Comprender las máquinas de moldeo por inyección:cómo funcionan y sus componentes clave

¿Quiere saber más sobre cómo funciona exactamente una máquina de moldeo por inyección, así como sus piezas individuales? Este artículo pone las máquinas de moldeo por inyección bajo el microscopio, con descripciones detalladas de sus componentes y una guía detallada del proceso de moldeo por inyección.

El moldeo por inyección es uno de los métodos de fabricación más utilizados. Se utiliza para crear casi todas las piezas de plástico en todas las industrias, desde la automoción hasta la aeroespacial, pasando por los bienes de consumo y más. Para crear piezas moldeadas por inyección, su fabricante utilizará una máquina de moldeo por inyección.  

En este artículo, analizaremos de cerca las máquinas de moldeo por inyección y sus componentes, además de guiarlo paso a paso por el proceso de moldeo por inyección.  

¿Qué es una máquina de moldeo por inyección?  

Las máquinas de moldeo por inyección son máquinas industriales que se utilizan para crear piezas de plástico inyectando plástico fundido en un molde. El plástico se enfría y solidifica tomando la forma del molde. Las máquinas de moldeo por inyección tienen dos componentes principales:la unidad de inyección y la unidad de sujeción. 

La unidad de inyección   

La unidad de inyección de una máquina de moldeo por inyección se utiliza para fundir e inyectar el plástico. Consta de varios componentes, que examinaremos a continuación. 

Tolva  

La tolva es un recipiente grande que contiene el material plástico en bruto, que normalmente se encuentra en forma de gránulos. Estos gránulos se alimentan por gravedad desde la tolva al cilindro de la máquina de moldeo por inyección. 

Barril  

Después de la tolva, los pellets de plástico ingresan al barril, que se encarga de fundir el plástico antes de inyectarlo en el molde. Los calentadores eléctricos externos funcionan para calentar uniformemente el plástico a medida que avanza por el barril, aunque las temperaturas deben controlarse con precisión para evitar que se degrade. 

Tornillo  

Dentro del barril, un tornillo giratorio desempeña varias funciones:transporta los gránulos de plástico hacia adelante, los mezcla y, debido a que genera calor por fricción, ayuda a derretirlos (junto con los calentadores externos). 

Boquilla  

Al final del cilindro, el plástico fundido se empuja a través de una boquilla, que dirige el flujo hacia la cavidad del molde. La boquilla se puede equipar con una válvula para evitar fugas de plástico entre ciclos. 

La unidad de sujeción  

La unidad de sujeción mantiene el molde cerrado de forma segura durante el proceso de inyección, asegurando que el plástico fundido no se escape. También abre el molde una vez que la pieza se ha enfriado y ayuda a expulsar la pieza terminada. La unidad de sujeción consta del molde y el mecanismo de sujeción. 

Molde  

Los moldes suelen estar hechos de acero endurecido, aluminio u otro metal que sea duradero y pueda soportar altas presiones. Normalmente, los moldes constan de dos mitades:la cavidad y el núcleo. La cavidad da forma al exterior de la pieza, mientras que el núcleo da forma al interior. Cada mitad del molde se junta para formar un espacio hueco que crea la forma de la pieza final.  

Los pasadores de expulsión suelen estar incrustados en la mitad central del molde. Una vez que la pieza se ha enfriado y solidificado, los pasadores ayudan a sacar la pieza del molde. Los pasadores eyectores están conectados a placas eyectoras, que a su vez están conectadas a varillas eyectoras. Juntos forman un sistema (que suele ser hidráulico o mecánico) que mueve los pasadores hacia adelante de forma sincronizada para expulsar la pieza.  

Mecanismo de sujeción  

El mecanismo de sujeción puede ser hidráulico, mecánico o eléctrico. Ayuda a abrir y cerrar el molde y a mantenerlo cerrado de forma segura durante la inyección. Para ello se apoya en tirantes y platina. Las barras de sujeción son varillas cilíndricas fuertes que mantienen unida la unidad de sujeción y soportan la carga de la fuerza de sujeción. Esto ayuda a mantener alineadas ambas mitades del molde.  

Los platos son placas de acero pesadas que se fijan a las barras de unión. Las mitades del molde están unidas a los platos. Un plato está estacionario. El otro se puede mover cuando el mecanismo de sujeción se abre o se cierra.  

El proceso de moldeo por inyección  

Una máquina de moldeo por inyección funciona mediante lo que se puede resumir en un proceso de cinco etapas. Cada etapa es crítica y no se puede omitir. En las siguientes secciones, analizaremos de cerca cada etapa del proceso de moldeo por inyección.   

Sujeción  

El moldeo por inyección comienza asegurando dos mitades del molde junto con la unidad de sujeción de la máquina de moldeo por inyección. Ejerce suficiente fuerza para garantizar que las mitades del molde se presionen entre sí con la fuerza suficiente para evitar que el plástico fundido se escape durante la inyección. La fuerza de sujeción se controla cuidadosamente y debe ser suficiente para mantener el molde cerrado contra la presión del plástico inyectado.   

Inyección  

Durante la inyección, se introducen pequeños gránulos de plástico en la máquina de moldeo por inyección a través de la tolva. El material ingresa al cilindro, que se calienta mediante calentadores eléctricos, así como por el calor de fricción generado por la rotación del tornillo. El tornillo mueve el plástico fundido hacia la parte delantera del cañón. 

Una vez que se ha acumulado suficiente plástico fundido frente al tornillo, el tornillo avanza y actúa como un émbolo, forzando el plástico fundido a través de la boquilla hacia la cavidad del molde. La presión y la velocidad de inyección deben ser monitoreadas y controladas de cerca, ya que afectan en gran medida la calidad de una pieza. 

Refrigeración  

Una vez llena la cavidad del molde, el plástico dentro del molde comienza a enfriarse y solidificarse, tomando la forma de la cavidad del molde. El tiempo de enfriamiento depende del tipo de plástico, el espesor de la pared de la pieza y la eficiencia de enfriamiento del molde. 

La temperatura del molde a menudo se regula haciendo circular un medio refrigerante como agua a través de canales en el molde. Una refrigeración adecuada ayuda a evitar defectos como deformaciones, marcas de hundimiento y tensiones residuales. También funciona para crear piezas que mantengan su precisión dimensional. 

El enfriamiento es, con diferencia, el componente más importante del tiempo del ciclo del moldeo por inyección (hasta un 80 %) y el que más contribuye al alto precio unitario. Esto enfatiza lo importante que es mantener un espesor de pared uniforme en las piezas moldeadas por inyección.  

Expulsión  

Una vez que la pieza se ha enfriado y solidificado, se abre el molde. Los pasadores eyectores u otros mecanismos empujan la pieza terminada fuera de la cavidad del molde. El diseño del molde y la ubicación de los pasadores expulsores son factores clave para garantizar que su pieza sea expulsada y se dañe o deforme.  

Tiempo de ciclo  

El tiempo del ciclo es el tiempo total requerido para completar un ciclo completo del proceso de moldeo por inyección, incluyendo sujeción, inyección, enfriamiento y expulsión. Un tiempo de ciclo optimizado ayuda a aumentar la eficiencia de la producción y reducir los costos generales. La duración de cada fase del proceso de moldeo por inyección se controla y ajusta cuidadosamente en función del diseño de la pieza, las propiedades del material y los requisitos de producción. 

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la unidad de inyección?

La unidad de inyección calienta e inyecta el material en la cavidad del molde. 

¿Qué es la unidad de sujeción?

La unidad de cierre mantiene el molde cerrado bajo presión durante la inyección y el enfriamiento. 

¿Cómo se controla la temperatura del molde?

La temperatura del molde suele controlarse con sistemas de refrigeración a base de agua. 

¿Hay diferentes zonas del tornillo en el cañón?

Sí, hay tres zonas en el tornillo. La zona de alimentación mueve los pellets hacia adelante, la zona de compresión los derrite y la zona de dosificación ayuda a derretir el plástico de manera uniforme.  

¿Por qué es importante la fusión uniforme en el moldeo por inyección?

El plástico derretido uniformemente ayuda a garantizar la consistencia general de una pieza.  

¿Qué es el control de contrapresión y por qué es importante?

El control de contrapresión regula el movimiento hacia atrás del tornillo en el cañón. Esto ayuda a que el plástico derretido se comprima adecuadamente y también elimina las burbujas de aire para una mayor uniformidad. 

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