Elegir el tonelaje adecuado para su máquina de moldeo por inyección es crucial para optimizar la eficacia de la producción, el coste y la calidad de las piezas. La elección correcta puede ahorrar tiempo y material, mejorando el resultado de su proyecto.

Seleccione el tonelaje de la máquina de moldeo por inyección en función del tamaño de la pieza, el material y la complejidad del moldeo. Una máquina con demasiado tonelaje puede causar un desgaste excesivo, mientras que un tonelaje insuficiente puede provocar defectos.

Comprender cómo afecta el tonelaje a su proceso de moldeo por inyección es clave. Descubra cómo elegir el tamaño de máquina adecuado en función de las características específicas del proyecto puede mejorar el rendimiento y minimizar los problemas.

¿Cuál es el concepto básico de tonelaje de una máquina de moldeo por inyección?

El tonelaje de una máquina de moldeo por inyección se refiere a la fuerza de cierre necesaria para mantener el molde cerrado durante la inyección. Es un factor crítico para garantizar la calidad y precisión de las piezas moldeadas.

El tonelaje de la máquina de moldeo por inyección se mide en toneladas y determina la fuerza necesaria para cerrar el molde. Un tonelaje suficiente evita daños en el molde y garantiza piezas precisas y de alta calidad durante el proceso de inyección.

Cálculo de la fuerza de sujeción

F=A P

donde F es la fuerza de cierre, A es el área proyectada de la cavidad del molde y P es la presión del plástico fundido en la cavidad.

La fuerza de cierre de una máquina de moldeo por inyección, también conocida como tonelaje, es esencialmente la presión máxima que la máquina de moldeo por inyección puede aplicar para mantener el molde cerrado mientras se moldea la pieza. La fuerza de cierre suele medirse en toneladas (T).

En resumen, esta fuerza garantiza que el molde permanezca cerrado durante todo el ciclo de inyección, lo que puede evitar que la masa fundida de plástico se escape por la línea de apertura del molde.

Componentes principales de una máquina de moldeo por inyección

Para entender por qué tonelaje de la máquina de moldeo por inyección¹ es importante, es necesario conocer los principales componentes de una máquina de moldeo por inyección:

• Unidad de inyección: Esto incluye el tornillo, el barril, la boquilla, etc. que funden e inyectan los gránulos de plástico en la cavidad del molde.

• Unidad de sujeción: Esto incluye la platina móvil, la platina estacionaria, el mecanismo de sujeción, etc. que proporcionan la fuerza de sujeción y mantienen el molde cerrado.

• Sistema de control: Esto incluye los ordenadores, sensores, paneles de control, etc. que controlan diversos parámetros del proceso de inyección y sujeción.

• Sistema de propulsión: Esto incluye los sistemas de accionamiento hidráulico o eléctrico que proporcionan la potencia necesaria para la inyección y el apriete.

Principio de funcionamiento de la fuerza de sujeción

La fuerza de sujeción es aplicada por el dispositivo de sujeción de la máquina de moldeo por inyección. Cuando se cierra el molde, el mecanismo de sujeción de la máquina presiona firmemente las platinas móviles y fijas del molde para que puedan resistir la presión de la masa fundida de plástico en la cavidad durante el moldeo por inyección.

En fuerza de sujeción² debe ser lo suficientemente fuerte para evitar que el plástico fundido se salga por la línea de apertura del molde, pero no debe ser demasiado grande para evitar daños innecesarios al molde y al equipo.

¿Cuál es la importancia de elegir el tonelaje correcto de la máquina de moldeo por inyección?

Seleccionar el tonelaje adecuado para su máquina de moldeo por inyección es crucial para maximizar la eficacia, la calidad del producto y minimizar los defectos durante la producción.

Elegir el tonelaje correcto garantiza la fuerza de cierre adecuada para evitar defectos como disparos cortos o destellos. Equilibra los requisitos de presión de la cavidad del molde, reduciendo el consumo de energía y mejorando los tiempos de ciclo.

Impacto en la calidad del producto

La fuerza de cierre afecta directamente a la calidad del producto. Si la fuerza de sujeción es insuficiente, el molde no puede cerrarse completamente durante el proceso de moldeo por inyección, y la masa fundida de plástico se filtrará por entre los moldes.

Esto causará defectos como rebabas y rebabas en la superficie del producto, afectando al acabado de la superficie y al funcionamiento del producto. En el caso de los productos de alta precisión, una fuerza de sujeción insuficiente es aún más grave, ya que causará desviaciones dimensionales y afectará al rendimiento del producto.

Impacto en la eficiencia de la producción

Un tonelaje adecuado (fuerza de cierre) garantiza la estabilidad y continuidad del proceso de producción. Si la fuerza de cierre es insuficiente o incorrecta, puede ocurrir lo siguiente: el molde no puede cerrarse con normalidad, lo que provoca interrupciones en la producción y afecta a la eficiencia de la producción, lo que afectará a la eficiencia de la producción.

Por el contrario, una fuerza de cierre excesiva aumentará el desgaste del molde y de la máquina de moldeo por inyección, acortará su vida útil y aumentará los costes de mantenimiento y sustitución.

Impacto en el control de costes

Seleccionar correctamente el tonelaje de la máquina de moldeo por inyección es importante para controlar los costes de producción. Seleccionar una máquina con un tonelaje demasiado alto aumentará los costes de adquisición de equipos y de energía, incrementando los gastos totales.

Por el contrario, si el tonelaje de la máquina seleccionada es demasiado bajo, es posible que no cumpla los requisitos de producción, lo que aumentará aún más los gastos de equipamiento, así como los costes de inversión. Por lo tanto, una selección razonable del tonelaje de la máquina de moldeo por inyección puede maximizar el uso de los recursos y reducir los costes de producción.

Impacto en la seguridad de la producción

Una fuerza de apriete excesiva provocará un desgaste innecesario del molde y de la máquina de moldeo por inyección, aumentará la posibilidad de averías y daños en el equipo y afectará a la seguridad de la producción.

Además, una fuerza de cierre excesiva puede suponer una amenaza para la seguridad de los operarios y las máquinas. Por lo tanto, elegir el tonelaje adecuado de la máquina de moldeo por inyección no solo puede mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del producto, sino también garantizar la seguridad del proceso de producción.

¿Cuáles son los pasos para determinar el tonelaje de una máquina de moldeo por inyección?

Determinar el tonelaje adecuado para una máquina de moldeo por inyección es crucial para garantizar una producción eficaz y evitar daños en la máquina. Este proceso implica calcular la fuerza de sujeción en función del tamaño y el material de la pieza.

Para determinar el tonelaje de una máquina de moldeo por inyección, calcule la fuerza de sujeción necesaria multiplicando la superficie de la pieza moldeada por la presión de inyección del material. La fórmula ayuda a garantizar una selección precisa de la máquina y un moldeo eficiente.

Comprender los requisitos específicos del producto y el molde

En primer lugar, hay que conocer en detalle el tamaño, la forma y el material del producto que se va a fabricar, así como su comportamiento durante el proceso de moldeo. A continuación, basándose en el diseño del producto y los requisitos de producción, determine el tamaño del molde, el número de cavidades y la disposición de las cavidades.

• Tamaño y forma del producto:El tamaño y la forma del producto afectan directamente al diseño del molde y al cálculo de la fuerza de cierre. Por ejemplo, los productos de gran tamaño suelen requerir moldes más grandes y fuerzas de cierre más elevadas. Además, los productos con formas complejas pueden requerir mayor precisión y fuerzas de cierre más elevadas.

• Características del material:Los distintos materiales tienen diferentes características de flujo y presión durante el proceso de moldeo por inyección. Por ejemplo, el ABS requiere una mayor presión de inyección durante el moldeo por inyección que el PP. Algunos plásticos de ingeniería requieren una mayor presión de inyección y un diseño adecuado de la relación de compresión del tornillo para lograr mejores efectos de moldeo. Por lo tanto, entender estos comportamientos de cada material es importante si se quiere averiguar cuánta fuerza de cierre se necesita.

• Diseño del molde: El tamaño del molde, el número de cavidades y la disposición de éstas afectan directamente al cálculo de la fuerza de cierre. Si el molde tiene varias cavidades, también hay que tener en cuenta su disposición al calcular la fuerza de cierre, pero para un molde de una sola cavidad, esto es relativamente fácil. Además, el diseño del molde debe tener en cuenta el sistema de refrigeración, el diseño de la compuerta y otros factores que pueden afectar al cálculo de la fuerza de cierre.

Cálculo del área proyectada de la cavidad del molde

Para calcular el tonelaje de moldeo por inyección, es necesario conocer el área de proyección de la cavidad. En concreto, el área de proyección se refiere al área de proyección vertical de la cavidad en la línea de apertura. Para realizar el cálculo, es necesario sumar las áreas de proyección de todas las cavidades y tener en cuenta la disposición de los moldes con varias cavidades.

• Cálculo del área proyectada para moldes de cavidad única:Para moldes de una sola cavidad, calcular el área proyectada es bastante sencillo. Basta con calcular el área proyectada vertical del producto en la línea de apertura. Por ejemplo, si un producto mide 100mm 50mm, el área proyectada es 100mm 50mm = 5000mm².

• Cálculo del área proyectada para moldes multicavidad:Para moldes de varias cavidades, es necesario calcular el superficie total proyectada de todas las cavidades³. Por ejemplo, si un producto mide 100mm 50mm y el diseño del molde tiene cuatro cavidades dispuestas en 22, el área proyectada de una sola cavidad es 100mm 50mm = 5000mm². El área total proyectada de las cuatro cavidades es de 5000mm² 4 = 20000mm².

Determinación de la presión del plástico fundido en la cavidad

Los diferentes materiales tienen diferentes características de flujo y presión durante el moldeo por inyección. Por lo general, puede consultar los datos facilitados por el proveedor del material o determinarlos basándose en experiencias anteriores. En general, para los termoplásticos, la presión de cavidad suele ser de 20-40 MPa.

• Características de presión de materiales comunes:Aquí están los rangos de presión de cavidad para varios materiales plásticos comunes⁴:

• ABS: 30-40MPa

• PP: 20-30MPa

• PE: 20-25MPa

• PVC: 25-35MPa

• PC: 30-40MPa

• Factores que afectan a las características de la presión:La presión del plástico fundido en la cavidad está influida por varios factores, entre ellos:

• Fluidez del material

• Velocidad de inyección

• Temperatura del molde

• Espesor del producto

Por lo tanto, a la hora de determinar la presión de cavidad, es necesario tener en cuenta estos factores de forma exhaustiva para garantizar la precisión del cálculo.

Cálculo de la fuerza de sujeción necesaria

Para determinar el fuerza de sujeción necesaria⁵, aplique la fórmula anterior F=A * P. Recuerde que, para garantizar la estabilidad y la seguridad del proceso de producción, suele añadirse un margen de seguridad de 10-20% a la fuerza de sujeción calculada.

• Ejemplo de cálculo de la fuerza de sujeción:Tomemos el ejemplo de un producto con unas dimensiones de 100 mm 50mm. El material utilizado es ABS y la presión de la cavidad es de 30 MPa. Primero, calculemos el área proyectada de la cavidad del molde. El área proyectada es de 100mm 50mm = 5000mm².A continuación, calculemos el tonelaje. La fuerza de sujeción es igual al área proyectada multiplicada por la presión de la cavidad, que es 5000mm² * 30MPa = 150000N, lo que equivale aproximadamente a 15 toneladas. Añadiendo un margen de seguridad de 20%, la fuerza de sujeción necesaria es de unas 18 toneladas. Por lo tanto, elegir una máquina de moldeo por inyección de 20 toneladas de fuerza de cierre es más apropiado.

• Elección del margen de seguridad:En la producción real, para garantizar la estabilidad y la seguridad de la producción, se suele añadir un cierto margen de seguridad a la fuerza de sujeción calculada. Generalmente, el margen de seguridad es de 10-20%. La elección específica del margen de seguridad puede determinarse en función de los requisitos del producto y la situación real de la producción.

Requisitos especiales de producción

Para algunos productos especiales y requisitos de producción, también tenemos que considerar otros factores. Por ejemplo:

Moldes multicavidad: Si utilizamos moldes multicavidad, debemos tener en cuenta el impacto de la disposición de las cavidades en la fuerza de cierre.

Productos de precisión: Para los productos que requieren alta precisión y alta calidad, es posible que necesitemos utilizar una máquina de moldeo por inyección de mayor fuerza de cierre.

Productos grandes de paredes finas: Debido a que la masa fundida de plástico fluye y se enfría rápidamente, estos productos pueden requerir una mayor fuerza de sujeción durante el proceso de moldeo.

• Requisitos especiales de los moldes multicavidad:La disposición de las cavidades en un molde con varias cavidades tiene un efecto significativo en la fuerza que debe aplicarse al sujetar. Por ejemplo, si hay dos filas y dos columnas (2×2), la fuerza de cierre necesaria es diferente a la de una fila y cuatro columnas (4×1). Los moldes del segundo tipo (llamados 4×1 porque hay cuatro cavidades en una fila) son más largos que los moldes con dos cavidades una al lado de la otra, por lo que requieren relativamente más presión al cerrarse. Por lo tanto, al diseñar un molde con varias cavidades, debe seleccionarse la disposición adecuada de las cavidades para garantizar que la fuerza de cierre se distribuya uniformemente.

• Requisitos especiales de los productos de precisión:Para productos de precisión que requieren tanto precisión como alta calidad, debe seleccionarse una máquina de moldeo por inyección con una mayor fuerza de cierre para garantizar que el molde esté completamente cerrado durante el proceso de moldeo por inyección. Tomemos como ejemplo una empresa que fabrica componentes electrónicos, sus tolerancias son muy finas: hasta ±,01 mm. Si quiere producir buenos productos de forma fiable, debe elegir una máquina de moldeo por inyección con una fuerza de cierre mayor para garantizar la estabilidad de la producción y la calidad del producto.

• Requisitos especiales de los grandes productos de paredes delgadas:Cuando se producen objetos grandes de paredes finas mediante moldeo por inyección, se requiere una fuerza de cierre mayor porque el plástico fundido fluye y se enfría muy rápidamente. Por ejemplo, al producir parachoques de coches, el tamaño del producto es grande y el grosor de la pared es fino, por lo que se necesita una máquina de moldeo por inyección con una mayor fuerza de cierre para garantizar la calidad del producto.

¿Qué son los estudios de casos?

Seleccionar el tonelaje correcto para una máquina de moldeo por inyección es crucial para optimizar la eficiencia y evitar defectos. Examinaremos casos reales para destacar las consideraciones clave.

Elegir el tonelaje adecuado garantiza una fuerza de cierre suficiente para evitar la apertura del molde durante la inyección. Afecta a la calidad del producto y a la duración del ciclo. Los factores clave son el tipo de material, el diseño del molde y el tamaño de la pieza.

Caso 1: Pequeños productos electrónicos de precisión

Una empresa quiere fabricar un pequeño producto electrónico de precisión de 30mm 20mm 10mm, hecho de plástico ABS. El molde está diseñado con cuatro cavidades dispuestas en 2*2.

• Hallar el área proyectada de la cavidad del molde: El área proyectada de cada cavidad es 30mm 20mm = 600mm², y el área total proyectada de las cuatro cavidades es 600mm² 4 = 2400mm².

• Hallar la presión de la cavidad: Según la guía de moldeo del material ABS, la presión de la cavidad es de unos 30MPa.

• Calcule la fuerza de sujeción necesaria: Fuerza de sujeción = 2400mm² * 30MPa = 72000N, lo que equivale a unas 7,2 toneladas. Si añadimos un margen de seguridad de 20%, la fuerza de cierre requerida es de unas 8,6 toneladas. Por lo tanto, es mejor elegir una máquina de moldeo por inyección con fuerza de cierre de 10 toneladas.

Caso 2: Parachoques de coche

Una empresa quiere fabricar un parachoques de coche de 1500mm 400 mm 200 mm, de plástico PP. El molde es de una sola cavidad.

• Hallar el área proyectada de la cavidad del molde: El área proyectada es de 1500mm * 400mm = 600000mm².

• Hallar la presión de la cavidad: Según la guía de moldeo de material PP, la presión de la cavidad es de unos 25MPa.

• Encuentre la fuerza de sujeción necesaria: Fuerza de sujeción = 600000mm² * 25MPa = 15000000N, o unas 1500 toneladas. Si añadimos un factor de seguridad 20%, la fuerza de cierre necesaria es de unas 1800 toneladas. Por lo tanto, una máquina de moldeo por inyección de 2000 toneladas de fuerza de sujeción es más adecuada.

Caso 3: Contenedor grande de pared delgada

Una empresa quiere fabricar un gran contenedor de paredes finas de 200 mm. 200 mm 200 mm, de plástico PE. El molde es una sola cavidad.

• Calcule el área proyectada de la cavidad del molde: La superficie proyectada es de 200 mm * 200 mm = 40000 mm².

• Calcula la presión de la cavidad: De acuerdo con la guía de moldeo de material PE, la presión de la cavidad es de unos 20MPa.

• Calcule la fuerza de sujeción que necesita: Fuerza de sujeción = 40000mm² * 20MPa = 800000N, lo que equivale a unas 80 toneladas. Añada un factor de seguridad 20%, y necesitará unas 96 toneladas de fuerza de sujeción. Por lo tanto, debe utilizar una máquina de moldeo por inyección de 100 toneladas de fuerza de sujeción.

¿Cuáles son los problemas comunes y las soluciones para elegir el tonelaje de una máquina de moldeo por inyección?

Elegir el tonelaje adecuado para su máquina de moldeo por inyección es esencial para optimizar el rendimiento y evitar defectos. Comprender los factores clave puede facilitar los procesos de producción.

Elegir el tonelaje correcto de la máquina de moldeo por inyección es crucial para evitar la sobrecarga o la infracarga. Los factores clave son el tamaño de la pieza, el tipo de material y la velocidad de inyección. El tonelaje correcto garantiza piezas de alta calidad y eficiencia, a la vez que evita la sobrecarga de la máquina.

Fuerza de sujeción insuficiente

Problema: Si la fuerza de cierre no es suficiente, el molde no se cerrará completamente durante el proceso de inyección, lo que provocará rebabas y rebabas, afectando a la calidad del producto.

• Solución:Vuelva a calcular la fuerza de sujeción y tenga en cuenta todos los factores relevantes en el cálculo.

• Solución: Optimice la disposición de la cavidad al diseñar el molde para reducir la fuerza de sujeción necesaria.

• Solución: Al seleccionar el equipo, tenga en cuenta un cierto factor de seguridad para evitar una fuerza de sujeción insuficiente.

Fuerza de apriete excesiva

Problema: una fuerza de cierre excesiva puede aumentar los costes del equipo y provocar un desgaste innecesario del molde y del equipo.

• Solución: Calcule con precisión el tonelaje necesario (fuerza de sujeción) para evitar márgenes de seguridad excesivos.

• Solución: Elija las máquinas de moldeo por inyección adecuadas y no persiga ciegamente equipos de alto tonelaje.

• Solución:Optimizar el diseño del molde para reducir la necesidad de una gran fuerza de sujeción.

Cálculo de la fuerza de cierre para moldes multicavidad

Problema: La disposición de las cavidades de los moldes multicavidad tiene un impacto significativo en la fuerza de cierre, y es fácil cometer errores en el cálculo.

• Solución: Elija la disposición correcta de la cavidad en función de la situación real para asegurarse de que la fuerza de sujeción se distribuye uniformemente.

• Solución: Utilice un software profesional de simulación y cálculo para asegurarse de que la fuerza de sujeción se calcula correctamente.

• Solución: Al diseñar moldes con varias cavidades, tenga en cuenta el impacto de la disposición de las cavidades en la fuerza de cierre y optimice el plan de diseño.

Conclusión

Elegir el tonelaje adecuado al utilizar un máquina de moldeo por inyección⁶ es fundamental para el éxito de cualquier proyecto.

Al comprender los conceptos básicos del tonelaje de la máquina de moldeo por inyección, la importancia de elegir el tonelaje correcto, los pasos para determinar el tonelaje, el análisis de casos reales y los problemas comunes y sus soluciones, podrá orientarse mejor a la hora de elegir el tonelaje y el tamaño de la máquina de moldeo por inyección.

Si elige la máquina de moldeo por inyección de tonelaje adecuado en el proceso de fabricación, podrá mejorar la eficacia y el control de calidad, al tiempo que controla estrictamente los costes y garantiza la seguridad del proceso de producción.

En este artículo, hemos recopilado algunos estudios de casos detallados, con la esperanza de que estos estudios de casos puedan proporcionar referencias valiosas para seleccionar el tonelaje de la máquina de moldeo por inyección y ayudar a que su proyecto de moldeo por inyección tenga éxito.