Los principales componentes de
una máquina de inyección son dos: la unidad de inyección y la unidad de cierre,
las cuales a pesar de desempeñar tareas
muy diferentes, estas se complementan entre sí.
Generalmente existe una relación entre el tamaño de disparo o la
capacidad de inyección con la fuerza de cierre, esto lo podemos ver en la
siguiente tabla.
Unidad de cierre (Toneladas)
|
Capacidad de inyección (g)
|
10
|
15
|
100
|
226
|
250
|
567
|
450
|
1701
|
1000
|
3402
|
2000
|
12757
|
Unidad de inyección
La unidad de inyección tiene como
tarea principal, tener listo el material para ser inyectado en el molde. La
capacidad de inyección idealmente debe ser, tal que, contenga dos ciclos
completos de size shot (disparo en cada
ciclo), es decir, en cada ciclo el 50% de la capacidad que se encuentra en el
cilindro debe ser inyectada en el molde, y así quedaría el 50% en el cañón. Sin
embargo también es correcto o aceptable dejar ya sea un 20% o un 80% de
material en el cañón.
Por ejemplo:
Si vamos a inyectar una pieza de
50 gramos lo ideal sería utilizar un cañón con una capacidad de 100 gramos (es
el doble de 50 gr). Esto quiere decir que, de la capacidad total del cilindro
50% quedo en el cañón y el otro 50% se inyecto en el molde.
 |
| El peso de la pieza, representa la mitad de la capacidad de inyección. |
Ahora
si vamos a inyectar la misma pieza (50 gramos) podemos usar un cañón de 62.5
gramos de capacidad ya que al momento de inyectar el material, este
representara un 80% de la capacidad total del cañón, es decir que quedará un
20% de material en el cañón. Esta regla aplica para materiales que son
extremadamente sensibles al calor.
Por
otro lado, si vamos a inyectar la misma
pieza (50 gramos) podemos usar un cañón de 250 gramos de capacidad ya que al
momento de inyectar el material, este representara un 20% de la capacidad total
del cañón, es decir que quedará un 80% de material en el cañón. Esta regla
aplica para materiales que presentan baja sensibilidad al calor.
La
capacidad de inyección de las maquinas se da en gramos de Poliestireno, cuando necesitamos
inyectar otro polímero es necesario conocer la gravedad especifica de este. Por
ejemplo la gravedad específica del Poliestireno es de 1.04, entonces si tenemos
una maquina capaz de inyectar 200 gramos de PS y queremos inyectar
policarbonato con una gravedad específica de 1.20. ¿Cuánto PC podemos inyectar?
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| El peso de la pieza, representa el 80% de la capacidad de inyección. |
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| El peso de la pieza representa el 20% de la capacidad de inyección. |
PARTES DE LA UNIDAD DE INYECCIÓN
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| Partes de la unidad de inyección |
El cilindro de calentamiento.
Como
su nombre lo indica efectivamente es un cilindro que está fabricado de un metal
barato, sin embargo debido a que en la inyección se generan elevados esfuerzos
de corte es necesario recubrir internamente el cañón con un metal resistente. A
lo largo del cañón por la parte externa se usan bandas de calentamiento o
resistencias a lo largo del barril, estas se encuentran acomodadas procurando
que estén lo más cercanas entre sí. El control de temperatura se lleva a cabo
por un termopar que se encuentra en la pared del barril, en el área que se
necesite controlar.
Tolva
Es
un dispositivo que se encarga de almacenar los pellets que serán alimentados en
el cilindro de calentamiento, típicamente están diseñadas para mantener dos
horas de trabajo, esto, basándose en la cantidad de ciclos y en el peso
promedio de las partes producidas por una máquina. Estas tolvas de
almacenamiento/alimentación poseen
dentro de ellas un imán el cual tiene por objetivo atrapar cualquier
metal que se encuentre presente en los pellets. Estas partículas metálicas pueden
tapar la boquilla, o dañar el recubrimiento interno del barril así como la
superficie del husillo.
Husillo o tornillo de inyección
Es
una especie de tornillo que se coloca dentro del barril de calentamiento,
dentro de las funciones que desempeña están; alimentar, mezclar, fundir, etc.
Este tornillo cuenta con filamentos los cuales van transportando el material
por arrastre y a la vez se va generando fricción entre el husillo y el material
así como también entre el material y el barril. La fricción es creada por compresión
debido a que hay una ligera separación entre los filamentos del tornillo y la
pared del barril, este valor oscila entre 0.008 a 0.013 cm. Esta fricción
aunada con la energía de las bandas de calentamiento son las causantes de la transición
del material.
A
esta compresión que ejerce el husillo y el barril se lo conoce como esfuerzo de
corte, si es muy excesivo el esfuerzo de corte las cadenas de polímero se
pueden romper y degradar el material es por eso que se usan las bandas de
calentamiento, para no ejercer tanto esfuerzo de corte.
El
tonillo de inyección puede ser diseñado en base a los requerimientos de cada
material, pero podemos describirlo de manera general. Cuenta con tres zonas principales;
Alimentación (solo transfiere los pellets a la siguiente zona el esfuerzo
ejercido es mínimo), Transición (ocurre una transición de pellets a polímero
fundido por un aumento en el esfuerzo de corte aplicado) y Dosificación (se
rectifica la correcta fusión del material).
Un
componente importante del husillo es la punta la cual debe ser diseñada en función
del material que se desee inyectar, otra parte importante es la válvula anti
retorno o válvula check. Esta válvula durante la plastificación del material
permite el paso del polímero pero al momento de inyectar el plástico fundido se
bloquea para evitar que el plástico se escape, de esta manera todo el material
es empujado hacia adelante.
 |
| Partes principales del husillo. |
Boquilla
La
boquilla es la parte final de la unidad de inyección, y esta se une al bebedero
del molde, y debe llevar una banda de calentamiento, su diseño depende del
material a inyectar, esto porque hay materiales poco viscosos como el nylon, si
usamos una boquilla estándar para inyectar nylon entonces este va a escurrir
por la boquilla.
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