Contracción del molde
Las dimensiones correctas y las tolerancias ajustadas en el moldeo por inyección son lo más importante con respecto al diseño y la fabricación. La pieza podría tener un rendimiento inferior o incluso fallar si no se cumplen correctamente dentro de un diseño. Especialmente en el caso de las piezas complejas moldeadas por inyección de plástico, las tolerancias estrictas son una característica importante. En general, una tolerancia típica para el moldeo por inyección es de +/-0,1 mm, mientras que una tolerancia muy ajustada es de +/- 0,025 mm.
Los distintos materiales tienen diferentes índices de contracción: cuanto mayor sea el índice de contracción, menor será la posibilidad de conseguir una tolerancia ajustada. Los materiales cristalinos (p. ej. PEEK, PA, PP) suelen tener peores tolerancias que los materiales amorfos (p. ej. PE, PC, PS). Esto se debe a que los materiales cristalinos pasan por un cambio de fase de un sólido cristalino (estructura molecular densamente empaquetada) a un fluido fundido amorfo (estructura molecular menos densa), lo que provoca un cambio de volumen.
Los moldes de inyección se mecanizan con precisión a partir de aluminio o acero con mecanizado CNC con tolerancias típicas de entre +/-0,1 y 0,7 mm. Cuando el plástico se inyecta en un molde, se enfría y se encoge. La velocidad de contracción depende de la resina o el plástico utilizado. Cada molde se mecaniza ligeramente más grande que la pieza para tener en cuenta la contracción de la resina al enfriarse.
Tabla de tolerancia Iso 20457
Si necesita una pieza de plástico moldeada con extrema precisión -por ejemplo, para asegurarse de que no hay ninguna fuga de aire entre dos secciones moldeadas o para estar seguro de que no hay ninguna línea de separación de sellado visible- es probable que necesite un moldeo de precisión. La diferencia entre una pieza típica moldeada por inyección y una pieza moldeada con precisión es la tolerancia, o rango aceptable de variación en las dimensiones: Mientras que la mayoría de las piezas moldeadas por inyección tienen una tolerancia de +/- 0,005″, el moldeo de precisión tiene tolerancias de entre +/- 0,002″ y +/- 0,001″ (o menos, en algunos casos).
Digamos, por ejemplo, que está planeando fabricar un proyectil militar. Para que el proyectil encaje correctamente en el arma de fuego, soporte la aceleración cuando se lanza y explote en el impacto, requiere una precisión muy alta.
Dado que el moldeo de precisión es más caro que el típico moldeo por inyección, asegúrese de qué aspectos de su pieza requieren tolerancias estrictas -y si esas tolerancias pueden lograrse mediante el moldeo por inyección- antes de seguir adelante. Por ejemplo, es posible que un mango quirúrgico sólo requiera precisión para la pieza que se conectará con un pasador, no para todo el mango. Identificar sus requisitos de precisión desde el principio le garantiza que obtendrá lo que necesita sin desperdiciar dinero. En el caso del mango quirúrgico, su socio de moldeo por inyección puede aconsejarle que añada las tolerancias que necesita a través del utillaje una vez finalizado el proceso de moldeo por inyección.
Guía de moldeo por inyección
La variación de peso de disparo a disparo calculada como (tres desviaciones estándar) dividida por (peso medio) debe ser inferior al 1% y debería ser inferior al 0,5%. En general, es posible conseguir una variación de peso del 0,1-0,4% utilizando el moldeo científico.
Es absolutamente cierto que el peso y las dimensiones no están correlacionados. A menos que el proceso sea razonablemente robusto y las dimensiones sean correctas desde el principio, el peso dirá si el proceso está cambiando (utilice el SPC). Pero aún así, no garantizará que las dimensiones no cambien.
De todos modos, la variación del peso puede indicar si el proceso es correcto al principio. Demasiada variación indica un proceso pobre y sensible a los cambios. El desequilibrio de la cavidad debería ser inferior al 5% cuando se hacen disparos cortos (sin presión de retención), a menos que se trate de piezas pequeñas (menos de un par de gramos), entonces podría ser aceptable hasta un 25% y seguir produciendo piezas con las mismas dimensiones. En cualquier caso, habría que investigar si hay diferencias de dimensiones en las cavidades.
¿Cuánto es “variable”? Si el peso pieza a pieza es realmente crítico como podría ser en algunas aplicaciones (ejemplo – artículos ensamblados que deben “flotar” a un cierto nivel constante en el “agua”), toda la información anterior es crítica y no olvide también que la gravedad específica de cada lote de material podría mostrar cierta variabilidad – trabaje con su proveedor para estar seguro de que un rango aceptable (hecho de materiales estandarizados que tienen valores conocidos y repetibles) es conocible, conocido y repetible. Sólo como ejemplo, los rellenos de algunos materiales pueden causar un rango bastante amplio de SG y ser todos “iguales”. Si la variabilidad tiene que ser aún más ajustada, podría ser valioso diseñar una “zona de eliminación” en la pieza, introducir cada pieza en una herramienta para eliminar todo el material “al revés” hasta el rango aceptable previsto y recuperar el reafilado.
Asa contracción
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El moldeo por inyección es una tecnología de fabricación para la producción en masa de piezas de plástico idénticas con buenas tolerancias. En el moldeo por inyección, los gránulos de polímero se funden primero y luego se inyectan a presión en un molde, donde el plástico líquido se enfría y solidifica. Los materiales utilizados en el moldeo por inyección son polímeros termoplásticos que pueden ser coloreados o rellenados con otros aditivos.
El moldeo por inyección es tan popular porque el coste por unidad es muy bajo cuando se fabrican grandes volúmenes. El moldeo por inyección ofrece una alta repetibilidad y una buena flexibilidad de diseño. Las principales restricciones del moldeo por inyección suelen ser económicas, ya que se requiere una elevada inversión inicial para el molde. Además, el plazo de entrega del diseño a la producción es lento (al menos 4 semanas).