La capacidad de inyección es un concepto crucial para cualquiera que se dedique al moldeo por inyección. Como veremos a continuación, conocer la capacidad de inyección ayuda a evitar problemas comunes como el llenado insuficiente, el control deficiente del proceso y la degradación del material.
En esta completa guía, como profesional fabricante de moldeo por inyección de plásticoempezaremos por lo básico:
- ¿Qué es la capacidad de disparo?
- Por qué es importante la capacidad de disparo
- Cálculo del tamaño del disparo
También profundizaremos en temas más avanzados como:
- Utilización de la capacidad de tiro
- Factores que influyen en el tamaño de la inyección
- Diferentes conceptos de unidades de inyección
Vamos a sumergirnos.
¿Qué es la capacidad de inyección en el moldeo por inyección?
La capacidad de disparo (o capacidad de inyección) es la cantidad máxima de material que puede inyectarse en un molde durante un ciclo.
En concreto, se refiere al peso o volumen total de material que el tornillo de inyección puede suministrar por disparo.
La capacidad de disparo suele medirse en:
- Centímetros cúbicos (cc)
- Pulgadas cúbicas (in3)
- Onzas (oz)
- Gramos (g)
Por ejemplo, una máquina de moldeo por inyección puede tener una capacidad de inyección de 8 onzas o 266 gramos.
Este peso/volumen máximo de disparo depende de factores como:
- El tamaño del tornillo de inyección
- Presión hidráulica disponible
Veamos ahora por qué es importante calcular con precisión la capacidad de disparo.
Por qué es fundamental conocer la capacidad de tiro
Obtener el tamaño de inyección correcto es importante para evitar varios problemas de moldeo por inyección, incluyendo:
1. Degradación del material
Los tamaños de disparo pequeños (menos de 20% de capacidad del cañón) suelen dar lugar a largos tiempos de residencia.
Los tiempos de permanencia prolongados pueden degradar el polímero por sobrecalentamiento, oxidación o incluso quemado. Esto conduce a:
- Piezas descoloridas
- Partes débiles
- Piezas con olor
2. Relleno insuficiente
Un tamaño de disparo inadecuado significa que no hay suficiente material para llenar completamente el molde.
Este Relleno insuficiente deja una sección sin rellenar dentro de la pieza, causando problemas estéticos.
3. Intermitente
Por otra parte, los grandes tamaños de disparo (más de 65% de capacidad del cañón) proporcionan material en exceso.
El material extra se filtra fuera del molde, causando intermitente - exceso de plástico adherido a la pieza acabada.
4. Control deficiente del proceso
Tanto los tamaños de disparo pequeños como los grandes dificultan enormemente el control de factores como la temperatura y la presión.
Esto da lugar a incoherencias entre los ciclos y los rechazos.
Ahora vamos a ver cómo calcular el tamaño del disparo para su aplicación.
Cómo calcular el tamaño de disparo en moldeo por inyección
Para calcular el tamaño óptimo del disparo hay que tener en cuenta:
- Volúmenes del sistema de alimentación
- Volumen parcial
- Contracción del polímero
- Efectos de los aditivos
Esta es la fórmula básica:
Tamaño de la inyección de producto/molde = Volumen del sistema de alimentación + Volumen de la pieza + Contracción
Los principales elementos del sistema de alimentación son:
- Abeto: Sujeta el sistema de rodadura a la boquilla de la máquina
- Corredor: Entrega material del abeto a las puertas
- Puertas: Control del flujo en las cavidades
Veamos cada uno de los factores con más detalle:
Volumen del sistema de alimentación
El sistema de alimentación incluye el abeto, las correderas y las compuertas.
Asegúrese de calcular el volumen de cada componente del sistema de alimentación en función de sus dimensiones.
Por ejemplo, una corredera con una sección transversal de 8 mm x 3 mm y una longitud de 35 mm tendría un volumen de:
Volumen = Sección transversal x Longitud
= 8 mm x 3 mm x 35 mm = 840 mm3 (0,84 cc)
Sume los volúmenes del abeto, las correderas y las compuertas para obtener el volumen total del sistema de alimentación.
Volumen parcial
Cuando diseñe o seleccione una pieza, preste atención al volumen de las cavidades.
Por ejemplo, una pieza en forma de cubo que mide 25 mm x 25 mm x 25 mm tiene un volumen de:
Volumen = Longitud x Anchura x Altura
= 25 mm x 25 mm x 25 mm = 15,625 mm3 (15,65 cc)
Determinar con precisión el volumen es fundamental, así que colabore con el diseñador de moldes si es necesario.
Contracción del polímero
Como sabemos, los polímeros se encogen al enfriarse. Asegúrate de tener en cuenta esta reducción de volumen.
Por ejemplo, polipropileno (PP) se contrae alrededor de 2% al solidificarse.
Así, si nuestra pieza tiene un volumen de 15,65 cc, esperaríamos que se redujera a:
15,65 cc x 0,02 = 0,313 cc
La cantidad de contracción depende en gran medida del material. Trabaje con su proveedor de resina para obtener una cifra exacta.
Impacto de los aditivos
Las cargas, los refuerzos, los colorantes y otros aditivos modifican la densidad y la viscosidad del polímero.
Tenga en cuenta los aditivos a la hora de determinar el tamaño de la inyección para evitar sorpresas.
Unirlo todo
Como ejemplo, digamos que necesitamos calcular el tamaño de disparo para una pieza PP con:
- Volumen del sistema de alimentación: 25 cc
- Volumen de la pieza: 15,65 cc
- Contracción 2%: 0,313 cc
Nuestro tamaño total de disparo sería:
Tamaño del disparo = Volumen del sistema de alimentación + Volumen de la pieza + Contracción
= 25 cc + 15,65 cc + 0,313 cc = 40,96 cc
Este número nos da el tamaño total del disparo en centímetros cúbicos.
A continuación, analizaremos la utilización de la capacidad de disparo, es decir, qué parte del cañón debe llenarse.
Utilización de la capacidad de disparo para el moldeo por inyección
Las directrices generales sugieren:
- Resinas Commodity (PP, PE): Utilizar 20-80% de capacidad total de inyección
- Resinas de ingeniería (nylon, ABS): Utilizar 30-50% de la capacidad total de inyección
De este modo se evitan los problemas relacionados con los tiempos de permanencia prolongados o el exceso de material en el barril.
Por ejemplo, supongamos que nuestro cañón tiene una capacidad total de disparo de 100 cc.
En el caso del polipropileno, deberíamos mantener el tamaño de la inyección entre 20 y 80 cc.
Y para ABS entre 30-50 cc.
Si tiene previsto utilizar distintos materiales, considere la posibilidad de adquirir varios tamaños de barril para disponer de flexibilidad.
Veamos ahora algunos de los factores que determinan la cantidad de material que se puede inyectar en el molde.
¿Qué factores influyen en el tamaño de la dosis de producto?
El tamaño de la toma del producto depende en gran medida de:
1. Dimensiones del sistema de alimentación
El tamaño y el diseño de componentes como bebederos, canales y compuertas controlan la cantidad de material que puede llegar a las cavidades.
Optimizar estos recorridos significa que menos material queda atrapado en el sistema de alimentación.
2. Número de cavidades
Cuantas más cavidades tenga el molde, más material necesitará. Preste atención a cómo los cambios en el número de cavidades afectan al tamaño de la inyección.
3. Propiedades de los materiales
Como ya se ha mencionado, la resina específica elegida y los aditivos determinan la contracción volumétrica y la viscosidad, que influyen en el cálculo del tamaño de la granalla.
4. Requisitos de embalaje
Si la aplicación exige tolerancias dimensionales estrictas, normalmente es necesario utilizar más material para tener en cuenta la contracción posterior al moldeo.
Tenga en cuenta los requisitos de precisión o estabilidad.
El primer paso consiste en comprender los factores que intervienen en el tamaño de la inyección del producto. A continuación, vamos a explorar la unidad de inyección que prepara y suministra esta inyección.
Conceptos de unidad de inyección para ofrecer capacidad de inyección
La unidad de inyección es responsable de:
- Calentar y fundir la resina
- Mezclar el polímero
- Dar un golpe consistente al molde
Esto es difícil con polímeros como los fluoropolímeros que tienen problemas alrededor:
- Conductividad térmica
- Calor específico
- Viscosidad de fusión
Existen algunas configuraciones comunes del sistema de inyección:
1. Émbolo o ariete de una etapa
Utiliza un émbolo para inyectar material sin procesamiento previo. Sencillo pero ineficaz para calentar y mezclar.
2. Ram de doble etapa
Se intenta mejorar el rendimiento de una sola etapa, pero sigue siendo ineficaz.
3. Tornillo con una etapa
El tornillo proporciona mezcla/calentamiento. El ariete proporciona presión para la inyección.
4. Combo tornillo/perno
La opción más avanzada. Optimizada tanto para calentamiento/mezcla (tornillo) como para presión de inyección (ariete).
A pesar de las diferencias de concepto, las unidades de inyección se clasifican en:
- Presión máxima de inyección
- Volumen de inyección disponible
Ten en cuenta estas especificaciones a la hora de elegir un sistema.
Ahora que ya conoce los aspectos básicos de la capacidad de inyección, recapitulemos algunos puntos clave.
Conclusión y resumen
Determinar el tamaño de la inyección y disponer de la capacidad del cañón para suministrarla es fundamental para el éxito del moldeo por inyección.
Recapitulemos:
- La capacidad de inyección es el material máximo por inyección en centímetros cúbicos u otras unidades.
- Evitar problemas de degradación del material, destellos y control del proceso
- Calcular cuidadosamente el sistema de alimentación, la pieza y los volúmenes de contracción
- La utilización típica de la capacidad de inyección es de 20-80% para resinas básicas
Espero que esta guía le haya proporcionado una sólida visión general de la capacidad de inyección en el moldeo por inyección. Por favor, ¡hágame saber si tiene alguna otra pregunta!
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