El moldeo por inyección es una tecnología imprescindible en la fabricación moderna. El sistema de inyección del molde es una parte clave del proceso de moldeo. molde de inyecciónque afecta directamente a la calidad y la eficacia de la producción del producto final. Este artículo le mostrará la función, los tipos, los principios de diseño y las consideraciones prácticas del sistema de inyección de moldes, y le ofrecerá algunos estudios de casos para ayudarle a comprender su importancia en la fabricación.

Conceptos básicos del sistema de compuerta de moldes de inyección

El sistema de compuerta del molde de inyección puede describirse como aquel a través del cual se transportan los plásticos fundidos desde la boquilla de la maquinaria de inyección hasta la cavidad del molde durante el proceso de moldeo por inyección. El sistema de compuerta es un componente muy importante del molde y consta de elementos como el bebedero, el canal, la compuerta y la cámara fría.

1. Sprue: El bebedero es un canal metálico que une la boquilla de la máquina de inyección con el canal de inyección. Normalmente, se utiliza para transportar el plástico fundido desde la máquina de inyección hasta el canal. El diseño del bebedero debe garantizar que el material plástico fluya con facilidad en su recorrido directo con una pérdida mínima de calor o presión.

2. Corredor: Los canales de rodadura dirigen el plástico fundido desde el bebedero hasta la compuerta presente en cada uno de los Árboles. También debe garantizar que una cantidad adecuada del plástico llegue a cada compuerta, y que haya un flujo adecuado del plástico.

3. Puerta: Estas compuertas unen el canal con la cavidad del molde, que es la región del molde que contiene el material de fundición. Es el canal final a través del cual el plástico se transfiere a la cavidad, y la forma y el tamaño de este paso tienen un impacto directo en términos del flujo del plástico y la calidad general del producto final.

4. Pozo de babosas frías: El Cold slug well es un componente del molde de inyección diseñado para capturar y enfriar la primera porción del plástico que entra en la prensa en lugar de permitir que fluya hacia la cavidad. Esto es importante ya que reduce las posibilidades de tener productos defectuosos debido al plástico frío.

El papel del sistema de compuertas

El uso del sistema de compuertas es muy importante en el contexto de la tecnología de moldeo por inyección. Tiene varias funciones principales:

1. Guiado de plástico fundido: El sistema de compuertas dirige el flujo de la forma fundida del plástico hacia la cavidad del molde desde la máquina de moldeo por inyección. Garantiza que el plástico fluya libremente sin atascarse o, imperativamente, sin fluir de forma incoherente.

2. Control del caudal y la presión: Mediante la aplicación del tamaño y la forma, se puede regular la dirección del flujo del material y la presión del plástico en general. Esto influye en la densidad global y las propiedades mecánicas del producto concreto que se está fabricando. Según se entienda y se descubra, el control del flujo y la presión del metal fundido en la matriz puede minimizar la formación de tensiones internas y mejorar la calidad del producto final.

3. Gestión de la temperatura: El diseño del sistema de compuertas influye en la distribución del calor dentro del plástico fundido, factor que repercute en el proceso de moldeo. Esto inhibe la formación de defectos que podrían haber resultado de diferentes velocidades de enfriamiento. La gestión de la temperatura es más crucial debido a las condiciones más calientes e inconsistentes que rodean al moldeo por inyección de alta precisión y calidad.

4. Calidad del aspecto del producto: La posición y la forma del escáner de compuerta influyen enormemente en el aspecto del producto final. Por ejemplo, pueden ayudarle a evitar problemas perjudiciales como marcas de flujo y líneas de soldadura. Unas compuertas adecuadas contribuyen significativamente a mejorar la estética del producto, por lo que es especialmente importante crearlas con cuidado.

5. Eficiencia de la producción: Por tanto, según los estudios de casos, un sistema de compuertas bien diseñado ayuda a mantener e incluso reducir el tiempo del ciclo de inyección. Esto aumenta la eficiencia de la producción. Los tiempos de ciclo cortos y la tasa de producción rápida son objetivos primordiales en la fabricación moderna y el diseño adecuado del sistema de compuertas desempeña un papel vital en la consecución de estos objetivos.

Tipos de sistemas de compuertas

Según la forma y la función de la compuerta, los sistemas de compuerta de moldes de inyección se clasifican principalmente en los siguientes tipos:

1. Puerta directa: Las compuertas directas introducen directamente el cíclico fundido en la cavidad, ya que son las más adecuadas para piezas grandes y con paredes gruesas. Su ventaja es la capacidad de ofrecer una baja resistencia al flujo, mientras que existe el riesgo de que se formen marcas de flujo y burbujas, y para controlarlas es necesario regular la temperatura del molde y la velocidad de inyección.

2. Puerta lateral: Las compuertas laterales alimentan el plástico fundido desde el lateral de la cavidad del molde y suelen utilizarse para la formación de productos de tamaño medio y pequeño. Su ventaja es la simplicidad de la estructura, así como la facilidad de procesamiento y utilización. Sin embargo, la aplicación de estas variedades en productos de paredes gruesas es limitada debido a la presencia de compuertas laterales, que a su vez afecta a la distribución del flujo de plástico y las líneas de soldadura.

3. Puerta Submarina: Este tipo de compuertas están ocultas, normalmente se colocan en el interior o en la parte trasera del producto, y se prefieren sobre todo para los productos que tienen un atractivo cosmético extremo. Su ventaja es que son productos estéticamente agradables, pero son difíciles de trabajar y necesitan moldes de producción intrincados.

4. Puerta del ventilador: Las compuertas de abanico distribuyen el plástico fundido en la cavidad, por lo que son adecuadas para productos de paredes finas o de gran superficie. Tienen la ventaja de un flujo uniforme, lo que reduce eficazmente las líneas de soldadura, pero son difíciles de procesar y requieren un diseño preciso del canal.

5. Puerta anular: Las compuertas anulares son adecuadas para productos en forma de anillo o cilíndricos, ya que garantizan una distribución uniforme del plástico fundido. Tienen la ventaja de un flujo estable, adecuado para productos de alta precisión, pero los costes de procesamiento son elevados y requieren una gran precisión de fabricación del molde.

6. Puerta solapada: Las compuertas de solapamiento son similares a las compuertas laterales, pero una parte de la compuerta de solapamiento se solapa con el grosor del producto moldeado, por lo que no quedará ninguna marca de testigo en el lateral del producto moldeado. Las compuertas de solapamiento se utilizan normalmente para evitar la formación de chorros. Los tamaños típicos de las compuertas de solapamiento son de 0,4 a 6,4 mm de grosor y de 1,5 a 12,7 mm de ancho. La desventaja es que el procesado de la compuerta en la superficie de separación es más difícil.

Principios de diseño del sistema de compuertas

El diseño del sistema de inyección influye directamente en el efecto del moldeo por inyección. He aquí algunos principios clave de diseño:

1. Determine una posición razonable de la puerta: La compuerta debe situarse donde el grosor de la pieza sea mayor o en la zona central del bloque para garantizar un llenado uniforme de la cavidad y que se eliminen las líneas de soldadura y las marcas de hundimiento. La posición de la compuerta también debe tener en cuenta la dirección de flujo del producto, así como los procesos posteriores a los que se someterá el producto.

2. Elija el tipo de puerta apropiado: Determinar qué tipo de compuerta es adecuada para una forma y tamaño determinados, dependerá también del uso del producto. Los diferentes tipos de compuertas son apropiados para diferentes flujos, y tienen diferentes efectos sobre la resistencia, la capacidad de llenado y el postprocesado, por lo que el tipo de compuerta apropiado es complicado.

3. Optimizar el diseño del corredor: En cuanto a la longitud del canal, debe ser lo más corta y directa posible para minimizar la caída de presión y la pérdida de calor, ofreciendo al mismo tiempo la flexibilidad y capacidad de moldeo necesarias para el plástico. La geometría y las dimensiones de la sección transversal del canal también deben optimizarse en función de las características de flujo del plástico y de las necesidades de refrigeración del molde.

4. Tamaño de la puerta de control: El tamaño de la compuerta debe determinarse en función del volumen del producto y de la capacidad de inyección de la máquina inyectora para evitar que sea demasiado grande o demasiado pequeña y afecte al efecto de llenado. Una compuerta demasiado grande aumentará la tensión de cizallamiento, mientras que una compuerta demasiado pequeña puede provocar un llenado incompleto o un tiempo de enfriamiento excesivo.

5. Considere la facilidad de expulsión: El diseño de la compuerta debe facilitar la expulsión del producto, evitando dificultades de expulsión causadas por una compuerta demasiado grande o demasiado pequeña. Factores como la fuerza de expulsión, la dirección y la forma y posición de la compuerta deben tenerse plenamente en cuenta en el diseño.

6. Coste de fabricación del molde de equilibrio: Al tiempo que se garantiza la calidad del producto y la eficiencia de la producción, el diseño del sistema de compuerta debe ser lo más sencillo posible para reducir los costes de fabricación del molde. Un diseño razonable puede reducir la dificultad y el tiempo de procesamiento del molde, reduciendo los costes de producción.

Consideraciones prácticas sobre el sistema de compuertas

1. Evite burbujas y marcas de quemaduras: Evitar que la configuración del diseño de la compuerta permita que el plástico fundido cree burbujas o un sobrecalentamiento local que provoque marcas de quemaduras resultantes del flujo. Los problemas de burbujas y quemaduras en los canales pueden mitigarse si se elige un diseño de canal y una posición de compuerta adecuados.

2. Control del esfuerzo cortante: Fictiously, in the gate and runner design, shear stress should be kept to the minimum that cannot degrade the molten plastic or make the runner prone to break. Una tensión de cizallamiento elevada provocará una disminución del rendimiento del plástico y reducirá la resistencia mecánica y la vida útil del producto.

3. Reducir los residuos y la transformación secundaria: La incorporación de un sistema de compuertas razonable también puede eliminar o mantener un nivel mínimo de desperdicio de compuertas, minimizar el coste y reducir al mínimo la cantidad de tiempo de procesamiento secundario necesario para un producto. El operario debe asegurarse de que la posición y el tamaño de la compuerta se sitúan correctamente, de forma que se mejore el uso óptimo del material y se garantice un desperdicio mínimo.

4. Garantizar una temperatura uniforme del molde: Es un factor crucial que se relaciona con el proceso de moldeo por inyección, y equilibrar la temperatura media del molde para que la diferencia de calor no cause problemas con el producto final. Hay dos procesos dependientes de calentamiento y enfriamiento, por lo que el sistema de control de temperatura del molde debe proporcionar un buen equilibrio de la temperatura.

5. Mantenimiento e inspección periódicos: La frecuencia de uso es otra cuestión y, dado que muchas plantas e industrias emplean el sistema de compuertas durante largas horas de uso, pueden experimentar desgaste en el sistema, lo que puede exigir inspecciones y mantenimiento frecuentes para devolver el sistema a su estado normal. Los problemas detectados y notificados con suficiente antelación en el sistema de compuertas pueden marcar la diferencia entre una producción satisfactoria y una serie de problemas de calidad que pueden derivarse de un sistema de compuertas defectuoso.

Casos prácticos

Analizando casos concretos, podemos comprender mejor los métodos de diseño y optimización del sistema de compuertas en aplicaciones prácticas.

1. Piezas de automóvil: Las compuertas submarinas suelen utilizarse en la moldeo por inyección de piezas de automoción para proporcionar acabados estéticos a los productos finales, teniendo en cuenta al mismo tiempo la capacidad de soportar condiciones de funcionamiento a alta temperatura y alta presión. Por ejemplo, la fabricación de salpicaderos de automóviles exige una gran precisión y superficies excelentes de cara al cliente; las compuertas submarinas pueden resolver bien este problema de defectos superficiales inducidos por el movimiento y mejorar los atributos mecánicos de los productos.

2. Carcasas de electrodomésticos: Las compuertas en abanico o las compuertas laterales se aplican a menudo a las carcasas de electrodomésticos; esto puede hacer que los productos de gran superficie tengan un llenado preciso y equilibrado y una calidad de superficie respetuosa con el medio ambiente. Por ejemplo, en moldeo por inyección de las carcasas de televisión, las piezas de paredes finas deben tener la compuerta colocada de forma que permita un llenado uniforme, omitiendo las líneas de soldadura y las deformaciones que afectan a la calidad del producto final.

3. Productos sanitarios: Muchas piezas relacionadas con dispositivos médicos requieren una gran precisión y limpieza; algunas de ellas utilizan multipuerta o compuerta anular para obtener unas dimensiones y una estructura óptimas y precisas en su interior. Por ejemplo, la producción de jeringuillas debe emplear un método preciso y limpio en el que el uso de compuertas anulares minimizará la irregularidad del plástico en las jeringuillas, aumentando así la fiabilidad.

4. Carcasas de productos electrónicos: Las carcasas electrónicas LCA tienen una gran calidad estética y deben mantener unas dimensiones precisas; normalmente emplean compuertas submarinas o compuertas laterales. Por ejemplo, los marcos de las puertas de los automóviles necesitan una gran precisión de producción, ya que son carcasas de teléfono moldeadas por inyección, y el diseño estructural de las puertas de los submarinos puede mejorar la estética al evitar defectos superficiales que se minimizan con las puertas submarinas.

5. Productos de embalaje: Utilizando puertas directas o puertas multipunto, los productos de envasado suelen exigir un tiempo de ciclo de alta velocidad y una producción eficiente. Por ejemplo, la fabricación de tapones de botellas de plástico requiere ciclos cortos, por lo que el uso de puertas directas puede contribuir directamente a acelerar la producción y minimizar así el coste de producción.

Tendencias futuras de los sistemas de compuerta

En procesos de fabricación con nuevas tecnologías, así como diversos cambios en los requisitos del mercado, los sistemas de compuerta requieren una innovación constante. En el futuro, el diseño de sistemas de obturación se centrará más en los siguientes aspectos:

1. El diseño inteligente: Las tecnologías CAD/CAE pueden ser útiles para mejorar el sistema de compuertas para que esté mejor diseñado y sea más eficaz. El análisis de simulación permite optimizar la posición de las compuertas, el diseño de los canales y su tamaño, lo que aumenta la capacidad de diseño estándar.

2. Protección del medio ambiente y ahorro de energía: Aunque el diseño del sistema de compuertas es un aspecto importante en todo el flujo del sistema, el diseño futuro del sistema de compuertas se centrará en utilizar el mínimo material y energía posibles. De este modo, se minimizan los residuos, se maximiza la utilización de materiales y se reduce el consumo de energía durante la producción de un determinado producto; también se alcanzan los objetivos de protección del medio ambiente en términos de ahorro de energía.

3. Personalización y producción flexible: Además, con los cambios en las demandas del mercado y los requisitos de los consumidores, la construcción del sistema de puertas se diversificará y personalizará mucho más, ya que también se adapta a los requisitos específicos del tipo de producto. Las líneas de producción flexibles y el diseño de moldes modulares también serán tendencias futuras que seguramente seguirán mejorando la flexibilidad y la productividad de la producción.

4. Aplicación de nuevos materiales: Dado que casi a diario se desarrollan nuevos materiales, es evidente que el diseño de sistemas de compuertas tiene que adaptarse a los cambios relativos al tipo de material. Además, cabe destacar que el uso de nuevos materiales fomentará el desarrollo del diseño de sistemas de compuertas en lo que respecta al uso, el rendimiento y la calidad del producto.

5. Automatización y fabricación inteligente: En el futuro desarrollo del sistema de compuertas, se introducirá el control informático y el sistema de control automático de la fabricación para reducir la intervención humana al nivel más bajo posible, lo que permitirá una gestión inteligente del proceso de producción. El uso de IIoT y big data no solo permite supervisar el proceso de producción en tiempo real, sino mejorarlo, agilizarlo y crear productos de mayor calidad.

Conclusión

El diseño y la aplicación del sistema de inyección es muy importante para el éxito del moldeo por inyección. Un diseño razonable del sistema de inyección puede mejorar en gran medida la calidad y la eficiencia de producción de los productos, y reducir los costes de producción. En las aplicaciones prácticas, debemos combinar los requisitos específicos del producto y el rendimiento de la máquina de inyección, utilizar de forma flexible varios tipos de sistemas de inyección y principios de diseño, y garantizar el buen funcionamiento de la máquina de inyección. proceso de moldeo por inyección.

Este artículo presenta de forma exhaustiva la función, los tipos, los principios de diseño y los casos de aplicación del sistema de compuerta de molde de inyección, y anticipa la tendencia de desarrollo futuro. Se espera que pueda proporcionar una valiosa referencia y orientación a los lectores. A través de la práctica continua y la optimización, se espera que el sistema de inyección de moldes juegue un papel cada vez más importante en la fabricación futura.