viernes, 14 de enero de 2011

INYECCIÓN DE PLÁSTICO- FIJAR PARAMETROS DE PROCESO

FIJACION DE PARAMETROS EN LA MAQUINA INYECTORA

Para conseguir la elaboración de piezas de buena calidad, no solo se debe contar con el molde, la maquina y el material, es necesario también que el operador de la máquina comprenda el proceso e intervenga en forma adecuada para corregir la presencia de problemas o defectos en el proceso productivo. Aún en caso de máquinas con control de ciclo cerrado, esta no es capaz de responder a situaciones tan extrañas como el operador haciendo ajustes aleatorios de los equipos de control. Por el contrario, con controles apropiadamente instalados y aplicados, el comportamiento de los plásticos en la máquina que puede ser controlado dentro de los limites para producir piezas de cero defectos reuniendo los requerimientos de comportamiento con los más bajos costos de moldeo.


FIJAR PARÁMETROS DE PROCESO:

Para juzgar un comportamiento se debe tener una referencia contra la cual medirlo. En el caso de un molde de inyección, el perfil de presión en la cavidad es un parámetro que es fácilmente influenciado por las variaciones del proceso, es por esto que es seleccionado como punto de referencia, para ver como las variables afectan a este parámetro y su efecto en la pieza moldeada.

Temperatura:

Es muy difícil indicar con precisión cuales son las temperaturas que se deben utilizar para transformar un material, ya que existe una amplia gama de variación de características dentro de un nombre genérico por ejemplo: HDPE, PP, PS, etc.

Es por esto que siempre al consultar una tabla de temperatura de proceso se encontrarán rangos muy amplios. Además por ser la viscosidad un parámetro dependiente de la temperatura, dependiendo de las necesidades de fluidez en el molde, esta deberá ser más alta, o más baja viéndose restringida por condiciones como la temperat

ura de degradación, el tiempo de residencia, etc.

Otro factor a considerar respecto a las temperaturas es el tiempo de residencia en el cilindro. Es recomendable para un tiempo de residencia muy largo trabajar con los valores más bajos de rango de temperaturas dado ya que un tiempo muy largo a temperaturas de transformación puede causar degradación térmica de la masa.

Por el contrario para un tiempo de residencia muy corto, es recomendable trabajar con los valores más altos de rango ya que se puede presentar una fusión incompleta de la masa por el insuficiente aporte de calor al material.









Velocidad:

Este parámetro tiene una marcada influencia sobre la calidad superficial de la pieza por lo tanto, se debe tener mucho cuidado al escoger la velocidad de inyección para un molde dado. Como una guía para considerar los efectos que se tienen con una velocidad alta o baja de inyección, a continuación se presenta una descripción de ellos.

Velocidad Alta

Velocidad Baja

Para un tiempo de inyección corto.

Para lograr una buena superficie de pieza.

Para llenar la pieza en todas sus zonas, con la misma masa plástica y viscosa, de tal forma que se mantengan más bajas las tensiones internas del producto.

Para evitar degradación o daños en la masa, cuando se vea obligada a fluir sobre cantos agudos, desviaciones o cambios de espesor de pared, en el sistema de alimentación o en la cavidad.

Para que los materiales semicristalinos,

mantengan una cristalinidad uniforme.

Para evitar el peligro de arrastrar material frío.

Para requerir una

menor fuerza de cierre.

Para un llenado suave y adecuado en piezas de paredes gruesas.

Con respecto a las rpm del tornillo, se debe evitar que sean muy altas pues se puede presentar el quemado de la masa. Se recomienda que se adapten al tiempo de enfriamiento de tal forma que, tan pronto se acabe la plastificación, se acabe el tiempo de enfriamiento y se de la apertura del molde.

Velocidad y posiciones de avance del husillo en la etapa de Inyección:

Presión:

Es el parámetro que más contribuye al llenado de la cavidad presentando también una gran influencia sobre la fuerza de empuje que trata de abrir el molde. Su nivel dependerá de la masa a inyectar (siendo baja para materiales como LDPE y alta para el PC) y del molde en sí, es decir, de la geometría de las cavidades, del recorrido de flujo del espesor de pared.

Como una indicación de que nivel de presión utilizar, se recomienda que la presión de pospresión (presión mantenida o de sostenimiento) sea de un 30-60% de la presión de inyección, con el fin de evitar que la presión en la cavidad sea muy alta. Se debe recordar además que una presión de pospresión baja generará piezas con una alta contracción y tensiones bajas, mientras que una presión de pospresión alta, generará una contracción baja, pero eventualmente tenderá a generar altas tensiones en la pieza.

Presiones, tiempos de llenado y cambio de posición del husillo:


Carreras:

La carrera de dosificación esta determinada por la cantidad de masa que se va a inyectar y el diámetro del tornillo que tenga la maquina. Con estos datos, se puede hacer uso de las gráficas que comúnmente están incorporadas en la c

arcaza de la maquinaen las cuales, con el peso de la pieza y el diámetro del tornillo, se obtiene la carrera de dosificación necesaria para elaborar la pieza.

Otro punto importante en la carrera del tornillo es el llamado “punto de cambio”, que corresponde al punto en el cual se produce la conmutación de presión de inyección a presión de pospresión y teóricamente debe darse en el momento en que la pieza se ha llenado volumétricamente (se considera que un 90% de la carrera corresponde a inyección y el 10% restante a la pospresión).

El cojín de material es el punto final de carrera del tornillo y es importante en la medida que permite la transmisión de la presión desde el cilindro hasta la cavidad, durante todo el tiempo que dure la pospresión, además, la presencia de un cojín de masa en el cilindro asegura que habrá masa suficiente para compensar la contracción de volumen que sufre la masa en la cavidad mientras se enfría. El valor del cojín de masa se recomienda este entre los 2 y los 6 mm, siendo lo mínimo posible para materiales sensibles a la temperatura como es el caso del PVC o el POM.

El último punto a tener en cuenta en la carrera del tornillo es la descompresión, que se da, al final de la dosificación. Su valor es variable dependiendo de la viscosidad de la masa en el cilindro, pero en todo caso debe ser suficiente para evitar el goteo de la boquilla, pero no tan largo para evitar que se presente entrada de aire y formación de burbujas en la masa.







































Tiempos:

En el proceso de inyección, el tiempo es un factor muy importante para medir la productividad y rentabilidad de la maquina. Los tiempos de mayor incidencia serán el de inyección, el de pospresión y el de enfriamiento. El tiempo de inyección por lo general es muy corto en comparación con el tiempo de ciclo, de forma que el material no alcance a enfriarse al pasar sobre la superficie más fría del molde.

El tiempo de pospresión será más largo que el de inyección, dependiendo de factores como el espesor de la pieza y el llamado punto de sellado. El primero limita que tan largo será el tiempo para la solidificación de la pieza, el segundo, indica hasta qué punto será efectiva la pospresión sobre la calidad de la pieza. De todas formas, al igual que la presión de pospresión, un tiempo largo de pospresión generara una pieza de baja contracción, pero eventualmente de altas tensiones internas, mientras que un tiempo corto de pospresión generara piezas con una alta contracción pero de un muy bajo nivel de tensiones.

Por último, el tiempo de enfriamiento debe ser suficiente largo para evitar que la pieza se deforme al ser moldeada (es decir, se halla alcanzado la temperatura de desmoldeo), pero tan largo que haga improductiva y cara la operación de la maquina. Aquí, cabe mencionar que normalmente para conseguir tiempos de enfriamiento cortos, se trabaja con muy bajas temperaturas de molde, esto, en el caso de los materiales parcialmente cristalinos, tiende a generar piezas de baja cristalinidad y por ende de bajas propiedades mecánicas.
















A continuación una tabla general de los defectos frecuentes en las piezas inyectadas y los pasos a seguir para corregirlo. (Dar click a la imagen para agrandar y guardar en buena resolución)

FUENTE PRIMARIA: V SEMINARIO TALLER INTERNACIONAL, Normas Técnicas como contribución al aseguramiento de la Calidad en el proceso de transformación de materiales polímericos, CDT ASTIN SENA