Los moldes de inyección son una herramienta de fabricación industrial común muy utilizada en el proceso de producción de productos de plástico. Consiste en calentar el plástico hasta que se funde, inyectarlo en un molde y, a continuación, enfriarlo y solidificarlo para darle la forma deseada. Los moldes de inyección son conocidos por su eficacia, precisión y buena repetibilidad, lo que los hace ampliamente aplicables en sectores como la automoción, la electrónica, los electrodomésticos y los dispositivos médicos. En este artículo se presentan los fundamentos de los moldes de inyección: tipos, estructuras, principios de diseño, selección de materiales, etc.

Ⅰ. Qué es un molde de inyección?

Un molde de inyección es una herramienta utilizada para fabricar productos de plástico. Les da forma y tamaño. El moldeo por inyección permite fabricar muchas piezas con la misma forma. Funciona fundiendo plástico e introduciéndolo en un molde. El plástico se enfría y se solidifica. Muchas cosas que usamos a diario, como ordenadores, teléfonos y piezas de coche, se fabrican con moldes de inyección. Lo principal que se necesita para fabricar piezas con moldeo por inyección es un moldeo por inyección máquina y un molde.

Ⅱ. Componentes de un molde de inyección

1. Sistema de bebederos para moldes de inyección

El sistema de bebederos de un molde de inyección es el conducto por el que fluye el material plástico desde la boquilla de la máquina de moldeo por inyección hasta el producto. Incluye el canal principal, los subcanales, los pozos fríos y las compuertas, y también puede incluir sistemas de canal caliente que inyectan directamente sobre la superficie del producto.

2. Marco del molde de inyección

El bastidor del molde, también llamado base del molde, es el conjunto principal del molde donde se montan todos los componentes. Fija con precisión el molde en la máquina de moldeo por inyección, completando el proceso de inyección.

3. Sección de formación de la cavidad del molde

La cavidad del molde es un espacio sellado formado por la combinación del núcleo y la cavidad del molde, correderas, pasadores angulares, insertos y otros componentes, de acuerdo con la estructura del producto de plástico. El plástico entra en esta cavidad sellada bajo la presión de la máquina de inyección, solidificándose para formar el producto real con la misma forma estructural diseñada. Este espacio sellado es la cavidad del molde.

4. Sistema de refrigeración de moldes

El plástico caliente llena el molde a altas temperaturas y necesita enfriarse rápidamente para que la pieza de plástico se endurezca. Para cumplir los requisitos de temperatura del proceso de inyección, un sistema de control de temperatura ajusta la temperatura del molde. En el caso de los moldes de inyección de termoplásticos, los sistemas de refrigeración están diseñados para enfriar el molde. Entre los métodos de refrigeración habituales se incluye la apertura de canales de agua de refrigeración en el interior del molde para eliminar el calor mediante la circulación de agua; también se puede conseguir calentar el molde utilizando agua caliente o vapor; además de los canales de agua de refrigeración, se pueden instalar elementos de calefacción eléctricos en el interior y alrededor del molde. Además del enfriamiento, el sistema de refrigeración también puede utilizarse para controlar la deformación del producto.

5. Sistema de posicionamiento de moldes

El sistema de posicionamiento de un molde de inyección suele tener tres niveles de posicionamiento. El primer nivel es el posicionamiento de pilares guía, que se utiliza principalmente para el posicionamiento aproximado de los moldes delantero y trasero en distancias largas; el segundo nivel es el posicionamiento de bloques en ángulo recto, también conocido como posicionamiento de bloqueo lateral, que se utiliza para posicionar las bases de los moldes delantero y trasero; el tercer nivel es el posicionamiento preciso de los núcleos de los moldes delantero y trasero, y cada nivel es más preciso que el anterior.

6. Sistema de eyección de moldes de inyección

Una vez que el molde se abre, es importante asegurarse de que la pieza permanece en la parte posterior del molde trasero y se mantiene allí firmemente. El sistema de expulsión utiliza la fuerza de expulsión transmitida por la barra eyectora de la máquina de inyección y los mecanismos instalados en la placa de expulsión del molde para empujar la pieza fuera de la cara posterior del núcleo del molde trasero, de modo que la pieza pueda salir de la superficie del molde. El mecanismo de expulsión incluye pasadores eyectores, manguitos, placas eyectoras, pasadores angulares, etc.

7. Sistema de ventilación de moldes de inyección

El sistema de ventilación del molde es muy importante en el diseño del mismo. Cuando el plástico fundido llena la cavidad del molde a una velocidad muy rápida, el aire del interior de la cavidad debe expulsarse rápidamente para dejar espacio para que el plástico fundido fluya sin problemas. Las velocidades de inyección pueden ser tan rápidas como balas, por lo que un sistema de ventilación rápido y eficaz es muy importante. La ventilación de gas se basa principalmente en: la holgura de los pasadores eyectores, la holgura de los insertos, la holgura de los insertos de ventilación y la ventilación de la superficie de separación.

Ⅲ. Clasificación de los moldes de inyección

1. Basado en el proceso de moldeo: moldes de canal caliente y moldes de canal frío.

2. En función del material de moldeo: moldes metálicos y moldes no metálicos.

3. En función del volumen de producción: moldes prototipo (moldes simples) y moldes de producción.

4. Basado en los materiales del molde: moldes blandos y moldes duros.

5. En función de la forma del producto:

• Moldes planos: se utilizan para fabricar productos de forma plana, como cubiertas, paneles, etc.
• Moldes de tiras largas: se utilizan para fabricar productos en forma de tiras largas, como tubos, bandejas de cables, etc.
• Moldes para cajas: se utilizan para fabricar productos con un determinado volumen, como cajas, recipientes, etc.

6. Basado en la estructura del molde:

• Moldes de una sola cavidad: una sola cavidad, adecuados para producir un solo producto.
• Moldes multicavidad: múltiples cavidades idénticas, pueden producir varios productos al mismo tiempo.
• Moldes multicomponente: pueden inyectar varios materiales al mismo tiempo, produciendo productos compuestos.

Ⅳ. Diseño de moldes de inyección

1. Base de diseño, precisión dimensional y corrección de las dimensiones relacionadas

Determine a qué categoría pertenecen sus productos de plástico en función de sus requisitos y funciones específicos. Por ejemplo, los juguetes son productos de plástico que requieren una gran calidad estética, pero no necesitan precisión dimensional. En cambio, los productos de plástico funcionales sí necesitan precisión dimensional. Las cámaras son productos de plástico que deben ser tanto estéticamente agradables como dimensionalmente precisos. ¿Es razonable el ángulo de desmoldeo? El ángulo de desmoldeo afecta directamente al desmoldeo y a la calidad de sus productos de plástico. En otras palabras, determina si el proceso de inyección puede desarrollarse sin problemas.

A continuación se indican algunos aspectos que deben tenerse en cuenta para determinar si el ángulo de calado es razonable: ¿Es suficiente el ángulo de desmoldeo? El ángulo de desmoldeo debe ser compatible con la superficie de separación de su producto de plástico durante el moldeo. ¿Afectará a la apariencia y precisión dimensional de su producto? ¿Afectará a la resistencia de ciertas partes de su producto de plástico?

2. Diseño preliminar, análisis y digestión de planos y muestras de productos plásticos

① Características geométricas del producto.

② Dimensiones y tolerancias del producto.

③ Requisitos técnicos del producto.

④ Tipos y grados de partículas de plástico.

⑤ Requisitos de aspecto del producto.

⑥ Normas de inspección de productos.

3. Determinación del número de cavidades y su disposición

① ¿Se cumple el volumen máximo de inyección de la máquina de inyección?

② ¿Se cumple la fuerza de sujeción de la máquina de inyección?

③ ¿Están las dimensiones externas del molde dentro de los requisitos de la máquina?

Precisión del producto, color.

④ ¿Hay núcleos laterales en el producto y cómo se manejan?

⑤ Lote de producción de productos.

⑥ Beneficios económicos (valor de producción por molde).

⑦ Evaluación del ciclo del molde.

4. Determinación de la superficie de separación

① Minimizar el impacto en la apariencia.

② Garantizar la precisión del producto y facilitar el mecanizado posterior del molde.

③ Facilitar el diseño del sistema de compuertas, el sistema de ventilación y el sistema de refrigeración.

④ Facilitar la apertura del molde (división, desmoldeo) para garantizar que el producto permanezca en el lado móvil del molde durante la apertura.

5. Diseño del sistema de compuertas

El diseño del sistema de compuertas implica elegir el canal principal, decidir la forma y el tamaño de los subcanales, elegir la ubicación de las compuertas, determinar el tipo de compuerta y seleccionar la sección transversal de la compuerta. Cuando se utiliza una compuerta puntual, también hay que tener en cuenta cómo retirar la compuerta para que se desprendan los subcarriles. Al diseñar el sistema de compuertas, el primer paso es elegir la ubicación de la compuerta. La ubicación de la compuerta afecta directamente a la calidad del producto y al buen desarrollo del proceso de inyección. La ubicación de la compuerta debe seguir estos principios:

① Las compuertas deben estar situadas en la superficie de separación para facilitar la limpieza del molde durante el mecanizado y el uso.

② La distancia entre la posición de la compuerta y las distintas partes de la cavidad debe ser lo más coherente posible, y el recorrido del flujo debe ser el más corto.

③ La posición de la compuerta debe garantizar que cuando el plástico entre en la cavidad, fluya suavemente hacia las partes anchas y de paredes gruesas de la cavidad para facilitar un flujo suave.

④ La posición de la compuerta debe fijarse en la sección más gruesa de la pieza de plástico.

⑤ No deje que el plástico golpee directamente las paredes, los núcleos o los insertos cuando fluya. Deje que fluya a todas las partes de la cavidad lo más rápido posible y no deje que los núcleos o insertos se doblen.

⑥ Haz las líneas de soldadura lo más pequeñas posible o ponlas en lugares que no importen.

⑦ Haz la compuerta y la forma en que el plástico fluye dentro de la cavidad para que el plástico fluya de la misma manera en toda la cavidad y para que el aire pueda salir de la cavidad.

6. Diseño del sistema de ventilación

El sistema de ventilación es muy importante para garantizar la calidad de los productos moldeados:

① Utilizar ranuras de ventilación, normalmente en el extremo de la cavidad a rellenar. La profundidad de la ranura de ventilación varía en función del plástico, normalmente determinada por la separación máxima admisible para plástico sin rebabas, como el POM por debajo de 0,02.

② Utilice la holgura entre la varilla de empuje del inserto de núcleo o la aguja del inserto de ventilación para la ventilación.

③ Para evitar la deformación por vacío del producto durante la expulsión, es necesario colocar rejillas de ventilación.

④ Para evitar que el producto se adsorba al vacío en la cavidad, es necesario diseñar cojines de aire.

7. Diseño del sistema de refrigeración

Diseñar el sistema de refrigeración es una tarea compleja. Implica considerar lo bien que enfría el sistema de refrigeración y lo uniformemente que lo hace. También implica considerar cómo afecta el sistema de refrigeración a la estructura general del molde:

① Cómo está dispuesto el sistema de refrigeración y qué formas tiene.

② Dónde se encuentra el sistema de refrigeración y cuál es su tamaño.

③ Cómo enfriar piezas importantes como moldes móviles o insertos; cómo enfriar correderas y partes superiores en ángulo.

④ Cómo diseñar piezas de refrigeración y cómo elegir piezas de refrigeración estándar.

⑤ La estanqueidad general del sistema de refrigeración.

Ⅴ. Proceso de fabricación de moldes

1. Preparación de la fabricación del molde

Antes de iniciar el procesamiento de moldes de inyecciónes necesario realizar algunos trabajos preparatorios. En primer lugar, debe analizar el molde basándose en los requisitos del producto y los planos de diseño para determinar la estructura, el tamaño, el material, etc. A continuación, de acuerdo con los resultados del análisis, seleccione el equipo y las herramientas de procesamiento adecuados, y prepare los materiales y equipos auxiliares necesarios.

2. Fabricación de moldes

① Fabricación de moldes en blanco: Utilice los materiales y métodos adecuados para fabricar piezas en bruto de molde basándose en los planos de diseño del molde.

② Hacer cavidades de molde: Después de desbastar las piezas en bruto, termine de mecanizarlas para hacer las cavidades del molde. La precisión y el acabado de las cavidades afectan directamente a la calidad de los productos moldeados por inyección.

③ Fabricación de otras piezas de molde: Fabrique otras piezas del molde como sistemas de compuerta, sistemas de refrigeración y sistemas de expulsión basándose en los planos de diseño.

3. Montaje del molde

Junta las piezas del molde para hacer un molde. Cuando juntes las piezas, asegúrate de que encajan bien y están en el lugar correcto. Esto hará que el molde sea fuerte y funcione bien.

4. Prueba y ajuste del molde

Una vez terminado el montaje del molde, hay que hacer una producción de prueba. El propósito de la producción de prueba es comprobar si el diseño del molde cumple los requisitos de producción, y ajustar y optimizar el molde si se encuentra algún problema. El proceso de producción de prueba es un paso clave para garantizar la calidad y el rendimiento del molde.

5. Producción e inspección de prueba

Durante el proceso de producción de prueba, debe inspeccionar los productos moldeados por inyección producidos, incluidas las dimensiones, el aspecto y el rendimiento. En función de los resultados de la inspección, debe ajustar y optimizar el molde hasta que se cumplan los requisitos de producción.

6. Entrega y uso

Una vez que el molde está cualificado mediante la producción de prueba y la inspección, puede entregarse al cliente para su uso. Durante el uso, el molde de inyección El diseñador debe proporcionar el apoyo técnico y los servicios de mantenimiento necesarios para garantizar el funcionamiento normal y la eficacia de la producción del molde.

Ⅵ. Conclusión

La fabricación de moldes de inyección es un testimonio del ingenio humano y la ingeniería de precisión. Desde la fase inicial de diseño hasta la producción de moldes perfectos, cada paso del proceso requiere conocimientos profesionales y atención al detalle. Como hemos comentado en esta guía, la fabricación de moldes de inyección no es sólo un proceso de fabricación; es la piedra angular de la industria moderna.

Cuando se es realmente bueno en la fabricación de moldes de inyección, se abre todo un nuevo mundo de posibilidades. Podrá comercializar sus productos innovadores con mayor rapidez, aumentar la eficacia de sus procesos de producción y mantener los más altos niveles de calidad y fiabilidad. La fabricación de moldes de inyección está en todas partes, desde la industria del automóvil hasta la industria médica. Da forma a los productos que utilizamos y al mundo en que vivimos.

El futuro de la fabricación de moldes de inyección está cambiando rápidamente. Las nuevas tecnologías, como la impresión 3D y la automatización, están cambiando la forma de diseñar, fabricar y utilizar los moldes. También se están desarrollando nuevos materiales que tienen mejores propiedades y pueden hacer más.

Mientras adoptamos estos avances, es importante recordar los principios básicos que hacen grande la fabricación de moldes de inyección: precisión, calidad e innovación. Si nos ceñimos a estos principios, las empresas y los particulares podrán navegar con confianza por el cambiante panorama de la fabricación.

Así que, tanto si es un veterano del sector como un novato en la fabricación, tómese su tiempo para explorar el fascinante mundo del fabricación de moldes de inyección. Aprenda de las lecciones del pasado, asuma el presente y mire hacia el futuro, donde la fabricación de moldes de inyección seguirá impulsando la innovación, la eficiencia y el progreso.