¿Qué es el diseño de moldes de inyección?

Puertas de borde

Las compuertas laterales son un componente común del diseño de moldes de inyección. Son fáciles de fabricar y tienen numerosas aplicaciones. A menudo son la solución ideal para piezas grandes con secciones de pared gruesa.

Al tener una sección transversal más ancha que otras puertas, pueden adaptarse fácilmente a la forma deseada. Otra ventaja de las compuertas de borde es que no requieren ninguna resina especial.

Al elegir un diseño de compuerta, debe tener en cuenta varios factores. Entre ellos, el volumen de la cavidad del molde y el recorte automático. Algunas compuertas funcionan mejor en moldes de una sola cavidad, mientras que otras son mejores para moldes de varias cavidades. La anchura de la sección de la compuerta debe ser mayor que la del canal secundario del molde para conseguir un equilibrio óptimo del flujo de material.

Otro aspecto importante del diseño de la compuerta es su función. Ayuda a controlar el flujo de plástico a través del molde. También proporciona una superficie del molde más uniforme. Una distribución adecuada de las compuertas reduce la distancia entre el canal y la pieza moldeada por inyección. Esto mejora la ventilación y permite una distribución uniforme de los rechupes de fusión en la pieza de plástico.

Elegir una compuerta adecuada es esencial para la fabricación de productos de plástico. El plástico fundido debe llegar a todas las partes del molde antes de enfriarse, o se endurecerá demasiado rápido en algunas zonas y dará lugar a una pieza más difícil de procesar. Un buen diseño también debe minimizar la pérdida de presión y calor del sistema de canales.

Núcleos de acción lateral

Uno de los aspectos más difíciles de las aplicaciones con acciones laterales es el diseño de los moldes. El diseño de estos moldes de inyección exige creatividad porque presenta muchas variables y requisitos.

Algunas de estas demandas incluyen un tamaño de prensa y una base de núcleo más pequeños, que hacen que el molde sea más barato de fabricar y mantener. Otras exigencias incluyen diseños de molde más sencillos, que facilitan la fabricación y permiten una licitación competitiva. Los machos de acción lateral suelen insertarse desde la parte inferior o superior del molde de inyección. Esto es beneficioso para fabricar piezas con voladizos, pero también añade complejidad y coste.

La razón es que el 50 % del ciclo del molde de inyección se dedica a la solidificación y la refrigeración. Esto significa que reducir el espesor del diseño es fundamental para disminuir los costes. Además, un molde de inyección con un núcleo de acción lateral puede tener una superficie texturizada, lo que aumenta su atractivo estético.

Otro diseño común de núcleo de acción lateral es un sistema modular que utiliza un cilindro para comprimir el núcleo antes de la inyección. Este sistema permite que el molde sea más pequeño y compacto. Algunos diseños pueden requerir un sistema modular de compresión del núcleo de acción lateral que se monta externamente a la base del molde. Sin embargo, en muchos casos, un cilindro con un bloque de talón es suficiente.

El diseño de un núcleo de acción lateral debe concebirse de forma que no interfiera con otros componentes y estructuras. Además, el diseño del núcleo de acción lateral debe garantizar la apertura y el cierre suaves del molde.

Corredores en frío

Las ventajas de los canales fríos en el diseño de moldes de inyección incluyen costes iniciales menores y un mantenimiento más sencillo del molde. Sin embargo, los moldes de canal frío también tienen inconvenientes. Uno de ellos es la cantidad de residuos del flujo de plástico fundido durante el proceso de fabricación. Aunque los canales fríos pueden reutilizarse, las resinas costosas no se pueden reciclar, lo que genera costes considerables por desperdicio.

Otro inconveniente de las cámaras frías es su elevado coste. Deben separarse manualmente de la pieza acabada y rectificarse después de cada pasada, lo que aumenta el tiempo total del ciclo y ralentiza la producción en serie. Además, los canales fríos ocupan más espacio en el molde que los canales calientes. Y su montaje es más complejo que el de los canales calientes.

Otro inconveniente de las cámaras frías es que la pieza se deforma y se agrieta. Los materiales sensibles al calor no deben moldearse con este tipo de diseño de molde. Esto se debe a que la resina plástica debe enfriarse dentro de los canales fríos antes de ser inyectada en la cavidad de la pieza.

Además, los canales fríos no deben calentarse por encima de las temperaturas de fusión recomendadas. Asimismo, los canales aislados pueden reducir la cantidad de calor que se pierde hacia el resto del molde de inyección, lo que facilita los cambios de color.

Por último, los canales fríos pueden reutilizarse como fuente de resina para la fabricación de piezas. Sin embargo, el porcentaje de reutilización está restringido por las hojas de proceso y debe indicarse en las mismas. Los canales fríos en el diseño de moldes de inyección pueden ayudar a mejorar la productividad del molde. Son la mejor opción para la producción de grandes volúmenes.

Pueden reducir los costes totales y el tiempo de ciclo del moldeo por inyección. Además de acortar los ciclos, los canales fríos ofrecen una gran flexibilidad para ajustar las cavidades. Asimismo, pueden sustituirse y remodelarse con facilidad, aunque el proceso requiere tiempo.

Localización de la línea de separación

La ubicación de la línea de partición es una consideración importante en el diseño de un molde de inyección. Puede afectar al ajuste y al funcionamiento del producto terminado. La línea de partición debe estar correctamente alineada para garantizar la calidad. Al diseñarla deben considerarse varios factores. Lo ideal es que sea paralela a la apertura del molde.

La ubicación de la línea de apertura puede afectar a la dirección de expulsión y a la dirección de apertura. También afecta a los vestigios dejados por las mitades del molde. Teniendo en cuenta todos estos factores, es esencial elegir cuidadosamente la ubicación de la línea de apertura. Una vez que haya decidido dónde estará la línea de apertura, podrá decidir si debe ser vertical, biselada o curva.

La ubicación de la línea de partición en el diseño de un molde de inyección es un factor importante para evitar rebabas. Si no se coloca correctamente, el plástico puede escapar del molde y producir rebabas.

Además, una línea de apertura mal diseñada puede afectar a la calidad, resistencia y aspecto de la pieza. Por lo tanto, la ubicación de la línea de apertura debe considerarse cuidadosamente al diseñar un molde de inyección.

La ubicación de la línea de partición en el diseño del molde se determina por la intersección del cono de apertura con el cono de aproximación global. Este punto también determina el diseño de la pieza y el aspecto de las marcas residuales. La ubicación puede complicarse si no se define correctamente e incluso aumentar el coste del utillaje.

Costes de utillaje

Los costes del utillaje son una parte importante de cualquier diseño de molde de inyección. Según la complejidad del molde, pueden oscilar entre $15K y $500K o más. Es importante saber exactamente cuánto costará cada proceso y cómo hacer que el molde sea lo más rentable posible. A continuación se enumeran varios costes asociados al diseño del molde y al utillaje.

Los costes de utillaje son una parte importante de su inversión en un molde de inyección de plástico. Pueden variar considerablemente según el tipo de plástico y la aplicación.Si el molde debe ser grande, el coste del acero será mayor. Si diseña una pieza complicada, se necesita un molde más detallado. Su fabricante de moldes puede asesorarle sobre cómo adaptar la pieza al molde.

La complejidad de la pieza y los requisitos de cavidad pueden aumentar el coste del utillaje. Una simple caja electrónica con orificios es relativamente sencilla, pero una toma de corriente requiere un conector circular. Esto requiere una acción diferente en la herramienta. Estos costes adicionales se repercuten en el cliente. Los costes de utillaje para el diseño de un molde de inyección variarán en función de la complejidad y el tamaño de la pieza que se vaya a fabricar.

Al considerar los costes del utillaje, es importante tener en cuenta cómo se utilizará el molde. El utillaje de moldes de inyección suele fabricarse en acero o aluminio. Aunque el aluminio es un material más asequible, es más débil y solo debe utilizarse para series de bajo volumen. Se deformará después de unos pocos miles de ciclos del molde. El acero, en cambio, es un material duradero y puede producir piezas moldeadas por inyección durante muchos años sin problemas.

Enfoque de ingeniería concurrente

La ingeniería concurrente es el proceso de desarrollo y diseño de un producto completo, desde su concepción hasta su producción. Incluye la consideración temprana de todos los elementos del ciclo de vida, incluidos el diseño, la comercialización, las relaciones posventa y la cadena de suministro.

Este enfoque puede reducir costes y tiempo para todas las partes implicadas. Para las empresas más pequeñas, puede ser un proceso desalentador, pero un gran comienzo es el modelo C, que establece claramente los objetivos clave y las funciones de cada miembro del equipo.

El diseño de moldes de inyección es un proceso complejo que incluye varios subdiseños. Requiere la participación de la dirección y del equipo, además de experiencia y un conocimiento profundo de los procesos de fabricación.

El enfoque de ingeniería concurrente permite agilizar el proceso de desarrollo de moldes de inyección. Consiste en considerar simultáneamente el diseño de la pieza plástica, el diseño del molde, la planificación de la producción y el coste.

En la primera fase del proceso de diseño del molde, se elabora un modelo CAD de la pieza de plástico utilizando programas comerciales de modelado 3D. A continuación, este modelo se utiliza para analizar el proceso de inyección y el rendimiento de las piezas de plástico.

La siguiente fase es la fabricación del utillaje de producción. Mediante el enfoque de ingeniería concurrente, los fabricantes de moldes pueden ahorrar tiempo y dinero abordando los posibles problemas en las primeras etapas del proceso de moldeo por inyección de plástico.

En un enfoque de ingeniería concurrente, los representantes de todos los departamentos implicados en el proyecto colaboran desde el principio y con frecuencia. Esto permite descubrir problemas en una fase temprana y fomenta la eficacia al permitir que varios miembros del equipo trabajen en una tarea específica al mismo tiempo. Sin embargo, es importante señalar que la ingeniería concurrente no significa que las cosas deban hacerse en orden.

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