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Diseño y Transformación de PlásticosDiseño y Transformación de Plásticos
MMááquinas Inyectorasquinas Inyectoras
CaracterCaracteríísticas del procesosticas del procesoJuan de Juanes MJuan de Juanes Máárquez Sevillanorquez Sevillano
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Esquema de inyectora bEsquema de inyectora báásicasica
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Fases de inyecciFases de inyeccióón en la mn en la mááquinaquina
Aproximación
Inyección
Mantenimiento presión
Refrigeración
Dosificación
Apertura y retracción del husillo
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InyectoraInyectora
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Funcionamiento bFuncionamiento báásico de un moldesico de un molde
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Molde sobre inyectoraMolde sobre inyectora
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Fases de inyecciFases de inyeccióónn
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Fases de inyecciFases de inyeccióónn
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Diagramas Diagramas PvTPvT
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EvoluciEvolucióón de las presiones en la inyeccin de las presiones en la inyeccióónn
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Diagramas Diagramas PvTPvT
PolipropilenoPoliestirenoPoliestireno
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PresiPresióón en la cavidadn en la cavidad
11--3: Fase de inyecci3: Fase de inyeccióón o llenado. La presin o llenado. La presióón aumenta en n aumenta en la cla cáámara mientras el husillo avanza llena la cavidadmara mientras el husillo avanza llena la cavidad33--4: Fase de compresi4: Fase de compresióónn44--5: Fase de mantenimiento5: Fase de mantenimientoLa primera fase tiene una gran influencia en el acabado La primera fase tiene una gran influencia en el acabado y la tercera en las dimensionesy la tercera en las dimensiones
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EvoluciEvolucióón de la presin de la presióón de inyeccin de inyeccióónn
Evolución EfectoLlenado lentoTensiones internas bajasLlenado rápidoDegradación del plásticoPicos de presiónTensiones internas altasDistorsionesCompresión bajaTensiones internas bajasOclusiones de aireCompresión altaSobreinyecciónTensiones internas altasDistorsiones
Descenso contínuo CorrectoTiempo de mantenimiento corto Entrada no selladaRechupes en la pieza
FaseSubida poco pronunciada
Descenso con cambio de pendiente
Compresión
Inyección1-3
3-4
Mantenimiento4-6
Subida muy pronunciada
Subida poco pronunciada
Subida muy pronunciada
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Unidad de la inyectoraUnidad de la inyectora
Unidad de inyecciUnidad de inyeccióónn
Unidad de cierreUnidad de cierre
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Husillo de plastificaciHusillo de plastificacióónn
Finalidad:Finalidad:FusiFusióón de la masa del poln de la masa del políímero.mero.ObtenciObtencióón de una masa homogn de una masa homogéénea.nea.Capacidad de producciCapacidad de produccióón adecuada.n adecuada.
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Husillo de plastificaciHusillo de plastificacióónn
AportaciAportacióón calorn caloríífica:fica:Bandas Bandas calefactorascalefactoras
Limitada por la conductividad del material
Rozamiento internoRozamiento internoDepende de la viscosidad del polímeroDepende de la velocidad del husilloAmorfos:
• Cambio gradual de la viscosidad con la T• Mayor viscosidad
Cristalinos• Descenso brusco de la viscosidad en el punto de fusión
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Husillo de inyecciHusillo de inyeccióónn
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Husillo de inyecciHusillo de inyeccióónn
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VVáálvulas antirretornolvulas antirretorno
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Esquema de unidad de cierreEsquema de unidad de cierre
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Ejemplos de unidades de cierreEjemplos de unidades de cierre
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Movimiento de la unidad de cierreMovimiento de la unidad de cierre
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Bucle de control de
velocidad y presión
Entradaanalógica
Entradaanalógica
Salida digital
Entradadigital
Salidaanalógica
Esquema de controlEsquema de control
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InstrumentaciInstrumentacióón de la inyeccin de la inyeccióónn
Optimizar el tiempo de cicloOptimizar el tiempo de cicloReducciReduccióón de piezas defectuosasn de piezas defectuosasReducir los tiempos de puesta en marchaReducir los tiempos de puesta en marchaPrevenir daPrevenir dañños en el moldeos en el molde
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Temperatura alta de la masaTemperatura alta de la masa
Temperatura baja de la masaTemperatura baja de la masa
Temperatura de la boquilla: Temperatura de la boquilla: TTfusifusióónn+10+10ºº/15/15ºº
Temperatura de la masaTemperatura de la masa
Degradación del polímeroDescomposición de aditivos
Estructura heterogéneaResistencia al impactoDesigual propiedades de la pieza
Peores propiedades mecánicasDefectos superficialesOlores
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Temperatura de la masaTemperatura de la masa
Permanencia de la masa en la mPermanencia de la masa en la mááquinaquina
T de la masa es T de la masa es distinta distinta de la T de las bandas de la T de las bandas calefactorascalefactoras
Temperatura en la zona de plastificaciTemperatura en la zona de plastificacióón: n: TTfusifusióónn--55ºº/10/10ºº
Tiempos de permanencia largosCargas pequeñas Perfil de temperaturas creciente
Tiempos de permanencia cortosCargas grandes Perfil de temperaturas uniforme
Tiempo elevado
Tiempo reducido
Degradación de la masa aunque la temperatura sea correcta
Falta de homogeneidad de la masa
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Temperatura del moldeTemperatura del molde
El efecto de la temperatura del molde sobre la pieza esEl efecto de la temperatura del molde sobre la pieza es
Compromiso entre:Compromiso entre:Acabado superficialPropiedades mecánicasContraccionesTiempo de ciclo
Pobre aspecto superficialPost-contracción elevadaPeriodo de estabilización dimensional dilatado
Temperaturas baja
Diferencias de contracciónDificultad de mantener las tolerancias
Mala distribución de temperaturas
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Variables de actuaciVariables de actuacióón de la inyectoran de la inyectora
Tolerancias dimensionales y de forma
Temperatura de inyecciónTemperatura del moldePresión de la cavidadPresión de mantenimiento
Acabado superficialVelocidad de inyecciónTemperatura de inyecciónTemperatura del molde
Propiedades mecánicas
Velocidad de inyecciónTemperatura de inyecciónTemperatura del moldePresión de la cavidadPresión de mantenimiento
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CaracterCaracteríísticas de las inyectorassticas de las inyectoras
Unidad de inyecciUnidad de inyeccióón:n:Presión máxima de inyección (1.000 a 2.500 bares)Capacidad de inyección (hasta 20.000 cm3)Capacidad de plastificación (g/s)Caudal de inyección (100 a 10.000 cm3/s)Diámetro del husilloZonas de calefacción
Unidad de cierre:Unidad de cierre:Fuerza de cierre (500 kN a 50.000 kN)
General:General:Tiempo de ciclo en vacío (1 a 25 s)
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Zona de trabajo de una inyectoraZona de trabajo de una inyectora
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Dimensiones de una inyectoraDimensiones de una inyectora
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InyectoraInyectora
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Tipos de inyectorasTipos de inyectoras
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Costes de inyecciCostes de inyeccióónn
TTéérminos significativos de los costes de inyeccirminos significativos de los costes de inyeccióónnCoste máquinaCoste materialCoste molde
Coste horario de mCoste horario de mááquina:quina:ca= coste amortizaciónce= coste energíacm= coste mantenimientoi= índice de costes indirectost= horas de trabajoe= tasa de ocupación de máquina
( )et
icccc mea. ++=
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Costes de inyecciCostes de inyeccióónn
Coste del componente inyectadoCoste del componente inyectadotc= tiempo de ciclocmat= coste material de un componenteCmolde= coste del molden= tamaño de la serie
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
coste
nCctcc molde
matc
.++=
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Diagramas Diagramas PvTPvT