Unidad de cierre (Fuerza de cierre)

La unidad de cierre en la máquina de inyección tiene como principal objetivo mantener el molde cerrado mientras el material fundido es inyectado para llenar las cavidades. Las maquinas se clasifican generalmente por este parámetro, la fuerza de cierre y se reporta la máxima capacidad de la máquina. Para moldear una determinada pieza, no siempre es necesario utilizar la máxima fuerza de cierre de la máquina, debido a que esto puede representar un gasto innecesario de energía y por lo tanto, de dinero.

Como ya sabemos, no todos los polímeros son iguales. Una diferencia muy importante son las propiedades reologicas, existen polímeros termoplásticos que fluyen con mucha facilidad y por el contrario existen polímeros que se resisten a fluir. Para el caso de los polímeros que fluyen fácilmente, la presión de inyección es menor en comparación con los que fluyen menos, esto provoca que la unidad de cierre tenga que aplicar mayor fuerza para mantener el molde cerrado, durante la inyección del polímero.

Para calcular la fuerza de cierre necesaria, existe una formula general. La cual es:

El área proyectada se define como el área perpendicular al eje de inyección. Veámoslo más claro con una imagen.

Se trata de un vaso convencional el cual tiene dos formas circulares, uno superior (destapado) y uno inferior.

Si ponemos el punto de inyección en el centro de la base entonces el área proyectada será la correspondiente al diámetro superior.

El siguiente es un ejemplo de cómo realizar el cálculo de la fuerza de cierre.

Calcular la fuerza de cierrre necesaria para moldear una cubeta de HDPE, mediante una entrada central directa, con las siguientes dimensiones:

·         Diametro menor base: 25 cm

·         Diametro myor: 30cm

·         Largo: 65 cm

·         Espesor minimo: 3.5cm

·         Espesor maximo: 4.5 cm

Se tiene disponible una maquina con una fuerza de cierre nominal de 250 Ton. ¿sera adecuada para moldear las cubeta propuesta? Si o No y ¿Por qué?

Calculo del área proyectada.

A continuación veremos que existen por lo menos cuatro maneras de calcular la fuerza de cierre

  Fuerza de cierre suponiendo un valor de Pm para materiales de buena fluidez.

Pm se refiere a la presión media dentro del molde y es un valor empirico, para el caso de materiales con buena fluidez, como el caso de las poliolefinas se considera un valor de 250 Kg/cm²

Fuerza de cierre incluyendo en valor del factor de flujo

El factor de flujo se refiere a un valor empírico adimensional que describe la característica de fluidez para un polímero.

Fuerza de cierre considerando un valor empírico de Fc por pulgada cuadrada. 

1.      Determinación de la Pm a partir de la relación Recorrido de flujo y espesor.

El recorrido de flujo se refiere al trayecto que sigue el material desde el punto de inyección hasta el borde mas alejado de este.

La inyectora con una fuerza de cierre de 250 Ton parecería una buena elección cuando Fc es calculada con pocos parámetros, sin embargo al incluir mas factores y considerando que se debe exceder en un 20% la Fc calculada, no es la mejor opción.

*La siguiente imagen muestra como se desplaza el material dentro del molde hasta llenar completamente la cavidad, considerando que el punto de inyección fue colocado en la base.