Que maquina utilizar??

Conceptos que hacen más fácil la vida en la Planta de Inyección

 

Cuando tenemos que asignar una máquina de nuestro parque de máquinas de inyección  o tenemos que realizar la inversión en una nueva máquina para un nuevo molde o un nuevo proyecto siempre nos hacemos esta pregunta :

 

Que maquina utilizar  ? ????

Factores  a tener en cuenta para la determinación de la maquina adecuada .

 

  • Recomendaciones del fabricante de materia prima
  • Temperaturas de transformación del material
  • Relación compresión RK recomendada

Relación L/D Husillo recomendada

.   Densidad del material en estado fundido

.  Tiempo de residencia máximo del material en la unidad de inyección

.    Tn de cierre recomendadas por unidad de superficie

.     Presión de inyección máxima necesaria

 

Temperatura de transformación del material .

Esta característica puede ser importante para determinar algunas de las características de la máquina, por ejemplo potencia de calefacción de la unidad de inyección, resistencias cerámicas , temperatura máxima utilizable en la máquina. Recuerdo un caso de utilización de PPSU ( Polifenilsulfona ) Radel de Solvay con una maquina nueva de un importante fabricante de inyectoras. Necesitábamos 370-380 grados y no era posible programar esta temperatura en el mando . Superaba el máximo posible para trabajar con garantías con  la unidad de inyección montada en dicha máquina .

Relación de compresión recomendada RK

En el artículo dedicado a husillos  se explicaba que es la RK o relación de compresión Básicamente es la relación entre el volumen del filete del husillo disponible para el material en la zona de dosificación  o zona inicial del husillo y la zona de mezcla . Esta relación de volúmenes es la relación con la que se va a comprimir el material en su avance a través del husillo (Fig. 1).

 

Durante este avance del material , en la zona de compresión , se va a generar gran cantidad de energía calorífica debido a la cizalla y compresión ejercida sobre el material . Esta compresión tiene un límite para cada material , hay materiales más sensibles a estos esfuerzos de cizalla que pueden degradarse fácilmente en el husillo . Atención a materiales con aditivos tales como ignifugantes .Para definir el husillo correcto para un material tenemos que conocer cuál es la RK adecuada .

Relación L/D Husillo recomendada

La relación L/D del husillo  determina la longitud del husillo respecto a diámetro del mismo. Este ratio afectara al tiempo de permanencia del material en la unidad de inyección y a la homogeneización del material. Ratios  L/D bajos pueden dar lugar a infundidos en la masa fundida   y ratios altos pueden dar lugar a tiempos de permanencia excesivo.

 

 

 

 

Densidad del material en estado fundido

Este valor nos servirá para calcular la dosis necesaria, teniendo en cuenta que conocemos el peso o el volumen  de las piezas a inyectar y de los canales de distribución , es decir el volumen de la inyectada .

Este cálculo de la dosis nos servirá a su vez  para poder definir el tamaño de la unidad de inyección  cumpliendo con la regla de  utilizar la unidad de inyección con una dosis programada de entre 1 y 3 diámetros

 

Ratios dosis/ diámetro  menores de 1D pueden dar lugar a exceso de tiempo de permanencia en el husillo además de falta de precisión en la dosis . Por el contrario ratios mayores de 4D pueden dar lugar a infundidos e inhomogeneidades en la masa fundida.
Intervalo optimo de utilización de la Unidad de Inyección

Entre 1D y 3D  .Excepcionalmente hasta 4 D

No recomendable  <1D ni  >4D

 

 

 

Tiempo de Residencia del Material

 

 

podemos ver la relación de tiempo y temperatura para un PBT concreto . A medida que aumenta la temperatura de proceso el tiempo de permanencia posible se reduce .Los plásticos deben ser procesados a un rango de  temperatura  de proceso concreto y dentro de un tiempo máximo  de permanencia concreto . El tiempo que transcurre desde que el material entra en el husillo y sale en forma de pieza inyectada es un tiempo crítico llamado tiempo de permanencia o tiempo de residencia del material .

Tiempos de residencia superiores a los recomendados por el fabricante  darán lugar a degradaciones térmicas del material ,aditivos, etc., y por tanto a pérdida de propiedades .

Conociendo el valor de tiempo de residencia máximo del material podemos calcular cual será nuestro tiempo de permanencia para una unidad de inyección determinada o viceversa determinar cuál es la unidad de inyección adecuada para tener un tiempo de permanencia correcto .

 

 

 

 

 

 

Fuerza de cierre

El cálculo a estimación de la fuerza de cierre necesaria para un molde concreto es un cálculo complejo donde intervienen factores tales como ; Espesor de la pieza, longitud de  fujo, viscosidad del material , temperatura de masa y de molde utilizada , etc. No obstante se pueden utilizar métodos de aproximación a los valores necesarios  mediante varios sistemas .

Fuerza de Cierre

Estimación de la Fuerza de cierre necesaria partiendo de los valores de toneladas de cierre medias recomendadas   por unidad de superficie para distintos materiales
Estimación de la la Fuerza de cierre necesaria  en función de las variables :Tipo de material, viscosidad, espesor de pared de la pieza y Recorrido del flujo de material , fig. 3 .

 

MATERIAL CIERRE ESTIMADO        ( TN / CM 2)
ABS 0,45 – 0,65
LCP 0,75 – 0,8
PA 0,65 – 0,75
PBT 0,65 – 0,75
PC 0,5 – 0,8
PE 0,15 – 0,55
PET 0,65 – 0,75
PMMA 0,45 – 0,75
POM 0,85 – 1
PP 0,15 – 0,55
PPS 0,3 – 0,6
PS 0,3 – 0,5

 

Fig.  3   Fuente:Ascamm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tratamientos endurecidos para la unidad de inyección

 

 

Fig. 4   Fuente:Ascamm
Para materiales con cargas , refuerzos o con aditivos agresivos es muy recomendable utilizar conjuntos de cámara , husillo, punta de husillo  y boquillas con tratamientos endurecidos .En el grafico  fig. 4 podemos ver la mayor duración de desgaste posible antes de que se produzca la perdida de dureza . 0,5 mm en el caso de tratamiento nitrurado , 2 ,5 mm en el caso de tratamiento bimetálico .

Bimetálico  muy recomendado para procesar materiales con refuerzos , flame retardant, etc.