El moldeo por inyección de pared delgada es un proceso utilizado para fabricar piezas de plástico finas. Este proceso se utiliza normalmente para piezas pequeñas y complejas que requieren un alto grado de precisión. En esta entrada del blog, trataremos los aspectos básicos del moldeo por inyección de pared delgada y cómo puede utilizarse para producir piezas de plástico de alta calidad.

Una forma sencilla de verlo es que cuando el grosor de la pared es inferior a 1 mm se denomina pared delgada. En términos más generales, la definición de pared delgada está relacionada con la relación proceso/espesor de pared, la viscosidad del plástico y el coeficiente de transferencia de calor.

El moldeo por inyección de pared delgada tiene diferentes requisitos en cuanto al diseño del producto y la selección de la máquina, fabricación de moldesDebido a las características únicas de su forma, cada paso afecta a la calidad del producto final.

¿Qué es la pared delgada?

La industria del moldeo por inyección suele referirse a los productos moldeados por inyección con un grosor de pared inferior a 1 mm como piezas de pared delgada, y este proceso se denomina moldeo por inyección de pared delgada.

En comparación con el moldeo por inyección tradicional, el espesor de la pared del producto es mucho más delgada, pero el núcleo o la diferencia profesional es la diferencia en la relación de longitud de flujo (por lo general el proceso al final del proceso de moldeo de corriente principal se llama L, el espesor del producto es t, L / t se llama la relación de longitud de flujo) cuando L / t>150, puede ser llamado moldeo por inyección de pared delgada.

¿Por qué utilizar el moldeo por inyección de pared delgada?

El coste del plástico suele representar un gran porcentaje del coste del producto acabado, digamos 50-80%. Una pared fina ayuda a reducir esta proporción.

A medida que los dispositivos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles, cámaras digitales y PDA, se hacen más pequeños y ligeros, las piezas de plástico se diseñan para ser cada vez más finas.

La naturaleza del relleno de paredes delgadas

La pared del molde está fría, y cuando la masa fundida llena la cavidad del molde, la pared del molde formará una capa curada, reduciendo así el espesor del canal fluido. Esta situación es más grave cuando el espesor de la pared es más delgado. Una pared de 1 mm de grosor tiene una capa curada de 0,2 mm de grosor, lo que deja un canal fluido de 0,6 mm de grosor.

Una pared de 0,5 mm de grosor tiene una capa de curado de 0,2 mm de grosor, lo que deja un canal de flujo de 0,1 mm de grosor. Cuando el llenado no se completa y el canal de flujo desaparece debido a la gruesa capa de curado, el producto acabado no se llenará.

Otras características del moldeo por inyección de pared delgada

Llenado de alta velocidad

Moldeo por inyección de pared delgadaPor lo tanto, requiere una alta velocidad de inyección para llenar la cavidad del molde de inyección cuando la capa curada no es demasiado gruesa.

No es necesaria una alta presión de inyección. Simplemente compensa la falta de velocidad de inyección inyectando masa fundida con fuerza en la cavidad sin rellenar. Esto no sólo aumenta la fuerza de cierre necesaria, sino que también crea grandes tensiones internas en el producto acabado, que se deforma después del desmoldeo.

La velocidad de inyección de una máquina de moldeo por inyección de uso general es de unos 100 mm/s, que no puede hacer frente a la inyección de paredes finas. La velocidad de inyección puede incrementarse en 25% aumentando la bomba de aceite. La inyección con doble bomba es 70% superior.

Algunos fabricantes utilizan la inyección regenerativa para cambiar la presión de inyección por la velocidad de inyección. Se utiliza cuando la inyección inicial no requiere una presión de inyección elevada. La velocidad de inyección puede aumentar en más de 100%.

El cilindro de nitrógeno puede almacenar la energía de la bomba de aceite en forma de presión y liberarla durante la inyección, lo que constituye un método formal para aumentar significativamente la velocidad de inyección. La velocidad de inyección se divide en las cuatro categorías siguientes.

Baja velocidad 200-300mm/s; velocidad media 300-600mm/s; alta velocidad 600-1000mm/s; super alta velocidad 1000-2000mm/s. Las máquinas de moldeo por inyección domésticas pueden alcanzar el grado de velocidad media.

Inyección de baja inercia

El único inyección rápida no puede cumplir todos los requisitos de la inyección de pared delgada. También hay que tener en cuenta la alta aceleración y la alta deceleración. Al principio de la inyección, el husillo está parado. Desde la parada hasta la velocidad máxima, por ejemplo 400 mm/s, el husillo debe acelerarse.

Si todo el tiempo de inyección es de sólo 0,5s, se desea alcanzar la velocidad máxima en 0,05s y el índice de aceleración es superior a 8 G. Por el contrario, si el tiempo de aceleración es de 0,3 s, no es adecuado. La razón es que la velocidad media se ve reducida por la baja aceleración.

Ignorando la resistencia a la viscosidad de la masa fundida, a=F/m. a es la tasa de aceleración, F es el empuje y m es la masa. Por lo tanto, la inyección de pared delgada también requiere una gran fuerza de empuje y una masa pequeña.

Circuito de aceite de alta rigidez

El aceite a presión es elástico y debe tenerse en cuenta cuando se habla de una aceleración de 0,05 s. El área grande del pistón del cilindro, la carrera corta y la tubería corta pueden reducir el efecto de la elasticidad. La rigidez del circuito de aceite también mejorará cuando la manguera pueda sustituirse por una manguera rígida.

Servoválvula

La respuesta de la servoválvula es más rápida que la de la válvula proporcional general. Puede ser más eficaz cuando se llena la cavidad del molde y se pasa a mantener la presión. Si la respuesta no es oportuna, el material plástico se desbordará y el producto acabado tendrá una rebaba.

Control en bucle cerrado

El uso de servoválvulas, generalmente con control de bucle cerrado completo, puede lograr el control de la velocidad de inyección, la presión de retención y la contrapresión.

El control de bucle totalmente cerrado supervisa la variable pertinente (velocidad o presión) y notifica a la servoválvula que corrija cuando se produce una desviación de la cantidad establecida.

En pocas palabras, el control de bucle totalmente cerrado mejora la estabilidad (repetibilidad) de moldeo por inyección y reduce la tasa de desechos.

Controlador

El controlador, comúnmente conocido como ordenador, tiene que emitir la orden de finalizar la inyección y cambiar a mantenimiento de la presión en el momento en que se llena la cavidad del molde.

Cuando la velocidad de inyección es de 400 mm/s y la desviación admisible de la escala electrónica es de 0,1 mm, el controlador sólo puede tener una desviación de 0,25 ms. El controlador debe escanear la escala electrónica de inyección cada 0,1 ms.

Si el controlador adopta el control "en tiempo real", no utiliza la exploración, y cuando la regla electrónica mide que se ha alcanzado el punto de mantenimiento de la presión, genera una interrupción, y el controlador la maneja "instantáneamente", lo que también puede lograr el requisito de alta estabilidad.

Ciclo de inyección corto

El tiempo de ciclo puede ahorrarse abriendo el molde y expulsándolo al mismo tiempo, lo que supone aproximadamente un segundo.

Estructura mecánica

Para lograr un tiempo de ciclo de cuatro segundos, la apertura y el cierre del molde deben ser rápidos y estables (sin vibraciones).

Para abrir y cerrar el molde se utiliza una válvula proporcional con función de frenado. La gran rigidez del bastidor también ayuda. La variación de la placa del molde afecta directamente al grosor de la cavidad del molde.

Cuando el espesor uniforme de la pared es de 0,5 mm, la deformación de la placa del molde debe controlarse por debajo de 0,05 mm. Por lo tanto, la rigidez de la molde de inyección La placa del molde debe ser alta (refuerzo adecuado, grosor apropiado de la placa del molde), y el espacio de las cuatro columnas no debe ser demasiado grande.

Capacidad de plastificación

Para realizar un buen trabajo de plastificación en un ciclo de cuatro segundos, se debe aumentar la capacidad de plastificación del tornillo o utilizar una boquilla de sellado neumática para prolongar el tiempo de plastificación.

El diseño de doble rosca puede mejorar la capacidad de plastificación. Un tornillo más largo con una relación L/D de 24-25 puede aumentar el área de absorción de calor y también aumentar la plastificación con eficacia.

La velocidad extra alta del husillo aumenta la velocidad de la superficie del husillo a más de 1 m/s, lo que no tiene ningún efecto negativo en los materiales de PP utilizados habitualmente.

La boquilla neumática permite que la plastificación continúe al abrir y cerrar el molde, pero la moldeo por inyección Para ello, la máquina debe disponer de dos fuentes de energía, como dos bombas de aceite.

Moho

Al igual que la plantilla de la máquina de moldeo por inyección, la plantilla del molde debe ser gruesa para reducir la variación.

Moldeo por inyección a alta velocidad debe estar bien agotado. Los métodos son unas ranuras de escape suficientes, el uso de acero transpirable para moldes y el vacío. La precisión de mecanizado del molde es necesaria para lograr un espesor uniforme de la circunferencia de cuatro paredes más delgadas.

Los requisitos de los moldes multicavidad son aún mayores. Los moldes están equipados con un eyector y un dispositivo de soplado para que los productos acabados caigan más rápido tras el desmoldeo y se cierre el molde inmediatamente.

Plástico

El índice de fusión (MI) del plástico PP llega hasta 60(g/10min), como el Moplen RP1086 de Basell. Muchos productos acabados se fabrican con PS/ABS debido a la dureza del PC y la fluidez del ABS, que también son adecuados para moldeo por inyección de pared delgada.

Selección de materiales de alta fluidez para el moldeo por inyección de pared delgada

En cuanto a la selección del material, dado que el grosor de los productos de pared delgada para envasado es inferior a 0,6 mm y la relación de longitud de flujo suele ser superior a 200, el ciclo de moldeo del moldeo por inyección de pared delgada es muy corto y los productos se enfrían muy rápidamente durante el moldeo por inyección que requiere una gran fluidez del material para conseguir una inyección y un llenado rápidos.

En la actualidad, el moldeo por inyección de pared delgada se utiliza principalmente en materiales de poliolefina, como PP y PE, además de PET, PS, PE, ABS, PC y otras aplicaciones.

Diseño del producto de moldeo por inyección de pared delgada teniendo en cuenta la disposición del orificio de entrada

El diseño de los productos de moldeo por inyección de pared delgada debe prestar especial atención a la disposición del orificio de entrada para que la cola de entrada pueda equilibrarse al máximo y todo el producto pueda llenarse de forma equilibrada.

Además, debe prestarse especial atención al diseño del escape. En el caso de algunos productos con paredes anchas y delgadas, se puede utilizar la chapa de escape para el escape. Tenga en cuenta que la disposición de la hoja de escape es lo más lejos posible perpendicular a la línea de convergencia final, que puede aumentar más eficazmente la eficiencia de escape.

Por ejemplo, en el caso de la batería del teléfono celular, debido a que el espesor del teléfono celular es cada vez más delgada, la caja electromagnética también se espera que el espesor lo más delgado posible. Así que la parte posterior de la caja de la batería por lo general hacer una pieza de escape, en el llenado de gas atrapado puede ser eficaz de gas fuera del molde.

Material de moldeo por inyección de pared delgada, ranura de escape y diseño de compuerta

Hay muchos factores que deben tenerse en cuenta para moldeo por inyección de pared delgadacomo el material del molde, el escape del molde, la compuerta, etc.

En primer lugar, el material del molde es muy importante, porque el moldeo por inyección de pared delgada se utiliza generalmente para alta presión y llenado rápido, por lo que el impacto del material en la superficie del molde será particularmente violento, por lo que generalmente es necesario utilizar acero con dureza superior a HRC55 grados, y el material necesita ser tratado térmicamente, lo que puede prevenir eficazmente el desgaste del molde.

El pulido de la superficie del molde también es muy importante, tanto como sea posible para pulir la ubicación, reducir la resistencia al flujo, y evitar la fricción del relleno de plástico.

En segundo lugar, el escape del molde también es muy importante, como se mencionó anteriormente se puede diseñar en la estructura de la pieza de escape del producto, también se puede utilizar en forma de una válvula de presión negativa en el molde, el molde de pre-vacío, y luego se llena, lo que puede reducir la resistencia a la compresión del aire.

El final de la ranura de escape debe ser diseñado de acuerdo a los diferentes materiales, no sólo para no ejecutar el borde de vuelo también puede ser un escape eficaz, pero al mismo tiempo es necesario prestar atención a todos los canales de escape deben conducir a la parte exterior del molde.

En el diseño de la compuerta, es necesario considerar el uso de una compuerta grande o compuerta múltiple para alimentar el caucho, o incluso considerar el uso de control de tiempo tipo válvula de aguja para alimentar el caucho, de modo que el material pueda ser llenado efectivamente, y al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que el tiempo de enfriamiento de las piezas de pared delgada es muy rápido, y el corredor y la compuerta necesitan aumentar el espesor para evitar el cierre de enfriamiento.

Moldeo por inyección de pared delgada con una máquina de alta velocidad

Una máquina de moldeo por inyección de pared delgada necesita elegir una máquina de alta velocidad, puede elegir una máquina con mecanismo de aumento de velocidad.

Por ejemplo, el tipo de émbolo de tornillo es un clásico moldeo por inyección de pared delgada máquina, utilizando el almacenamiento de tornillo, y el émbolo de inyección de caucho, la velocidad de inyección de moldeo es rápido, y puede satisfacer bien las necesidades de moldeo por inyección de pared delgada.

Además, algunos impulsores de nitrógeno, impulsores de cilindro y otros equipos también están disponibles como opciones de máquina de moldeo por inyección de pared delgada. Para cumplir con los requisitos de llenado rápido, se requiere que una máquina de moldeo por inyección de pared delgada tenga las siguientes condiciones.

La presión de inyección debe ser alta, 200 MPa o más (la presión general de la máquina de moldeo por inyección es inferior a 200 MPa); la fuerza de sujeción es grande, la fuerza de sujeción proporcionada por el mecanismo de sujeción en el área de proyección de cada pulgada cuadrada del producto es de 5-8 toneladas (convencional es de 3-5 toneladas); la velocidad de respuesta es rápida, se entiende que la velocidad de inyección es de hasta 2200 mm / s, el tiempo de respuesta es de 11 milisegundos, etc.

Además, el mecanismo de sujeción del moldeo por inyección de paredes finas La máquina también tiene mayores exigencias de precisión y suavidad de movimiento.

El campo del envasado suele adoptar un proceso de etiquetado en molde, antes de la inyección, colocar la etiqueta de forma rápida y precisa en la cavidad y retirar los productos moldeados, lo que requiere una acción robótica de alta eficacia, que exige una respuesta precisa y rápida y un movimiento suave de apertura y cierre del molde.

El proceso de moldeo por inyección de pared delgada debe controlar la presión y la velocidad

El tiempo de llenado de moldeo por inyección de pared delgada es muy corto, muchos tiempos de llenado son inferiores a 0,5s, es imposible seguir la curva de velocidad o truncar la presión en un tiempo tan corto, por lo que es necesario utilizar un microprocesador de alta resolución para controlar la máquina de moldeo por inyección.

En todo el proceso de moldeo por inyección de productos de paredes finas, la presión y la velocidad deben controlarse al mismo tiempo de forma independiente.

El método de llenar la etapa con control de velocidad y luego cambiar a control de presión en la etapa de mantenimiento de presión de las máquinas de moldeo por inyección convencionales ya no es aplicable.

Moldeo por inyección de pared delgada por lo general utiliza alta presión para llenar rápidamente, pero debemos prestar atención al proceso de inyección puede ser quemado, gas atrapado, y otros problemas, y la necesidad de controlar la temperatura de moldeo y la velocidad de giro del tornillo y otros parámetros de acuerdo a las características sensibles al calor y sensibles al cizallamiento de plástico. Además, es necesario combinar con el escape del molde para reducir la resistencia de llenado.

Conclusión

El moldeo de paredes delgadas es una rama importante de la tecnología moderna. moldeo por inyecciónque puede satisfacer las necesidades de muchos productos en términos de estructura, peso ligero, tiempo de ciclo de moldeo y coste.

El moldeo de pared delgada ha sido ampliamente utilizado en el campo del moldeo por inyección, debemos comenzar desde la fuente de diseño y combinar todos los factores de la máquina, el molde y el proceso para optimizar el éxito del proceso de moldeo de pared delgada y optimizar la calidad de los productos.