 3. Análisis de caída de presión. 4. Ventana de proceso.
76 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. 5. Sello de compuerta. 6. Análisis de tiempo de sostenimiento. 7. Diseño de experimentos. 8. Selección de factor respuesta. 9. Recopilación de datos. 10. Análisis de datos. BIBLIOGRAFÍA. ➢ Alfredo Calderón Gómez. Proceso y solución de problemas en inyección de plásticos. Querétaro, mexico.2010 ➢ Alfredo Calderón Gómez. técnicas avanzadas deinyección. Querétaro, Mexico.2011 ➢ IMPI. Enciclopedia del Plástico industrial. México. Litografía 1997 ➢ Mannesmann Demag. La inyección en forma breve. México 1997 ➢ Mink, W. El plástico en la industria. Gustavo Gili.Mexico.1990 ➢ Morton Jones. Procesamiento de plásticos. México. Limusa 2010 ➢ Saúl Sánchez. Moldeo por inyección de termoplásticos. México. Limusa 2008 ➢ Solvay Advanced polimer. guía de moldeo.E.E.U.U.2004. ➢ Máster Molder RJG. ➢ Cuso básico de resinas. Héctor Chávez. ➢ Fundamentos Básicos de Moldeo Por Inyección. MC, José Manuel R.
77 MOLDEO DE PLÁSTICOS POR INYECCIÓN. ➢ Alfredo Calderón Gómez, Método ACG. Querétaro, México 2009 ➢ Alfredo calderón Gómez, Inyección de plásticos 2da edición, 2019. ➢ Y. Miyano, M. Nakada, R. Muki (1997) Prediction of fatigue life of a conical shapedjoint system for fiber reinforced plastics under arbitrary frequency, load ratio and temperature, Mechanics of Time- DependentMater. Material de apoyo por Instructores Técnicos de CENALTEC Juárez. El equipo de instructores de CENALTEC plantel Juárez área de Moldeo, cuentan con diversa información la cual se encuentra en “Línea” utilizando plataformas de acceso como Teams, Google drive, one drive, entre otras, por medio de las cuales se le agrega un valor académico extra al manual aquí presente. Se cuentan con documentos complementarios para la elaboración de las practicas. En CENALTEC entendemos la importancia de la descarbonización por ello el equipo de moldeo a optado por trasladar alguna de la información a la “nube” apegado al cuidado de nuestro medio ambiente y la implementación de nuevas y mejoradas tecnologías en el proceso de cambio. TABLA DE CONTENIDO (al final) Fecha Responsable: Revisión / Motivo de la revisión