Directrices y opciones de diseño de moldes de inyección

Proceso de fabricación de moldes de inyección
Proceso de fabricación de moldes de inyección
Recurso: https://youtu.be/YrbQIN2TBhM

El molde de inyección es un componente crítico de la máquina y el proceso de moldeo por inyección. Como tal, hay que prestar suficiente atención a su diseño y explorar adecuadamente las opciones disponibles antes de tomar una decisión. Si desea comprender el diseño y la estructura del molde de inyección, aquí tiene una guía rápida que le ayudará.

¿Qué es el moldeo por inyección?

Un molde de inyección es la parte de una máquina de moldeo por inyección donde se inyecta el material fundido para formar las piezas requeridas, como puede verse en este vídeo. Por tanto, contiene todas las características que definen la forma y el tamaño de un producto, así como los medios para expulsar la pieza tras el enfriamiento.

La estructura del molde de inyección suele ser una unidad de dos piezas, una mitad delantera fija y una mitad trasera móvil. Las dos mitades se encajan entre sí y el material fundido se inyecta en la cavidad intermedia.

Molde de inyección, acero
Molde de inyección, acero
Recurso: https://www.tctmagazine.com

Material del molde de inyección

Los materiales más comunes para los moldes de inyección son aluminio y acero inoxidable. Aunque el aluminio es relativamente más barato a la hora de diseñar un molde, el acero inoxidable suele ser la mejor opción para la mayoría de las aplicaciones. Aquí encontrará más información sobre cada material para moldes de inyección.

Material de acero para moldes de inyección

El acero es el material más común para el moldeo por inyección. Los moldes de acero pueden endurecerse o preendurecerse con tratamiento térmico para proporcionar una resistencia y dureza superiores. Los moldes de acero también son muy resistentes al desgaste, además de producir piezas de mejor calidad.

Molde de inyección de aluminio

Un molde para moldeo por inyección también puede ser de aluminio. El aluminio ofrece algunas ventajas, como un control superior de la temperatura, un coste más bajo y plazos de entrega más cortos debido a su facilidad de mecanizado. Sin embargo, no es tan resistente como el acero y puede no ser adecuado para algunas aplicaciones.

Piezas moldeadas por inyección
Piezas moldeadas por inyección
Recurso: https://www.researchgate.net

Piezas moldeadas por inyección

El conjunto del molde de inyección está formado por varios componentes. Aquí echaremos un vistazo a las piezas principales: Se trata de las piezas del molde de inyección que forman la cavidad, el núcleo y otras secciones del conjunto. Incluyen lo siguiente:

Molde de inyección Sprue

Es la pieza situada junto a la boquilla de inyección. Ayuda a introducir el plástico fundido en el molde. El bebedero del molde de inyección está conectado al sistema de canalización y debe garantizar una inyección eficaz y segura. flujo uniforme del material.

Correderas de inyectores

Los canales de inyección son canales que dirigen la masa fundida desde el bebedero hasta las cavidades. Estos canales del molde de inyección pueden ser de tipo calentado o frío, en función de los requisitos u opciones del proceso. Un canal de molde de inyección alimenta directamente la cavidad y el núcleo, a través de lo que se denomina una compuerta.

Compuerta de molde de inyección

La compuerta es una pequeña abertura en el extremo del canal que permite la entrada de material en la cavidad. También ayuda a regular y controlar el flujo. Existen varios tipos de compuertas para moldes de inyección, como las compuertas de borde, las compuertas de punta caliente, las subcompuertas y las compuertas de bebedero directo.

  • Puerta de borde: Situado en el borde de una cavidad y utilizado para piezas planas.
  • Puerta de punta caliente: Situado en la parte superior, se utiliza sobre todo para piezas cónicas o circulares
  • Subpuerta: Situado en cualquier lugar y ofrece un mayor control sobre el flujo y el proceso
  • Puerta directa del bebedero: Se conecta directamente al bebedero y se utiliza normalmente para piezas redondas.

Cavidad del molde de inyección

La cavidad del molde de inyección es el espacio real dentro del molde de inyección que recibe el material fundido. La forma y el tamaño de esta cavidad definirán el producto que se fabricará durante el proceso de inyección.

Pasadores eyectores para moldes de inyección

Los pasadores eyectores de los moldes de inyección son las piezas que empujan hacia fuera el producto una vez terminado. Estas, como se ha indicado anteriormente, se encuentran en la placa eyectora, y deben colocarse estratégicamente para garantizar que el producto pueda salir fácilmente sin sufrir daños.

Sistema de refrigeración de moldes de inyección

Compuesto por canales de agua o incluso aceiteEl sistema de refrigeración de moldes de inyección ayuda a enfriar el material fundido, permitiendo que se endurezca en una forma y tamaño definidos, y dentro de un tiempo establecido. También debe ser lo suficientemente eficaz como para garantizar temperaturas uniformes en todo el conjunto.

Ventilación de moldes de inyección

Los respiraderos de los moldes de inyección, que suelen ser pequeños canales mecanizados en la superficie del molde, ayudan a que el aire atrapado en la cavidad salga durante el proceso de inyección. Esto ayuda a evitar cualquier acumulación de presión dentro de la cavidad y, en última instancia, garantiza una buena calidad de la pieza.

Molde de inyección multicavidad
Molde de inyección multicavidad
Recurso: https://www.youtube.com/watch?v=asEtaBiDZW8

¿Cuáles son los tipos de moldes de inyección?

La clasificación de los moldes de inyección se basa en 3 parámetros principales: el sistema de alimentación (canal caliente y canal frío), el número de cavidades (cavidad única o cavidad múltiple), la placa (moldes estándar de dos placas y de tres placas). A continuación se explican estos tipos de moldes de inyección.

Molde de canal caliente

El moldeo por inyección de canal caliente significa que el material se calienta a medida que fluye. Producen piezas limpias y menos residuos (el material no se solidifica en su interior). Sin embargo, son más difíciles de limpiar, ya que están ocultas a la vista y permanentemente adheridas.

Molde de canal frío

En el moldeo por inyección en frío, en cambio, no hay calentamiento del material. Estos tipos de molde de inyección suelen estar expuestos y son más fáciles de usar o mantener. En el lado negativo, suelen producir muchos residuos que también hay que retirar manualmente.

Molde de una cavidad

Un molde de cavidad única está diseñado para producir un solo producto a la vez en cada ciclo de inyección. Este tipo de moldeo por inyección se utiliza normalmente para la producción de bajo volumen, tales como prototipos y piezas a medida.

Molde multicavidad

Un molde de cavidades múltiples está diseñado para producir varios productos a la vez en cada ciclo de inyección. Estos moldes son los mejores para la producción en masa, ya que pueden crear rápida y eficazmente grandes cantidades de piezas en una sola operación.

Diseño de moldes familiares

Los tipos de moldes de inyección están diseñados para producir varias piezas a la vez, pero las cavidades individuales pueden ser ligeramente diferentes, produciendo formas, tamaños o colores distintos. Estos moldes permiten una mayor flexibilidad en la producción y pueden simplificar el proceso de fabricación.

Molde de inyección de dos placas

Un molde de inyección de dos placas tiene dos mitades distintas. Aunque puede utilizar el molde de dos placas con cualquier sistema de canal, la configuración de cavidad única es la más adecuada. Es ideal para tiradas de producción más cortas o cuando se necesitan cantidades de piezas más pequeñas.

Molde de inyección de tres placas

Un molde de inyección de tres placas es similar a un molde de dos placas, pero con una placa adicional entre ellas. La disposición de las tres placas permite una producción más rápida. Sin embargo, también aumenta los costes iniciales de utillaje.

Molde de inyección Stack

Para una fabricación más rápida o tiradas de producción más elevadas, se utiliza el molde de inyección apilado. En este tipo de diseño de molde, se apilan varios moldes uno encima de otro. Esto permite crear varias piezas a la vez.

Diseño de moldes de inyección
Diseño de moldes de inyección
Recurso: https://www.youtube.com/watch?v=viwbxM6F7zc

Diseño de moldes de inyección

Durante el proceso de diseño, los fabricantes de moldes de inyección deben tener en cuenta diversos factores, como el tipo de material, el uso previsto de la pieza y el coste. El diseño final dependerá de estos factores, así como del tamaño y la complejidad de la pieza a moldear.

Y lo que es más importante, los ingenieros deben tener en cuenta estos tres factores a la hora de fabricar un molde de inyección: Ángulo de desmoldeo, grosor de la pared, socavaduras.

Ángulo de inclinación del molde de inyección

El ángulo de desmoldeo del molde de inyección es el grado de conicidad de sus paredes para facilitar la extracción de la pieza. Por lo general, los ángulos de desmoldeo oscilan entre 0,25° y 0,5°, en función de la geometría de la pieza y los requisitos del material.

Espesor de la pared del molde de inyección

El grosor de la pared es un factor crítico en el utillaje de moldeo por inyección. Debe ser uniforme en toda la pieza y no demasiado fino para crear huecos o marcas de hundimiento, ni demasiado grueso para provocar alabeos y otros problemas de moldeo por inyección.

Recortes en moldes de inyección

Las socavaduras pueden impedir que la pieza sea expulsada sin sufrir daños. Pueden ser ranuras, rebajes o salientes en las paredes de la pieza. Las socavaduras de los moldes de inyección deben diseñarse con cuidado y colocarse estratégicamente, o eliminarse a menos que sean absolutamente necesarias.

¿Cuánto dura un molde de inyección?

La esperanza de vida de un molde de inyección depende del material utilizado, de la frecuencia de su uso y de su mantenimiento. Por lo general, los moldes de inyección pueden durar desde unos pocos miles hasta más de un millón de ciclos.

La vida útil puede acortarse si el molde sufre un desgaste frecuente o si no se mantiene adecuadamente.

La vida útil del molde de inyección también se ve afectada por la calidad del material. Por ese motivo, los fabricantes deben asegurarse de que están fabricando sus moldes con la mayor calidad de material posible.

Coste del molde de inyección

El coste de un molde de inyección varía significativamente en función de su tamaño, complejidad y número de cavidades necesarias. Las piezas más pequeñas pueden fabricarse de forma más rentable que las grandes gracias a sus reducidos costes de utillaje.

El tipo de material utilizado también influye en el coste del molde de inyección, aunque los precios pueden depender de su ubicación en el globo. La producción de un molde de acero, por ejemplo, puede costar $5 000, mientras que un molde de aluminio similar cuesta una fracción de esa cantidad: alrededor de $1 000.

Además, el número de cavidades del molde también afecta a su coste; cuanto mayor sea el número de cavidades, mayor será el coste. El coste de un molde de inyección puede oscilar entre unos cientos de dólares y decenas de miles de dólares en función de estos factores.

Conclusión

Para concluir esta guía sobre moldes de inyección, debemos volver a insistir en la importancia de un diseño adecuado y de la comprensión de los diversos requisitos de los moldes. Esto se debe a que con un molde de inyección bien diseñado, puede lograr un rendimiento duradero y piezas de alta calidad que sean consistentes en todas las series de producción.

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