diseÑo y mantenimiento de moldes de inyecciÓn · 2017. 11. 24. · diseño de la pieza y del...
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Gianbattista Bellina
Puebla, Lerma, Ciudad de México, 6-7-9 de noviembre de 2017
DISEÑO Y MANTENIMIENTO DE MOLDES DE INYECCIÓN
FACTORES QUE DETERMINANCÓMO CONSTRUIR UN MOLDE
Diseño de la pieza y del molde:
1. ¿Para qué sirve el producto? ¿Para uso estético? ¿Funcional? ¿De seguridad? ¿Alimenticio? ¿Farmacéutico? ¿Técnico? ¿Estructural? ¿De iluminación? ¿Cuántas piezas se van a producir en
total y cuántas al día? ¿Cuál será el costo del producto? Análisis de flujo, de deformaciones, retiros, estructura, duración de vida efectiva, tratamientos de post-moldeado, (recocido,
barnizado, cromado etc.). Eventual necesidad de manipulador y relativa mano de sujeción. Definición de la materia prima del producto
2. El molde de inyección: descripción de componentes normalizados y específicos
3. Diseño del molde: análisis de flujo, proyecto, dibujos técnicos, definición del número de huellas y como colocarlas en ese molde, orificios para la termorregulación, movimientos (obturadores,
destornillamientos, montantes, martinetes de aire, aceite, eléctricos, etc.) uso con la máquina de inyección más adecuada, con base en la pieza que se quiera fabricar.
Diseño de la pieza y del molde:
1. Materiales para la construcción de los moldes: acero inox,acero templado, aluminio, etc. Compatibilidad con los materiales plásticos por trabajar
2. Piezas intercambiables, sujetos a desgaste: capilares inyección, en donde se prevé cargar materiales de fibra de vidrio
FACTORES QUE DETERMINANCÓMO CONSTRUIR UN MOLDE
Diseño de la pieza y del molde:
3. Instalación del molde en la máquina de inyección: anillo de centrado,profundidad de penetración de la boquilla, paso de las columnas, distancia de las
rejas de la prensa, dimensiones en los planos de la máquina, sistema de extracción, (injertos rápidos, si los hay y radiales), modalidades de fijación del molde
(cavidades en T, orificios de rosca, planos magnéticos, estribos hidráulicos etc.) uniones de termorregulación, configuración
4. Procesos de moldeo: inyección directa, de canal caliente, capilar, sin mazarota, multicolor ecc.
FACTORES QUE DETERMINANCÓMO CONSTRUIR UN MOLDE
Tradicionalmente los cálculos para establecer la idoneidad de la materia prima para la fabricación de la pieza, se realizan con datos obtenidos en un laboratorio, en
pruebas estandarizadas y divulgadas por los boletines de las empresas que producen el material.
El procedimiento normal de diseño contempla que se diseñe desde el principio el molde, el cual será enviado a la persona encargada del moldeado y por lo tanto, la decisiones
cruciales como el posicionamiento de los puntos de inyección le corresponden al diseñador de la pieza.
MÉTODOS DE DISEÑO
Por lo tanto, se elabora el molde y, mientras tanto,se definen la materia prima y las condiciones del moldeado.
A continuación se realiza el primer muestreo, del que emergenLas virtudes y los defectos del semielaborado y del molde.
Se definen las modificaciones que se deben realizar al molde, a la materia prima o bien a ambos.
Se realizan las modificaciones, se procede así realizando varios intentos hasta alcanzar el objetivo.
Todo ello alarga los tiempos e incrementa los costos.
MÉTODOS DE DISEÑO
Actualmente las empresas bien establecidas cuentan con un sector
de industrialización que da seguimiento a la pieza nueva desde su diseño
hasta su introducción al mercado.
Este sector utiliza tecnología avanzada apoyando a:
diseño
Herramientas de construcción de moldes
moldeado
montaje
Embalaje y todas las fases hasta la introducción
al mercado del producto terminado.
MÉTODOS DE DISEÑO
Gran parte de las situaciones, aparentemente no previsibles, hoy se
pueden eliminar utilizando un proceador con los programas
correspondientes y los resultados obtenidos a través de la experimentación en el
laboratorio.
Ciertamente es necesario reorganizar el procedimiento de diseño, pero
utilizando programas adecuados es posible controlar los efectos de las diferentes
decisiones desde la etapa inicial del proyecto, verificando sus consecuencias con
simulaciones realizadas con la computadora y no en el molde.
MÉTODOS DE DISEÑO
De esta manera, es posible analizar, modificar y revisar los diferentes proyectos
del mismo molde, antes de llamar al moldeador.
Aunque el análisis con el apoyo del procesador requiere de un esfuerzo
mayor a nivel de diseño de la pieza, el tiempo total necesario para
lanzar la producción de una pieza es, en general, inferior.
La simulación con el procesador y la experimentación de las opciones posibles,
seràn mucho más rápidas y menos costosas que la verificación de las hipótesis
formuladas directamente durante la construcción del molde.
MÉTODOS DE DISEÑO
Al centro de los programas que constituyen el sistema de cálculo, se encuentra
el modelo matemático o la descripción computarizada de la pieza.
Alrededor de este modelo, se encuentran los subsistemas para el cálculo estructural y
el análisis de simulación del flujo y del enfriamiento.
Por ejemplo: se construye desde el primncipio el modelo matemático de la pieza y
se analiza sobre este mismo la resistencia a los esfuerzos a los cuales será sometido.
A la conclusión de este estudio puede valer la pena modificar la pieza, antes de
verificar los problemas que se tendrán en la fase de moldeado por inyección.
EL MODELO MATEMÁTICO
Con el análisis de los flujos se podrán realizar modificaciones adicionales, hasta encontrar
las mejores condiciones en este aspecto, para después verificar de nuevo su validez,
volviendo a analizar el detalle desde el punto de vista de la resistencia mecánica, deformaciones y
enfriamiento del molde.
El procedimiento permite redefinir continuamente la materia prima, la geometría de la pieza,
analizarlo respecto a un criterio, regresar al modelo, realizar las modificaciones que
se consideren necesarias y continuar con el análisis hasta que se obtenga
el resultado óptimo.
EL MODELO MATEMÁTICO
Z3.33
Z-2.23
Z3.33
Z
Y X
DEFORMACIÓN
Para realizar un análisis, el procesador requiere diferentes datos como la descripción de
la geometrtía del producto, el tipo de materia prima utilizada y las condiciones de moldeado.
Una vez que se hayan registrado estos datos en los archivos o files del procesador, estos
se pueden modificar sin dificultad: es fácil, de hecho, cambiar la geometría del producto,
la materia prima elegida o las condiciones de moldeo.
La elección inicial de la matriz no es vinculante.
El procesador es una herramienta válida para la elección de la materia prima.
DATOS DE PARTIDA
Óxido de
etileno
Tetrafluoroetieno
Cloruro de
vinilo
GlicolesAcetato de
viniloÁcido
acético
Polietileno
Propileno
Etileno
Xiloles
Toluol
Ácido tereftálico
BenzolIsocianatos
Anhídrido
maléico
Estirol Etilbenzol
ButilenosButadieno
Bisfenol
Fenol
CiclohexanolCumeno
AcrilonitriloMetilmetacrilato
Formaldehido
Metano
El árbol del plástico
Petróleo
Acriloestirilo butadieno
Resinas epoxídicas
Polietileno de alta densidad
Polietileno de baja densidad
Polietileno lineal de
baja densidad
Resinas melamínicas
Poliamida
Pulibutenteraftalato
Policarbonato
Teraftalato de polietileno
Poliacetales
Polimetacrilato
Resinas uréicas
Poliuretanos
Polisulfosos
Polipropileno
Poliacetatos
Poliestirol / Poliestireno
Polipropileno
Resinas de poliésterResinas fenólicas
Después de los cálculos estructurales del producto, el análisis del flujo por lo general
constituye el primer paso del trabajo de diseño del molde.
Cuando el diseñador estudia un molde, define provisionalmente las posiciones de
los puntos de inyección, calcula automáticamente las dimensiones de los canales y
establece en vía preliminar las condiciones de moldeado.
Después del análisis èl podrá examinar el comportamiento o el esquema fundamental
del flujo de llando, como se distribuyen las presiones y cuál es el perfil de las temperaturas
en toda la cavidad.
ANÁLISIS DEL FLUJO
Podrá por lo tanto revisar los resultados, verificar si los flujos están equilibrados
(para asegurarse que no haya sobre llenados), en donde son colocadas las líneas de unión o
de fusión, las burbujas de aire, o si el modelo presenta niveles excesivos de orientación
o de enfriamiento diferencial.
En especial, él verificará la dirección del flujo y que la oriencación de las moléculas sigan
una ruta alineada a la dirección de las fuerzas que deberá soportar el producto.
Para este fin se podrá considerar conveniente realizar un análisis del estrés
para controlar su valor y como se disponen.
ANÁLISIS DEL FLUJO
.
.
ANÁLISIS DEL FLUJO
Se puede realizar un cálculo rápido para estudiar el sistema de enfriamiento en la base de
datos disponible como el tipo de acero del molde, naturaleza del líquido de enfriamiento,
condiciones de capacidad y temperatura, calorías por extraer, etc...
Este análisis aproximado podrá indicarnos algunos elementos de carácter general, válidos
para el diseño del sistema de enfriamiento, pero no suficientes para establecer si la colocación
de los canales es adecuado para obtener una uniformidad de temperatura en toda
la superficie de la cavidad.
Un molde enfriado de manera eficiente y uniforme, además de producir piezas de
buena calidad, permite también reducir los costos de producción minimizando los
desperdicios de piezas deformadas y el ciclo de moldeado.
ANÁLISIS DEL ENFRIAMIENTO
Los programas de computadora permiten verificar si un sistema de enfriamiento,
introducido con un modelo matemático o con un esquema gráfico es adecuado para
obtener el intercambio de calor óptimo en toda la superficie afectada debido a que
conisdera la geometría detallada de la pieza y de las condiciones de moldeo
que fueron configuradas.
Esto permite identificar los eventuales puntos calientes que se crean el molde, así como de
verificar lo que sucede disponiendo de diferente manera los canales para
resolver los problemas identificados.
Con estos sistemas el diseñador puede realizar el análisis del intercabmio térmico para encontrar una
solución que considere las cargas térmicas y las limitaciones para la construcción.
ANÁLISIS DEL ENFRIAMIENTO
El diseño de las piezas de plástico implica el uso de diferentes tecnologías:
La modificación de una sola variable repercutirá en las demás.
Al término del análisis, el proyectista reesaminará los resultados obtenidos para verificar si
la pieza puede ser mejorada modificando la posición de los puntos de inyección, la dimensión
de los canales, el perfil de las paredes (realizando refuerzos locales o reduciendo su espesor),
diseñando unos costillajes, utilizando una materia prima diferente, (que puede ser también un
producto de mayor peso molecular) o modificando de nuevo, las condiciones de moldeado.
VERIFICACIÓN DEL PROYECTO
El mejor procedimiento proyectual es el que se mueve por
fases sucesivas mediante la optimización.
Después de haber elegido un punto de partida, se refina por pasos esta área en
particular, hasta que no se alcancen resultados mejores.
Los programas no son procedimientos automáticos de optimización del proyecto,
sino herramientas que, en las manos del proyectista, permiten analizar una situación dada.
Dependerá del proyectista realizar las modificaciones y mejoras que su
experiencia y profesionalismo le sugieran.
VERIFICACIÓN DEL PROYECTO
El moldeado por inyección es un proceso productivo muy eficiente.
Una vez construido el molde los costos de producción son significativamente
inferiores a aquellos de otras técnicas de producción.
Sin embargo, las materias plásticas son relativamente costosas en comparación con
otrosmateriales competitivos como el hierro o el aluminio, a menudo su costo
afecta en un 45-50 por ciento sobre el costo total de producción.
Es fácil justificar la conveniencia económica de la inversión que permite
mejorar la eficiencia en el uso del material. Este costo se recuperará varias
veces con la mejoría de la calidad y los ahorros del material utilizado.
CONCLUSIONES
Costo del molde
en función de su calidad
Elementos del molde
Que influyen en su costo
Necesidades
estéticas
+5% ?
Tolerancias
restringidas
+20% ?
Tipo de
polímero
+5% ?
Productividad
elevada
+15% ?
Costo molde
= ?
Intercamb.
de la/s actividades
Sistema de
alimentación
Sistema de
Climatización
Sistema de
extracción
Acabado
superficies
N°moldes
N° ciclos
(vida)
N° ciclos
(mantenimiento)
FACTORES QUE DETERMINAN EL COSTO DEL MOLDE
moldes estándar o frontales
moldes con movimientos laterales
moldes de tercera placa
moldes de cámara caliente
moldes con mazarota
moldes con canales calientes autoaislados
moldes de dos caras de impresión (stack
mold)
moldes de destornillado
molde modular
MOLDES DE INYECCIÓN
Nota
MOLDE ESTÁNDAR O FRONTAL
1. PLACA De FIJACIÓN P.M.2. PIE3. CONTRA PLACA DE EXTRACCIÓN4. EXTRACTOR (EN ESTA FUNCIÓN EMPAREJADOR)5. PLACA DE EXTRACCIÓN6. TORNILLO DE FIJACIÓN7. EXTRACTOR REBAJADO8. PLACA DISTAL9. PLACA INTERMEDIA10. EXTRACTOR (EN ESTA FUNCIÓN MAZAROTA)11. CENTRADOR FEMMONA12. PLACA DE FORMA P.M.13. CENTRADOR MACHO14. PLACA DE FORMA P.F.15. PLACA DE FIJACIÓN P.F.16. BOQUILLA DE INYECCIÓN17. ANILLO DE CENTRADO18. MATRIZ P.F.19. MATRIZ P.M.20. COLUMNA GUÍA21. CASQUILLO GUÍA22. COLUMNA GUÍA23. BRÚJULA DE GUÍA24. BRÚJULA DE CENTRADO
NOMENCLATURA
pre-apertura con leva
lateral con columna
con pre-extracción
con pistón
MOLDES CON MOVIMIENTOS LATERALES
PRE-APERTURA CON LEVA
PRE-APERTURA CON LEVA(molde cerrado)
PRE-APERTURA CON LEVA(fase 1 - apertura)
PRE-APERTURA CON LEVA(fase 2 - extracción)
MOVIMIENTO LATERAL CON COLUMNA
TIPOS DE CLIMATIZACIÓN
placas
punzones
matrices
conectores móviles
CLIMATIZACIÓN
con laminilla
con tubo
mixto
circular
con torzal
bypass
TIPOS DE CLIMATIZACIÓN
f
f
CLIMATIZACIÓN EFICAZ
en serie paralelo
CLIMATIZACIÓN DE PLACAS
EN SERIE O EN PARALELO
CLIMATIZACIÓN CON LAMINILLA
Tubo con laminillaSe reduce el intercambio térmico
en el cabezal macho
LAMINILLA SENCILLA
LAMINILLA SECUENCIAL
ENTRADA
CUBIERTA
SALIDA
LAMINILLA
CLIMATIZACIÓN CIRCULAR
CLIMATIZACIÓN CON TORZAL
Enfriamiento con espiral para punzones de gran tamaño
CLIMATIZACIÓN CON ESPIRAL
CLIMATIZACIÓN CIRCULAR SIMPLE
Enfriamiento
Buen intercambio térmico en el cabezal macho
CLIMATIZACIÓN DE TUBO CON BRIDA
CLIMATIZACIÓN CON TUBO
con placa
doble
doble inclinada
con conectores
con punzones (extractores)
mixta
macho restringente
con pistones
de aire
ensamblado
TIPOS DE EXTRACCIÓN
EXTRACCIÓN CON PLACA
EXTRACCIÓN DOBLE
EXTRACCIÓN DOBLE
EXTRACCIÓN CON CONECTORES
EXTRACCIÓN CON EXTRACTORES
EXTRACCIÓN MIXTA
EXTRACCIÓN MACHO RESTRINGENTE
PARTE F
IJA
PARTE M
ÓVIL
MOLDES DE TERCERA PLACA
PARTE F
IJA
PARTE M
ÓVIL
JALADOR DE
PLACA MAZAROTA
apertura prensa
los jaladores de placa
mantienen el contacto
de las placas con la
salida de la mazarota
MOLDES DE TERCERA PLACAfase 1
PARTE F
IJA
PARTE M
ÓVIL
JALADOR DE
PLACATIRANTE
MAZAROTA EXPULSOR
TORNILLO DE
CUELLO
PLACA
JALADOR DE
MAZAROTA
la prensa sigue con
la abertura, los
jaladores de placa
mantienen a las
placas en contacto,
la fuerza de roce
desprende la placa
que sostiene la
mazarota liberándola
de los jaladores
tramite de tirantes
la carrera es
delimitada por los
tornillos de cuello
la mazarota cae
MOLDES DE TERCERAfase 2
PARTE M
ÓVIL
PARTE F
IJA
JALADOR DE PLACA
PIEZA
TIRANTE EXPULSOR
TORNILLO
CON
CUELLO
continúa la apertura
de la prensa
distanciando la
parte móvil, lista
para la extracción
MOLDES DE TERCERA PLACAfase 3
JALADOR DE
PLACA
TORNILLO
CON
CUELLOEXPULSOR
PIEZA
PLACA
EXTRACCIÓN
TIRANTE
EXTRACTOR
PARTE M
ÓVIL
PARTE F
IJAAl momento de abrir
la prensa, el
martinete gobierna a
la mesita de
extracción
MOLDES CON TERCERA PLACAfase 4
MOLDES DE CÁMARA CALIENTE
CÁMARA CALIENTE DE 48 IMPRESIONES
CÁMARA CALIENTE CON INYECCIÓN LATERAL
ESTRUCTURA DE UNA CÁMARA CALIENTE
BARRA
INSERTO
RESISTENCIA
EXTENSIÓN Y FRANJA CALENTADORA
TERMOPAR
BOQUILLA COMPLETA
CUERPO Y PUNTA DE LA BOQUILLA
RESISTENCIA Y ASIENTO DE RESISTENCIA
ANILLOS DISTANCIALES
CONJUNTO SECCIONADO
CÁMARA CALIENTE CON OBTURADORES
Inyector
Distribuidor
Válvula
neumática
Brújula de
inyección
Poste de
obturación
Placa porta
matrices
Placa de
alojamiento del
sistema
Placa de cierre
Placa aislante
CÁMARA CALIENTE CON OBTURADORES
Clavia de referencia
Brújula aislante
Distribuidor
Resistencia
Resistencia
Termopar
Varilla de obturación
Guía para varilla
Anillo de centrado
Cuerpo inyector
Cabezal del inyector
CÁMARA CALIENTE CON OBTURADORES
Desventajas de los inyectores abiertos:
caída de temperatura en el orificio de inyección
terminado estético de caja calidad
peligro de hebras y de goteo
secciones de paso limitadas
fricción elevada
posibilidad de degradación térmica del material
Inyector abierto
CÁMARA CALIENTE DE INYECCIÓN ABIERTA
Desventajas de la obturación cónica:
dificultad en el cálculo exacto de la
dilatación térmica de la varilla
la dilatación de la varilla cambia al variar los
parámetros del proceso
vida operativa sujeta a desgaste
esteticidad que lleva defectos
CÁMARA CALIENTE – OBTURACIÓN CONICA
Ventajas de la obtuación cilíndrica:
sistema con cierre cilíndrico sin roce
ajuste de la varilla de cierre no necesario
aspecto estético excelente
vida operativa superior a la media
costancia en los procesos
reducción de los tiempos de ciclo
guía del asta montada en el inyector
CÁMARA CALIENTE – OBTURACIÓN CILINDRICA
Posición: abierta
Válvula neumática de doble etapa para operatividad de
las varillas de obturación
Posición: cerrada
Ventajas:
dimensiones contenidas
se duplica la capacidad de cierre
fácil de ensamblar
utilizables en ambientes protegidos
no requiere mantenimiento
vida operativa prolongada
CÁMARA CALIENTE – VÁLVULA NEUMÁTICA
Reducción de los tiempos de enfriamiento
Se adapta al uso con resinas amorfas y
poliolefinas
Intercambiabilidad
Diseño optimizado para la resistencia a resinas
abrasivas.
Posibilidad de personalización sobre pedido
Longitud del campo de aplicación
Longitud tiempo de enfriamiento
Función adicional de aislamiento
Intercambiabilidad
Diseño optimizado para la resistencia a
resinas abrasivas.
Casquillo sin enfriamiento Casquillo enfriado
CÁMARA CALIENTE – BRÚJULA DE ENFRIAMIENTO
Para piezas de pequeñas dimensiones y ciclos rápidos
CÁMARA CALIENTE CON OBTURACIÓN MULTI BOQUILLAS
Se duplica la productividad con la misma capacidad de cierre.
Los sistemas m-form se realiza a pedido específico de los clientes.
CÁMARA CALIENTE PARA STACK
Capacidad productiva duplicada
Ahorro energético hasta el 50-60%
Inyecciones coaxiales
Casquillo central dividido con sistema de
obturación
Mantenimiento del sistema con molde
en la máquina
CÁMARA CALIENTE STACK CON OBTURACIÓN
MOLDES CON MAZAROTA
MOLDE CON MAZAROTA
PELÍCULA TÚNEL
DIRECTA PUNTO CON PRE CÁMARA DE SOMBRILLA ANILLO
ALIMENTACIÓN
BALANCE GEOMÉTRICO
BALANCE DIMENSIONAL
BALANCE DE FLUJOS = CALIDAD
f 8
f 6
f 3.5
f 3.35
f 8
BALANCEO GEOMÉTRICO
con punzones
con cuñas
con canales de respiraderos
con insertos porosos
RESPIRADEROS O DESAHOGOS DE AIRE
En la cavidad de moldeo (figura/impresión) del molde hay aire
Si el aire en la cavidad sale con dificultad, impide ajustar el flujo
del plástico, generando problemas.
Las burbujas de aire atrapadas en la cavidad impiden que se llene
la cavidad con el plástico, generan desperdicio.
DESAHOGO DE GAS
IMPORTANTE
El aire presente en la cavidad debe fluir lo más rápido posible, durante la fase de inyección.
El desahogo del gas debe ser adecuado para la cantidad de aire que se debe expulsar.
El desahogo debe ser colocado en el punto final de llenado de la pieza.
DESAHOGO DE GAS
TEMPERATURA EN LA CAVIDAD
TE
MP
ER
AT
UR
A D
EL A
IRE
°C
PRESIÓN DEL AIRE EN LA CAVIDAD bar
no
polímeroscristalinos
polímerosamorfos
si si
10-1
5 μ
FORMA Y DIMENSIONES DE LOS DESAHOGOS DE AIRE
15-2
0 μ
MOLDES CON DESATORNILLADO
MOLDE MODULAR
ANTES DE COLOCAR EL MOLDE EN LA PRENSA
CONTROLES POR REALIZAR
Preferir columnas con entradas para grasa
Columnas más salidas respecto a la boquilla
Columna con
centrado
posterior
Circuito de
climatización
alrededor del
distribuidor
CONTROLES POR REALIZAR
Solución
sugerida
Solución
que hay
que evitar
CONTROLES POR REALIZAREvitar tornillos que
comuniquen el
alojamiento de la
cámara caliente
Circuito de climatización de
las boquillas,
independientemente del de
las impresiones
CONTROLES POR REALIZAR
Plano de la
prensa
Parte fija del
molde
Caja de
conexiones
CONTROLES POR REALIZAR
Tornillos para fijar los
distánciales
Tornillos para
fijar la placa
MUESTREO MOLDE NUEVO
Verificar la funcionalidad del molde y de la pieza (eventual mano de sujeción)
Desmontaje del molde para control de conectores y normalizados, terminado de los conectores de impresión (pulido, foto grabado, tempra, revestimientos etc.)
PRIMER MUESTREO
Segundo muestreo pre-serie para verificar la funcionalidad del molde y de la pieza (eventual mano de sujeción)
Desmontaje para verificación de conectores y normalizados
Verificar adecuadamente las partes en movimiento y los cierres.
Inicio de la producción definitiva.
SEGUNDO MUESTREO
Las fases de muestreo son indispensables para evitar problemas en tiempos breves al molde y a la pieza.
Las fases de muestreo involucran al personal operador en los siguientes sectores:
moldeo
taller de construcción de moldes
oficina técnica
control de calidad
industrialización.
Cada sector debe analizar los eventuales problemas que se pueden
presentar y encontrar las soluciones necesarias antes de fabricar el molde.
MUESTREO MOLDE NUEVO
COSTOS DE PRODUCCIÓNY MANTENIMIENTO
DESPERDICIOS
OPERACIONES DE RECUPERACIÓNREPARACIONES
FALTA DE PRODUCCIÓN
EQUIPOS PARADOS
RETRASOS EN LAS ENTREGAS
MANTENIMIENTOINICIO DE LA PRODUCCIÓN
EFICIENCIA DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
EFICIENCIA DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
EFICIENCIA DEL SISTEMA DE EXTRACCIÓN
TIEMPOS DE MONTAJE
?
COSTO DE PRODUCCIÓN
COSTO EFECTIVO DE UN MOLDE
El método para garantizar calidad y funcionalidad constantes en el tiempo
MANTENIMIENTO
ordinario
cíclico
de mejora
correctivo
extraordinario
ocasional
preventivo
TIPOS DE MANTENIMIENTO
Preventivo: intervención durante la producción, dejando el molde
en la prensa, limpieza, control visual y lubricación
cíclico: intervención en cada inicio de producción, revisión visual de la matriz y del
punzón, revisión de los circuitos de enfriamiento, control de derrames en la mesa de extracción y todas las partes en donde haya escurrimientos.
de mejora: intervención principalmente en el molde nuevo, pequeñas modificaciones para corregir y eliminar defectos y mejorar el desempeño en la producción
correctivo: intervención imprevista, reaparción de partes rotas, descompuestas o desgastadas que impiden el uso del molde, o bien por que las piezas producidas salgan
defectuosas.
TIPOS DE MANTENIMIENTO
extraordinario: intervención de costo elevado, que se lleva a cabo en moldes de alta producción y de envejecimiento natural, se desmonta completamente el molde y se realiza una revisión total, a veces se requiere de la sustitución de las matrices o de los punzones,
además de los componentes que tienen un desgaste normal. La alternativa a este tipo de mantenimiento es la construcción de un molde nuevo
ocasional: es una intervención no programada que se realiza durante
paros ocasionales de la producción
ordinario: intervención personalizada, se realiza en el molde que ha alcanzado el número de usos acordado entre el constructor del molde, el usuario y el encargado del mantenimiento.
El número de usos está sujeto a variaciones durante la vida productiva del molde
TIPOS DE MANTENIMIENTO
CÓMO INTERPRETAR LAS “SEÑALES” PROVENIENTES
DE UN MOLDE EN PRODUCCIÓN ANTES DE QUITARLO DE LA PRENSA Y DESMONTARLO PARA MANTENIMIENTO
EL MOLDE, DURANTE SU CIERRE O APERTURA AL MOMENTO DE LA ALIMENTACIÓN DE LAS COLUMNAS EN SUS RESPECTIVAS BRÚJULAS
¿HACE UN RUIDO METÁLICO?
En caso de que SÍ lo haga, antes de quitar el molde de la prensa, cerciorarse de que las columnas de centrado
de la parte móvil se encuentren perfectamentealineadas con los casquillos de la parte fija en fase de cierre del molde.
PRIMERA SEÑAL
Reducir gradulamente la fuerza de cierre (baja presión), revisando si al momento de la alimentación de la de la columna con casquillo, la prensa
disminuye su velocidad o inclusive se detiene inhibiendo de hecho, el cierre del molde.
Si la parte móvil se detiene cuando las columnas alimentan a los casquillos Significa que el esfuerzo del roce entre la columna y el casquillo es mayor
que la fuerza de cierre de la prensa (probable desalineación).
EN CASO DE CONTINUAR CON LA FABRICACIÓN, IGNORANDO ESTA SEÑAL, SE TENDRÁN, SIN DUDA, PROBLEMAS NO CONTROLABLES.
CÓMO PROCEDER
Si la desalineación de las dos mitades del molde es evidente, las causas pueden ser:
la parte móvil ya no está en la posición inicial de fijación
las dos mitades del molde tienen temperaturas diferentes (dilatación)
CÓMO PROCEDER
Para entender la causa, un modo sencillo es «leer» las dos mitades mirando
los desgastes y las partes brillosas presentes en las columnas casquillos y centradores, teniendo en cuenta que:
si el desgaste es vertical (eje y), seguramente una de las mitades del moldeya no se encuentra en la posición inicial de fijación
si el desgaste es oblícuo respecto al eje y, es un problema de dilataciones térmicas anormales.
CÓMO PROCEDER
Por lo general la parte fija no se mueve si el anillo de centrado
está montado correctamente.
Muy probablemente las causas de la desalineación deben buscarse
en la parte móvil del molde.
DESGASTE VERTICAL
DESGASTE VERTICAL
El desplazamiento de la mitad del molde, en su parte móvil, en la mayor parte de
los casos es hacia abajo (fuerza de gravedad).
Las causas pueden ser:
fijación incorrecta
los tornillos de fijación no están lo suficientemente apretados
altura excesiva (peso de sacudida) de la mitad del molde
micro vibraciones de la prensa y deformaciones
DESGASTE VERTICAL
CUIDADO CON LA FIJACIÓN
Los tornillos de fijación se colocan lo más cerca posible del molde
Los espesores abajo de los estribos deben ser iguales o ligeramente mayores
a la altura de la cavidad del molde
DESGASTE VERTICAL
La distancia excesiva del baricentro entre el plano móvil de la prensa y de la parte moldeadora, especialmente si tienen tamaño y peso importantes respecto a la prensa, con
producción de alto tiraje, el molde puede resbalar hacia abajo por la gravedad.
En este caso es necesario añadir más estribos.
OTRAS OPCIONES SON:
agregar un anillo de centrado en la parte móvil
colocar un soporte con cojinetes de esfera en la parte móvil para apoyo
En las guías de la prensa o en la parte fija
DESGASTE VERTICAL
DESGASTE VERTICAL
El desgaste oblícuo puede afectar a ambas mitades de los moldes.
Puede deberse a las diferentes temperaturas de las dos mitades de los moldes que generan dilataciones diferentes.
La dimensión de la dilatación es la consecuencia de la temperatura y del tamaño del molde.
DESGASTE OBLÍCUO
DILATACIÓN TÉRMICA
Datos para el cálculo de la dilatación:
distancia máxima de las partes por revisar (L)
coeficiente de dilatación del material (C)
diferencia de temperatura (delta) (D)
DILATACIÓN TÉRMICA
El agarrotamiento es generado por cualquier elemento en movimiento al interior del molde: columnas, casquillos, extractores, carros, centradores etc.
Esta anomalía causa, sin duda:
que se detenga el molde
falta de producción
retrasos en las entregas
problemas en la programación
intervención urgente de mantenimiento
AGARROTAMIENTO
Las columnas y sus respectivos casquillos, tiene la función de guiar a ambas mitades de los moldes en su fase de cierre, impidiendo el contacto accidental de las partes moldeadoras.
Los centradores tienen la función de centrar el molde y de conteción durante la fase de inyección.
Tienen tolerancias de acoplamiento muy bajas, así que en un molde, los centradores desgastados son señar de alarma de anomalías en el proceso.
IMPORTANTE
SIMBOLOGÍA
La instalación eléctrica a la cual están conectados los sistemas debe cumplir con las normas vigentes de ley, protegida por un dispositivo magneto-térmico diferencial con corriente de intervención de 30 mA.
Antes de su puesta en marcha, asegurarse siempre que la conexión de tierra de la instalación eléctrica esté presente y sea eficiente para evitar riesgos para el operador en caso de fallas eléctricas. Efectuar la conexión de tierra del canal caliente, utilizando el orificio con carrera en el de la placa.
Durante estos procedimientos, el operador deberá utilizar siempre los dispositivos individuales de seguridad (guantes, gafas, etc.).
Es necesario prestar especial atención a las temperaturas que alcanzan los sistema durante su funcionamiento, mismas que pueden rebasar incluso los 400°C.
A = medida de las distanciales, incluyendo la dilatación para el bloqueo
L = medida de la posición de la boquilla en el molde
S = espesor de la placa
S1 = espesor del cabezal de la boquilla
S2 = espesor de la rondana de contraste
T = diferencia de temperatura entre el canal caliente y el molde
K = coeficiente de diferencia térmica del acero = 0.0000125
0.5= valor térmico del bloqueo
CÁLCULO DE LA DILATACIÓN TÉRMICA
CÁLCULO DE LA DILATACIÓN TÉRMICA
LX DISTANCIA DESDE EL CENTRO DE LA CAVIDAD EN EL EJE X EN LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
(BOQUILLA)
LY DISTANCIA DESDE EL CENTRO DE LA CAVIDAD EN EL EJE Y EN LAS CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO
(BOQUILLA)
LPX DISTANCIA DESDE EL CENTRO A LA POSICIÓN DEL ORIFICIO PARA DESCENSO EN LA PLACA EN EL EJE X
LPX DISTANCIA DESDE EL CENTRO A LA POSICIÓN DEL ORIFICIO PARA DESCENSO EN LA PLACA EN EL EJE Y
Δt DIFERENCIA EN LA TEMPERATURA ENTRE EL CANAL CALIENTE Y EL MOLDE
K COEFICIENTE DE DILATACIÓN TÉRMICA
TEMPERATURA DE LA CUÑA DE INYECCIÓN = 230°C
TEMPERATURA DE LA PLACA= 230°C
TEMPERATURA DE LAS BOQUILLAS = 230°C
TEMPERATURA DEL MOLDE = 15°C
Ejemplo de cálculo para moldeo de PP
(Polipropileno)
Datos:
Vaciado completo de los circuitos de enfriamiento con aire comprimido
protección con una capa delgada de producto adecuado antes del cierre del molde en la prensa
llenar el formato de solicitud de intervención por efectuar en el molde, si es necesario añadir el último moldeado, relación completa de colada para evaluar los problemas existentes
depósito en el almacén de moldes
análisis de la solicitud por parte del taller interno/externo
retiro del molde (eventual transporte hacia el taller externo)
intervención de mantenimiento/lavado
eventual regreso desde el taller externo
depósito en el almacén de moldes
AL FINAL DE LA PRODUCCIÓN
Es necesario limpiar y lubricar de manera adecuada todos los detalles del molde, con base
en el uso final del mismo. Debido a que existe cierta incompatibilidad en menor o mayor medida
con los polímeros, es necesario prestar especial atención al uso de sustantcias expecíficas.
No solo la calidad y la cantidad del producto garantizan la lubricación y la preservación
del molde, también lo hacen la homogeneidad y su correcta aplicación.
PROCEDIMIENTO DE LAVADO
limpieza de los puntos de contacto con la prensa, con cepillo o trapo
apertura del molde
limpieza minuciosa con un desengrasante adecuado del grupo de inyección montado y de la extracción del desmontado
limpieza de las piezas móviles extraíbles sin desmontar las placas o los conectores
secar muy bien con aire comprimido, aplicación del protector y lubricación de partes en las que corre el plástico
en función del tipo de material y de su destino final, cerrar o dejar abierto el molde
llenado del reporte
PROCEDIMIENTO DE LAVADO
Después de la limpieza con desengrasantes, secar muy bien todas las superficies
para la limpieza, en donde la suciedad lo permita, utilizar alcohol etílico
no utilizar protectores cuando el molde esté caliente
evitar dosis excesivas de protector
secar bien todos los residuos de agua o condensación de las paredes del molde
proteger las superficies brillantes o foto grabadas con una capa del producto adecuado
utilizar los lubricantes apropiados sin exceder las dósis
eliminar por completo de la pieza, cualquier rastro de protector,
desde el inicio de la producción
PUNTOS QUE HAY QUE RESPETAR
La actividad se planifica para cada molde en función del número de piezas que se fabricarán
para cada molde, se asigna un número límite de piezas por producir, además de realizar elmantenimiento ordinario del mismo
el número de piezas es variable, en función del envejecimiento del molde
si el molde queda inactivo por un año, es necesario realizar una intervención de mantenimiento para evitar problemas como la oxidación o que el molde se atore
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Desmontaje y limpieza en la mesa con desengrasante de:
grupo de extracción completo
grupo de inyección completo
Secado con aire comprimido
Cámara caliente:
revisar visualmente los acoplamientos mecánicos
revisar que los cableados eléctricos estén fijos
no desarmar la cámara caliente sin un motivo válido
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Revisión y eventual sustitución de piezas corrientes como:
resortes de sección rectangular adecuados para la carga
dispositivo de enganchado de la mesa de extracción
empaques OR
tornillos de acero
tornillo sin cabeza con bola para moentantes
extractores de cabezal cilíndrico/redondeado
mitrurados para evitar agarrotamientos manteniendo la tenacidad
lupas, extractores con laminilla
columnas y casquillos guía molde, mesas, montantes, fijas o con juego de desplazamientomayor respecto a la tolerancia.
MANTENIMIENTO ORDINARIO
pares cónicos de centrado tipo estándar o especiales
arrastradores/frenos placas de nylon
cremalleras con doble mesita (grupo integral)
varillas de arrastre 3 con placa (grupo integral)
boquetones de unión de enfriamiento, si están maltratados
micro mesa de control de movimientos si están maltratados (reposición de piezas maltratadas)
reposición de tratamientos anti agarrotamientos, anti-adhesión, lubricación de puntos de desplazamiento del molde
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Verificar las condiciones del molde (con referencia al último moldeado anexo) en relación a:
rebabas en zona de grabados/corrosión de planos de cierre de impresión
rebabas en zona de extractores/movimientos
agrietamiento de moldes/placas
estampado/desgaste/corrosión zonas de inyección (casquillos, canale, "gate" etc.)
corrosión/oxidación impresión
acabado de impresión solicitada en el diseño: de espejo, tela de balines, esferas, vidrio, fotograbada, etc.
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Re-montaje con las siguientes verificaciones:
desplazamiento de la mesa de extracción
micro interruptor para seguridad de la mesa de extracción
circuitos de enfriamiento con aire a presión, antes del cierre del molde
colocar el protector en las impresiones
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Después del cierre del molde:
intervención mediante el llenado del formato
registro de datos en soporte informático de red interna(o relación de intervenciones en un archivo de excel)
MANTENIMIENTO ORDINARIO
Control visual y eventual limpieza de:
planos de cierre (filamentos, depósitos etcétera)
casquillos y columnas guía del molde
montantes/carros
desahogos de aire (gas)
Control auditivo:
escuchar ei el molde emite ruidos anormales
durante los movimientos de los carros
escuchar si el molde emite ruidos anormales
durante las fases de cierre, apertura, extracción
MANTENIMIENTO DEL MOLDE DURANTE LA PRODUCCIÓN
Lubricación:
casquillos y columnas guía molde
casquillos y columnas guía en la mesa de extracción
montantes/carros y sus guías correspondientes
Termorregulación/cámaras calientes:
termorregulador que funciona con auga
tubos en buen estado
conexiones que no tengan pérdidas
central de cámaras calientes que funcione
MANTENIMIENTO DEL MOLDE DURANTE LA PRODUCCIÓN