Para quienes trabajan en la industria del moldeo por inyección, la puesta a punto de las máquinas es una tarea cotidiana. Sin embargo, lograr que cada máquina funcione a la perfección, tanto para los veteranos experimentados como para los aprendices, siempre representa un verdadero desafío. ¿Por qué? Porque los materiales, la temperatura del molde, el estado de la máquina, las herramientas e incluso el entorno del taller tienen requisitos diferentes. Un producto de calidad y una alta eficiencia son los objetivos principales de la puesta a punto. Eso es lo que exploraremos aquí, guiándonos por esos objetivos.
Moldeo por inyección Controles de máquinas
1. Capacidad de disparos
Compruébelo directamente en la máquina. La placa de características suele indicar el volumen máximo de inyección. Si no hay placa, ajuste el volumen de inyección al máximo, realice una inyección completa, expulse el material fundido y péselo. Esa es la capacidad máxima real de inyección de su máquina.
Nota: La capacidad de disparo varía según la densidad del material; algunos materiales son más densos que otros.
2. Integridad del sello de la válvula de tornillo y de retención
Un buen sellado entre el tornillo y la válvula antirretorno es esencial para lograr parámetros de proceso estables.
Como revisar:
Tras montar el molde, ejecute un ciclo semiautomático normal. Cuando comience el enfriamiento, cambie al modo manual. Plastifique de nuevo hasta que el husillo esté lleno y, a continuación, inyecte manualmente. Observe la posición del husillo. Libere la presión de inyección y compruebe si el husillo regresa a su posición original. Si regresa, el sellado es correcto y tanto el husillo como la válvula antirretorno funcionan correctamente.
Para mayor precisión, puede usar una placa de acero en lugar de un molde. Simplemente presione la boquilla contra la placa, inyecte manualmente y compruebe si hay efecto de recuperación elástica. Además, asegúrese de que no haya fugas de material fundido en la boquilla.
Si el tornillo no Si el resorte vuelve a su posición original, es probable que la válvula antirretorno esté defectuosa y necesite ser inspeccionada y reparada.
3. Prueba de presión de inyección
Configuración: Coloque un sensor de presión sobre una placa de acero, con una placa de aluminio encima del sensor. Presione la boquilla contra la placa de aluminio.
Procedimiento: Ajuste la presión de inyección de la máquina de la siguiente manera, inyectando tres veces en cada nivel:
- 10 bares (3x)
- 50 bares (3x)
- 90 bares (3x)
- 130 bar (3x) — realice pruebas con mayor frecuencia si utiliza este rango de presión habitualmente.
- 150 bares (3x)
Compruebe siempre que la presión real que muestra el manómetro coincida con la presión programada. Registre toda la información.
Si la desviación supera el 5%, es necesario ajustar el valor que muestra la máquina o realizarle mantenimiento al equipo.
4. Prueba de temperatura de fusión
Las pruebas de temperatura se dividen en dos tipos:
- Temperatura de secado (tolva)
Utilice una sonda de temperatura para medir la temperatura por encima y por debajo de la tolva. Es muy sencillo, y la mayoría de los equipos de secado ya la incluyen en la pantalla. (Si necesita más información, deje un mensaje; con gusto le atenderemos).
- Temperatura de fusión por inyección
Esto es más complicado. La máquina muestra entre 4 y 5 zonas de temperatura, pero mientras está en funcionamiento, no es fácil verificar si esas lecturas son precisas; uno se fía principalmente de lo que muestra la pantalla. Una verificación por parte de un tercero es difícil.
Un método aproximado: retraiga la unidad de inyección, purgue el material fundido e inmediatamente mida la temperatura del material extruido. Compare esa lectura con la temperatura configurada en la primera zona. Si la diferencia supera el 10 %, es probable que las lecturas de temperatura de la máquina sean incorrectas; reemplace el termopar o recalibre.
Midiendo el interno La temperatura de fusión es aún más difícil de determinar. Habría que desmontar el tornillo y la boquilla, y luego insertar una sonda profundamente en el cañón usando un soporte.
Dicho esto, la precisión extrema no siempre es fundamental en este caso; la mayor parte del calor proviene en realidad del cizallamiento del tornillo, no solo de los calentadores del cilindro.
Cuidado: En las máquinas más antiguas, las bandas calefactoras pueden sobrepasar significativamente la temperatura máxima durante el aumento gradual de la misma. Esto puede provocar decoloración (amarillamiento/quemaduras) del material en ciertas zonas. Esto suele ocurrir cuando se han sustituido calentadores, termopares o placas de control por piezas incompatibles y sin calibrar, procedentes de lotes diferentes, lo que resulta en una temperatura poco uniforme.
Mantenimiento de mohos
Existen muchos tipos de moldes: de una placa, de dos placas, de extracción lateral y otros. La elección final del molde depende, en última instancia, del producto en sí.
Un buen molde facilita mucho el trabajo. Un molde mal diseñado, en cambio, puede causar un sinfín de problemas. Pero, al final, la solución perfecta suele depender de la comunicación o de la modificación del molde.
Un mantenimiento adecuado para prevenir la aparición de moho es fundamental, y esto es algo que podemos controlar. Por lo tanto, debemos hacerlo lo mejor posible.
Después de la producción
Una vez finalizada la producción, asegúrese de:
- Utilice una pistola de aire comprimido para expulsar el agua o el líquido refrigerante que quede dentro del molde.
- Selle los orificios con tapones para evitar que entre óxido o materiales extraños durante el almacenamiento.
- Aplique aceite antioxidante a la superficie del molde para prevenir la corrosión superficial.
- Guarde el molde en un soporte adecuado para moldes, nunca directamente en el suelo.
Nota de seguridad: Siempre tenga precaución al mover moldes. La seguridad y la salud son primordiales: son la base para ganarse la vida. Si algo le parece peligroso (o incluso potencialmente peligroso), preste atención y tome medidas para solucionar la situación.
Mantenimiento interno de moho
Durante la producción, se puede acumular una gran cantidad de gas y residuos dentro del molde. Con el tiempo, esto puede afectar el movimiento fluido de los pasadores eyectores y los insertos, así como la ventilación. También puede causar manchas negras en las piezas y, en casos graves, incluso el bloqueo de los pasadores eyectores.
Por ese motivo, cada componente debe desmontarse y limpiarse antes y después de cada ciclo de producción.
La grasa y los residuos en los pasadores e insertos eyectores pueden ser difíciles de eliminar. El método más eficaz que he encontrado hasta ahora es usar papel de lija.
No he encontrado ningún limpiador que elimine rápidamente este tipo de aceite tan resistente. Los ácidos fuertes podrían funcionar, pero los vapores son desagradables; nuestros técnicos de moho no los soportan, así que siguen prefiriendo el papel de lija. Además, los limpiadores químicos son difíciles de desechar correctamente y pueden acarrear problemas con las autoridades medioambientales.
Mantenimiento de Controladores de temperatura de moldes (termómetros de agua/aceite)
El controlador de temperatura del molde (termotizador) se encarga de disipar el calor del molde durante la producción. La temperatura se determina en función del aspecto de la pieza y la eficiencia del ciclo, por lo que el controlador de temperatura del molde desempeña un papel fundamental.
Verificación de temperatura
La temperatura debe comprobarse con un termómetro de flujo de agua. Instale el termómetro tanto en la entrada como en la salida del molde. Esto le permitirá controlar completamente tanto la temperatura como el caudal.
Para comprobar el comportamiento del flujo, conecte una manguera transparente a la salida. Esto le permitirá observar si el flujo es turbulento o laminar.
- Flujo turbulento— Se puede ver claramente cómo el agua se mueve y se mezcla.
- Flujo laminar— el agua parece estar quieta o se mueve suavemente sin mezclarse.
Lo que necesita el molde es flujo turbulentoEl flujo laminar no puede disipar eficazmente el calor del molde.
Medio de refrigeración
La elección del medio de refrigeración marca una gran diferencia:
| Media | Temperatura maxima |
| Agua pura | 100 ° C (212 ° F) |
| Agua con un tanque presurizado | 120 ° C (248 ° F) |
| Aceite | 180 ° C (356 ° F) |
Tenga en cuenta: Siempre se pierde algo de calor a lo largo de las tuberías, por lo que la temperatura real en el molde puede ser ligeramente inferior a la temperatura programada.
Parámetros clave del proceso de moldeo por inyección
1. Temperatura del barril
El plástico solo se puede inyectar en el molde cuando está fundido. El cilindro se calienta mediante bandas calefactoras que transfieren calor al plástico para fundirlo. Según la longitud del cilindro, se pueden instalar varias bandas calefactoras, y la temperatura de cada zona debe ajustarse individualmente según el material que se procesa. Estas temperaturas ajustadas influyen directamente en la temperatura de fusión. Además, la fuerza de cizallamiento generada por la rotación del husillo también tiene un impacto significativo en la temperatura de fusión. Las temperaturas de fusión recomendadas pueden obtenerse del proveedor del material.
2. Temperatura del molde
El moldeo por inyección es un proceso de transferencia de calor: el material fundido se enfría gradualmente dentro del molde. La temperatura del molde se ajusta mediante un controlador de temperatura (termotizador), que hace circular un fluido caloportador como agua o aceite. Generalmente, se utiliza agua para temperaturas inferiores a 100 °C, mientras que el aceite se utiliza para temperaturas más elevadas. En algunos casos, también se pueden utilizar resistencias eléctricas. Algunas máquinas de moldeo por inyección permiten el control directo de estas unidades de temperatura del molde desde el panel de control. Las temperaturas recomendadas para el molde pueden obtenerse del proveedor del material.
3. Velocidad de inyección
La velocidad de inyección se refiere a la velocidad lineal a la que el tornillo empuja el plástico fundido hacia el molde.
La velocidad de inyección debe ser lo más rápida posible, asegurando que el material fundido permanezca líquido hasta que la cavidad esté llena. Una vez que el molde esté lleno, finaliza la inyección.
4. Presión de inyección
La presión de inyección es la presión que se aplica al material fundido en la punta del husillo para mantener la velocidad de inyección establecida. Si la viscosidad del plástico aumenta, la fuerza (o presión) necesaria para mantener dicha velocidad también aumenta. Por lo tanto, es fundamental mantener una velocidad constante durante la inyección. Para un proceso robusto, la máquina debe disponer siempre de la presión suficiente. Se puede utilizar una prueba de caída de presión para optimizar la presión de inyección.
5. Presión de empaquetamiento
El compactado es la primera subetapa de la fase de compensación. Tras llenar el molde durante la inyección, se debe compactar plástico adicional para compensar la contracción posterior. La presión aplicada al material fundido en esta etapa se denomina presión de compactación. La presión de compactación es uno de los parámetros más importantes para determinar la contracción y las dimensiones de la pieza.
6. Tiempo de empaquetado
El tiempo de compactación es la duración durante la cual se aplica la presión de compactación. Las pruebas de congelación de la compuerta pueden utilizarse para obtener datos que permitan optimizar el tiempo de compactación.
7. Mantener la presión
La presión de mantenimiento es la segunda subetapa de la fase de compensación. Consiste en la presión aplicada al material fundido para asegurar que este no sobrepase la cavidad ni se desborde. Teóricamente, no se produce flujo plástico durante esta etapa hasta que la compuerta se solidifica.
8. Tiempo de espera
El tiempo de retención es la duración durante la cual se aplica la presión de retención. Las pruebas de congelación de la compuerta también pueden utilizarse para optimizar el tiempo de retención.
9. Velocidad del tornillo
La velocidad del husillo se refiere a la velocidad de rotación del mismo durante la plastificación (recuperación del husillo). En general, los materiales cristalinos requieren velocidades de husillo más altas que los materiales amorfos. Actualmente, no existe una tecnología consolidada para optimizar directamente la velocidad del husillo. Por lo general, se utilizan métodos indirectos, como la medición de la temperatura de fusión y la detección de partículas quemadas o sin fundir en la masa fundida.
10. Contrapresión
La contrapresión es la presión que se aplica detrás del husillo durante la plastificación para promover una fusión uniforme y eliminar los volátiles. Actualmente, tampoco existe una tecnología consolidada para optimizar la contrapresión.
11. Tiempo de enfriamiento
El tiempo de enfriamiento es el periodo durante el cual el molde permanece cerrado mientras el plástico se enfría hasta la temperatura de eyección. Una vez finalizada la etapa de enfriamiento, el molde se abre y la pieza se expulsa. Sin embargo, el tiempo de enfriamiento programado no es el tiempo de enfriamiento real. El enfriamiento comienza en cuanto el material fundido entra en contacto con la superficie del molde. Por lo tanto, el tiempo de enfriamiento real es igual a: tiempo de inyección (tiempo de llenado) + tiempo de compactación programado + tiempo de mantenimiento programado + tiempo de enfriamiento programado. El tiempo de enfriamiento también se puede optimizar mediante experimentos diseñados.
12. Tamaño de la toma (Medición)
El tamaño de inyección también se conoce como dosificación. La posición cero del husillo se da cuando este se encuentra en la parte delantera del cilindro. A medida que el husillo retrocede, acumula plástico fundido. La distancia que recorre el husillo hacia atrás se denomina tamaño de inyección. El tamaño de inyección se expresa en distancia lineal o volumen. Se puede calcular en función del peso total de la inyección y la densidad del material fundido. Sin embargo, dado que la densidad del material fundido depende de la temperatura —que es difícil de medir con precisión—, el tamaño de inyección calculado suele ser solo una estimación. El tamaño de inyección también debe ajustarse durante el empaquetado y el almacenamiento en función del material de amortiguación real.
13. Posición de transferencia (Punto de conmutación)
El punto en el que la fase de inyección pasa a la fase de compensación se denomina punto de transferencia. Cuando este cambio se activa por la posición del husillo, se denomina punto de conmutación. La conmutación también puede activarse por el tiempo, la presión hidráulica o una señal externa. Teóricamente, el molde debería estar completamente lleno de metal fundido en el punto de transferencia. Sin embargo, en la práctica, el molde suele llenarse ligeramente por debajo del 100 % antes de que comience la fase de compensación.
Otros parámetros (menos críticos)
Los siguientes parámetros no necesitan ajustarse con tanta frecuencia como los 13 parámetros anteriores, ni tienen un impacto sustancial en la calidad del producto.
Distancia de descompresión o succión
Debido a que la recuperación del husillo (plastificación) se produce bajo contrapresión, el material fundido en la parte frontal del husillo se comprime y experimenta presión interna. Durante la recuperación del husillo, la pieza moldeada y el canal de alimentación aún se encuentran dentro del molde. Una vez que el molde se abre, el bebedero se separa de la boquilla, se libera la presión en el material fundido y este puede salir por la boquilla. Por lo tanto, cuando finaliza la recuperación del husillo, este debe retroceder una pequeña distancia adicional para aliviar la presión interna. Esta distancia se denomina distancia de descompresión o distancia de retroceso. Normalmente, esta distancia es corta (menos de 10 mm). Un retroceso excesivo puede causar defectos superficiales en la pieza.
Velocidad de embalaje
La velocidad de compactación es la velocidad lineal del husillo durante la fase de compensación. En algunas máquinas de moldeo por inyección, este es solo un parámetro opcional.
Nota final
Si observa el panel de control de una máquina de moldeo por inyección moderna, es posible que se sienta abrumado por la cantidad de parámetros y opciones disponibles. Estas máquinas suelen contar con múltiples pantallas de monitorización para supervisar la calidad del producto y la eficiencia de la producción. En ocasiones, los fabricantes también incluyen funciones de control innecesarias. Por ejemplo, algunas máquinas ofrecen diez niveles de selección de presión para las fases de compactación y mantenimiento. En la mayoría de los procesos sistemáticos de moldeo por inyección, dos niveles de presión deberían ser suficientes. Sin embargo, en algunos casos, para compensar defectos de diseño en la pieza o el molde, los ingenieros de procesos pueden necesitar utilizar procesos de varias etapas.
Conclusión
El proceso de ajuste de máquinas puede parecer tan simple como girar tornillos y ajustar parámetros, pero en realidad, se trata de una profunda interacción con los materiales, el equipo, los moldes y el entorno. Cada máquina tiene su propia personalidad. Cada material se comporta de manera diferente. Solo mediante la observación, el registro y la síntesis continuos se puede dominar esta interacción.
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Preguntas Frecuentes
¿Con qué frecuencia debo revisar el sello de la válvula antirretorno?
Compruébalo al cambiar de materiales. Compruébalo si el proceso empieza a desviarse. Observa el peso de la pieza: si fluctúa, es una señal de alerta. Muchos técnicos realizan una prueba de sellado durante los cambios de molde. Detecta el problema antes de que produzca piezas defectuosas, no después.
¿Por qué mi temperatura de fusión no coincide con la configuración de temperatura del barril?
Suceden dos cosas. Primero, los ajustes del cilindro son solo una parte del problema. El tornillo corta el plástico al girar, lo que genera calor real. Segundo, el hardware podría estar dando lecturas erróneas. Las máquinas antiguas con bandas calefactoras incompatibles o termopares defectuosos proporcionan lecturas falsas. Utilice una sonda para medir la temperatura real de fusión. Esto le indicará lo que realmente está sucediendo.
¿Puedo usar agua para moho a temperaturas superiores a 100 °C?
No. El agua hierve a 100 °C a presión atmosférica. Si necesita una temperatura más alta, tiene dos opciones: un sistema de agua a presión eleva el punto de ebullición o puede usar aceite. Los sistemas de aceite alcanzan hasta 180 °C, lo cual es habitual en aplicaciones de alta temperatura.
¿Cómo puedo prevenir el moho y la oxidación durante el almacenamiento?
Limpie todos los conductos de refrigeración con aire comprimido. Luego, tape los orificios. Cubra todas las superficies expuestas con aceite antioxidante: cavidad, núcleo y placas de montaje. Nunca coloque el molde en el suelo. Utilice un soporte. Manténgalo seco. La oxidación comienza en cuanto se descuida.
