El proceso de moldeo por inyección data de 1872, cuando los hermanos Hyatt, quienes inventaron la primera máquina, patentaron su idea. Y desde entonces no ha parado de evolucionar. Pero a medida que pasa el tiempo, se requieren moldes cada vez más complejos. Estos moldes complejos vienen con geometrías complicadas y socavados (undercuts). Es fundamental saber cómo elegir el cilindro correcto antes de comenzar el moldeo. Este artículo te informará sobre cálculos sencillos y otros aspectos a considerar al configurar tus máquinas.
¿Qué Fuerza Actuará Sobre el Núcleo?
Una de las cosas que debes considerar es la fuerza que se ejercerá sobre el núcleo. El diseñador y el operador de la máquina de moldeo por inyección pueden calcular la fuerza del núcleo utilizando el área proyectada máxima y la presión de inyección prevista.
El área proyectada máxima (C) se obtiene seccionando el núcleo en su punto más grande expuesto al plástico. Esta se mide en pulgadas cuadradas. La presión máxima de inyección (P) es la presión en la boquilla en libras por pulgada cuadrada (psi). Una vez obtenidas estas dos medidas, la fuerza del núcleo (F) se calcula simplemente multiplicándolas (F = C × P).
Opciones para Acción Lateral
La acción lateral es lo que permite crear socavados en tus moldes, es decir, los espacios que no se pueden obtener mediante el método de extracción recta. Existen varias posibilidades para la acción lateral entre las que puedes elegir: pasador de leva con talón, cilindro con talón, solo cilindro o un sistema de acción lateral. Las primeras dos opciones utilizan bloques de talón para posicionar el núcleo; sin embargo, la flexión y la compresión son problemas comunes en estas opciones. Las últimas dos opciones ayudan a eliminar estos inconvenientes. Para ellas, será necesario calcular la fuerza del núcleo y la fuerza del cilindro.
Conceptos Básicos de los Cilindros
Los cilindros que se utilizarán en tu proceso de inyección tienen dos tipos principales de fuerza: la fuerza de empuje o extensión (M) y la fuerza de tracción o retracción (N). Ambas fuerzas son importantes al elegir el cilindro adecuado para el trabajo. Para calcular ambas fuerzas, necesitarás conocer la presión hidráulica de suministro (H psi), el diámetro del cilindro (B pulgadas) y el diámetro de la varilla del cilindro (R pulgadas). Una vez conocidas estas especificaciones, la fuerza de empuje/extensión se calcula como:
M = H × [(π × B²)/4]
Y la fuerza de tracción/retracción se calcula como:
N = H × [(π × B²)/4 – (π × R²)/4].
La fuerza de retracción es crítica al considerar la fricción causada por la contracción del material.
Dimensionamiento del Cilindro
Hay dos tamaños principales de cilindros entre los que puedes elegir. Los cilindros estándar se utilizan si se conoce y se aplica la presión hidráulica del cilindro de la máquina durante la inyección. En ese caso, encontrarás que el diámetro mínimo del cilindro es igual a √(4F / (πH)). Los cilindros no estándar se utilizan cuando la presión no se aplica. Estos ayudan a mantener una fuerza de salida alta sin necesidad de presión hidráulica.
Estos cálculos sencillos te pueden ayudar a elegir el cilindro correcto para el trabajo. Asegúrate de hacer los cálculos antes de operar las máquinas para garantizar que tus moldes salgan impecables.
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