Anatomía de una máquina de moldeo por inyección de plástico:tolva, tornillo, unidad de sujeción y más

El moldeo por inyección es el proceso de fabricación de referencia para la fabricación en masa de piezas de plástico. El centro del proceso de moldeo es la máquina de moldeo por inyección de plástico, una gran pieza de maquinaria que consta de dos partes, una unidad de inyección y una unidad de cierre.

El proceso de moldeo por inyección es rápido, preciso, altamente repetible y extremadamente rentable en grandes cantidades. Es utilizado por innumerables fabricantes en áreas como la automoción, los bienes de consumo, el embalaje, los electrodomésticos y el sector industrial. Su valor como proceso de alta velocidad radica en el uso de herramientas o moldes metálicos duraderos:una vez que se ha fabricado un molde, el tiempo de ciclo para cada "disparo" de plástico puede tomar tan solo 30 segundos.

Sin embargo, la inyección de plástico en un molde de metal no se puede realizar manualmente. En cambio, un moldeador por inyección, un profesional calificado que hace molduras, utilizará un equipo complejo llamado máquina de moldeo por inyección (deletreado "máquina de moldeo por inyección" en el Reino Unido y algunos otros países) que es capaz de llenar un molde con una gran cantidad de fuerza.

Este artículo hace un examen en profundidad de la máquina de moldeo por inyección, observando sus características constituyentes y cómo funcionan juntas para fabricar piezas moldeadas.

¿Qué hacen las máquinas de moldeo por inyección?

Por definición, los procesos de moldeo fabrican piezas mediante el llenado de un objeto hueco llamado molde. Un molde contiene una cavidad que tiene la forma de la pieza deseada. Luego, la cavidad se llena con un material líquido, que se solidifica dentro del molde. Cuando el material se retira del molde, se solidifica y adopta la forma de la cavidad del molde.

Las máquinas de inyección de plástico no siempre son necesarias para el moldeo de piezas. El moldeo de silicona de bajo costo, por ejemplo, implica verter manualmente una solución de silicona de dos partes en un molde y luego esperar a que se cure y endurezca. La parte blanda de silicona se puede extraer manualmente del molde.

El moldeo por inyección es un poco diferente. El material líquido debe introducirse en el molde a presión muy alta, algo que no se puede lograr con el vertido manual, para que entre en la cavidad del molde rápidamente y llegue a cada grieta y esquina del molde. Además, el material (normalmente un termoplástico) solo se encuentra en estado líquido porque ha sido fundido, y la máquina de moldeo por inyección se encarga de fundirlo.

Por lo tanto, el propósito de una máquina de moldeo por inyección es fundir plástico sólido en líquido, inyectar ese líquido en el molde de metal a alta presión y garantizar que el molde no se abra accidentalmente debido a las altas fuerzas involucradas.

¿Cuáles son las partes de una máquina?

Una máquina de moldeo por inyección consta de dos partes principales. Estos son la unidad de inyección, que es responsable de comprimir el material fundido en la cavidad del molde, y la unidad de sujeción, que es responsable de sujetar de forma segura los dos lados del molde juntos durante la inyección y el enfriamiento (luego liberarlos para expulsar el parte).

Unidad de inyección

La unidad de inyección de una máquina de moldeo por inyección de plástico consta de tres componentes principales. Estos son:

1. La tolva que contiene gránulos de plástico u otra materia prima
   
2. El barril calentado
   
3. El tornillo alternativo
   

La tolva es un recipiente en el que la materia prima, generalmente en pellets o gránulos formulario:se coloca.

Para fabricar una pieza, se dosifica una parte de la materia prima en el barril abajo, donde elementos calefactores derrita el plástico hasta convertirlo en líquido. Un motor de tornillo gira el gran tornillo alternativo , que tiene un paso variable para que pueda empujar el material hacia la punta del barril, acumulando presión y, al mismo tiempo, derritiendo aún más el material.

Cuando se ha empujado la cantidad requerida de material fundido hacia la punta del barril y se ha acumulado presión, un dispositivo llamado pistón empuja rápidamente el tornillo hacia el molde, forzando el "disparo" de plástico fuera del barril y dentro de la cavidad del molde a través de un bebedero y un sistema de corredores .

Unidad de sujeción

La unidad de cierre de una máquina de moldeo por inyección de plástico consta de tres componentes principales. Estos son:

1. El molde
   
2. El accionamiento del motor de sujeción
   
3. Un plato móvil y uno estacionario
   

Los rodetes entregan el material fundido a través de compuertas en la cavidad del molde, el espacio entre las dos mitades del molde. Las mitades del molde se denominan cavidad (el lado más cercano al barril) y núcleo (más alejado del cañón). Algunos moldes comprenden más de dos piezas y pueden contener un núcleo de acción lateral, por ejemplo.

Los moldes son caros de hacer y normalmente están hechos de acero para herramientas o aluminio. Los moldes de acero para herramientas generalmente cuestan más de $5000 (a veces hasta $100 000), mientras que los moldes de aluminio de vida más corta cuestan menos.

El resto de la unidad de cierre utiliza grandes fuerzas para mantener cerrado el molde durante la inyección y el enfriamiento, contrarrestando de forma eficaz las fuerzas de la unidad de inyección. El accionamiento del motor de sujeción y cilindro de sujeción empuja - usando, p. fuerza hidráulica:el plato móvil (unido al núcleo del molde) a lo largo de un conjunto de varillas de unión en la dirección de la platina fija (unido a la cavidad del molde). La potencia del accionamiento del motor de sujeción determina la fuerza de sujeción y el tonelaje de sujeción de la máquina de moldeo por inyección.

Cuando el plástico fundido se ha solidificado, la placa móvil retrocede, abriendo el molde, y expulsores libere las piezas de plástico terminadas del molde, generalmente dejándolas caer en un contenedor o en una cinta transportadora para crear una línea de producción.

Tipos de máquinas de moldeo por inyección de plástico

Las máquinas varían en tamaño y modo de operación. Algunos de los tipos más comunes de máquinas de moldeo por inyección incluyen:

• Hidráulica Las máquinas utilizan fuerzas hidráulicas para inyectar la granalla de plástico y ejercer fuerzas de sujeción. Pueden crear fuerzas de sujeción muy altas.
  
• Eléctrico Las máquinas de moldeo por inyección utilizan servomotores para controlar las fuerzas de inyección y sujeción. Son rápidos y ahorran energía.
  
• Verticales Las máquinas de moldeo por inyección pueden ser hidráulicas, eléctricas o híbridas, y ocupan menos espacio debido a su orientación. Son muy adecuados para el moldeo por inserción.
  
• Escritorio Las máquinas de moldeo por inyección son máquinas de moldeo de bajo costo (menos de $ 5,000) adecuadas para productos de plástico simples de bricolaje. Carecen de las fuerzas de sujeción y la alta precisión de las máquinas industriales.
  

Preguntas frecuentes

¿Qué hacen las máquinas de moldeo por inyección?

Las máquinas de moldeo por inyección de plástico calientan los gránulos de plástico hasta que se funden, fuerzan el material fundido en un molde a alta presión y se aseguran de que el molde permanezca cerrado durante el proceso.

¿Cuánto cuesta una máquina de moldeo por inyección?

Las máquinas de grado industrial comienzan en alrededor de $ 50,000, con máquinas muy grandes que cuestan más de $ 1,000,000. Los moldes individuales pueden costar entre $2000 y $100 000.

¿Cuál es la diferencia entre moldeo por inyección y compresión?

El moldeo por compresión no requiere inyección a alta presión. El material fundido se vierte sin presión en la cavidad del molde, luego se aplica compresión una vez que la cavidad del molde ya está llena. El moldeo por compresión es menos preciso que el moldeo por inyección, pero es adecuado para la producción de productos moldeados de plástico de gran tamaño.

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