El moldeo por inyección es uno de los métodos más populares para la fabricación rápida. El ángulo de salida del moldeo por inyección es un parámetro crítico en este proceso que tiene un impacto significativo en la calidad del producto.
En este artículo nos centraremos en el moldeo por inyección de ángulos de desmoldeo. Explicamos qué es el moldeo por inyección, por qué es importante y qué se debe considerar al diseñar moldes para moldeo por inyección.
¿Cuál es el ángulo de salida en el moldeo por inyección?
El ángulo de inclinación del moldeo por inyección es una característica geométrica esencial de los moldes de inyección. Esta es la conicidad o grado de inclinación de las paredes del molde a lo largo de la dirección de desmoldeo.
Como es una propiedad de la forma, el ángulo de desmoldeo también es visible en el componente. Su unidad de medida son los grados.
Normalmente, los ingenieros utilizan un ángulo de aproximadamente 1,5 grados. Sin embargo, para determinadas aplicaciones especiales el ángulo puede estar entre 0,5 y 10 grados.
¿Por qué es importante el ángulo de salida en el moldeo por inyección?
El concepto de ángulo de inclinación es fácil de entender. Sin embargo, sus beneficios no son tan intuitivos de entender y requieren alguna explicación. Es el más importante de todos los ángulos del entrenamiento. Pequeños errores de cálculo pueden arruinar toda la línea de productos e incluso dañar el equipo de moldeo por inyección.
Sin más, profundicemos en las diversas razones que lo convierten en un parámetro importante en el moldeo por inyección.
Expulsión de piezas lisas.
La expulsión de piezas es un paso crucial en el proceso de moldeo y una razón importante para el ángulo de inclinación del moldeo por inyección. Justo antes de que la pieza sea expulsada, toca las paredes del molde. Las tensiones de contacto son lo suficientemente altas como para deformar la pieza por fricción durante la expulsión.
Por tanto, es deseable minimizar los efectos de esta fuerza de fricción. Los ingenieros hacen esto incorporando un boceto. Una vez que los pasadores expulsores empujan la pieza hacia afuera, toda la pieza rebota y pierde contacto con las paredes del molde. Esta falta de contacto significa que no hay fricción.
Sin el ángulo de liberación, la pieza rozaría contra la superficie del molde durante todo el proceso de liberación, como se muestra en la figura. Esto tiene un efecto extremadamente perjudicial sobre la calidad de la superficie y la tolerancia de fabricación.
Además, la falta de fricción también reduce la fuerza de expulsión necesaria, lo que tiene un efecto positivo en la necesidad de potencia y acelera el proceso de expulsión.
perdonar
La deformación es uno de los defectos más graves en el proceso de moldeo por inyección. Para explicar de qué se trata, consulta la ilustración del apartado anterior, que muestra piezas con y sin calado.
Si en el diseño no se prevé ningún ángulo de inclinación, se puede formar un vacío en la cavidad creada cuando se expulsa la pieza. Este vacío hace que la pieza se doble sobre sí misma. Esta deformación indeseable es la deformación.
Como puede ver, este problema no existe con un ángulo de salida para moldeo por inyección. Tan pronto como comienza el proceso de expulsión, la pieza se separa del molde, creando espacio para que el aire llene los huecos, evitando la formación de vacío. Por tanto no hay deformación.
Acabado de la superficie
Discutimos brevemente esta ventaja del moldeo por inyección en borrador en la sección anterior. El chaflán significa que la pieza no roza la forma, lo que significa que se mantiene la calidad de la superficie.
Una consideración importante aquí es la variación del ángulo de desmoldeo con los requisitos de la estructura de la superficie. Además de las características geométricas aproximadas del componente, el ángulo de inclinación también debe tener en cuenta las características de la estructura de la superficie.
Esto significa que cualquier cráter/proyección que forme la estructura de la superficie también debe tener suficiente espacio para separarse de la pared del molde. Hablaremos más sobre esto pronto.
Reduce el calado de profundidad.
Las mitades del molde se separan a lo largo de la línea de diseño. Esta línea de dibujo está ubicada estratégicamente para evitar defectos críticos como embutición profunda y formación de rebabas.
La embutición profunda resuelve el problema de que la pieza se atasque en el molde. El ángulo de inclinación del moldeo por inyección ayuda a reducir los efectos negativos de la embutición profunda, y un ángulo de inclinación más grande reduce los rayones.
Costos de producción
Los ángulos del molde tienen un gran impacto en el coste de los moldes de inyección. De la discusión anterior, podemos deducir numerosas formas en las que el ángulo de inclinación del moldeo por inyección ayuda a reducir costos.
En primer lugar, los moldes elaborados producen piezas con mejor superficie, menos distorsión y menos problemas de embutición profunda. Esto significa que los fabricantes incurren en menos costes de acabado de piezas y piezas defectuosas.
Además, los costes de mantenimiento también son mucho menores debido a las corrientes de aire. La fricción mencionada anteriormente también daña el molde, que necesita ser pulido periódicamente e incluso reemplazado debido al desgaste.
Finalmente, el ángulo de desmoldeo también ahorra costos porque acelera el proceso de moldeo por inyección. Esto da como resultado ciclos de enfriamiento y expulsión de piezas más rápidos.
Directrices de diseño para ángulos de desmoldeo en moldeo por inyección
El ángulo de salida en el moldeo por inyección es un parámetro sensible que los diseñadores de moldes deben coordinar con precisión. En esta sección presentamos una lista de recomendaciones para seleccionar el ángulo de inclinación correcto para aplicaciones específicas.
Ajustes mecánicos y contracción térmica.
El moldeo por inyección cambia la contracción térmica de la resina/metal fundido durante el ciclo de enfriamiento. Esto se debe a que la contracción depende de la geometría de la pieza.
La retracción siempre se produce en la dirección del centro de gravedad de la geometría. Esto significa que las superficies exteriores de la pieza se encogen alejándose del molde y se separan de las paredes, mientras que las superficies interiores se encogen hacia el molde y lo sujetan con más fuerza. Como resultado, las dimensiones geométricas de la pieza pueden cambiar y afectar su capacidad para formar ajustes mecánicos adecuados durante el ensamblaje.
Por lo tanto, los diseñadores deben asegurarse de que los ángulos de salida incluidos en sus diseños no violen las tolerancias dimensionales después de la contracción. Esto se aplica especialmente a todos los componentes y superficies que forman parte de un ajuste mecánico.
Mayor calado para texturas rugosas
Ya hemos hablado de la relación entre texturas y diseño de moldeo por inyección. La pendiente de liberación debe crear suficiente espacio para que la textura no se raspe durante la expulsión.
La regla es: cuanto más gruesa sea la textura, mayor debe ser el ángulo de salida. Esto facilita la expulsión de las piezas y preserva la calidad de la textura.
Para una superficie reflectante, generalmente es apropiado un ángulo de inclinación de 0,5 grados. Sin embargo, por cada aumento de 0,1 mm en la rugosidad de la superficie, el ángulo de inclinación debe aumentarse en 0,4 grados. Para muestras especialmente gruesas, los ingenieros también pueden elegir ángulos de inclinación extremos de hasta 10 grados.
Diseño superior para funciones más profundas
Cuanto más profundas sean las características verticales del componente, más susceptible se vuelve a deformarse. Las partes más profundas tienen más espacios vacíos para crear un vacío durante la expulsión. Por tanto, se deforman cada vez más rápidamente.
La solución es sencilla: aumentar el ángulo de desmoldeo durante el moldeo por inyección para obtener detalles más profundos. La regla general es añadir otro grado de pendiente por cada centímetro de profundidad de la pieza. Esta regla puede cambiar ligeramente según el tamaño y el material de la pieza, pero generalmente se aplica a la mayoría de los trabajos de moldeo por inyección.
Este es un método extremadamente eficiente para mecanizar componentes con características como bolsas y cavidades profundas.
Abordaje de cavidad central para funcionalidad y estética.
El enfoque de la cavidad central es una técnica que se utiliza en piezas en las que se desea que el exterior sea liso mientras que el interior puede permanecer algo rugoso. Este requisito suele ser por motivos estéticos. Por ejemplo, en las carcasas de protección la superficie exterior es lisa y brillante por motivos visuales. También puede ser un requisito funcional cuando es necesario deslizar el exterior o ensamblar el interior con otros componentes.
En cualquier caso, con el proceso de cavidad del núcleo, el ángulo de salida del moldeo por inyección para el núcleo es un poco mayor, por lo que la pieza se contrae a medida que se contrae. Es decir, la parte interna se adhiere al molde mientras que la parte externa se separa completamente de las paredes.
Como resultado, la calidad de la superficie externa permanece intacta, pero la superficie interna tiene mayor rugosidad.
Descripción general rápida: consejos y trucos para determinar el ángulo de inclinación
Puede resultar un poco difícil absorber tanta información sobre los ángulos de las formas a la vez. Para ayudar a nuestros lectores, aquí hay una lista completa de consejos y trucos:
- Para trabajos generales de moldeo por inyección, se recomienda un ángulo de inclinación de moldeo por inyección de 1,5 grados.
- Incorpore ángulos de inclinación en la cavidad y el núcleo, aunque el ángulo de inclinación del núcleo debe ser ligeramente mayor.
- Por cada centímetro que aumente la profundidad de la pieza, agregue 1 grado de pendiente. Por profundidad, por supuesto, nos referimos a la dimensión a lo largo de la dirección del dibujo.
- Las estructuras de superficie lisa requieren un calado pequeño y las estructuras rugosas requieren un calado grande. Aumente el calado en 0,4 grados por cada aumento de 0,1 mm en la rugosidad de la superficie.
- Agregue bocetos a todos los elementos verticales como paredes, nervaduras, aletas, huecos, etc.
- Utilice el método de cavidad central cuando la superficie exterior del componente necesite ser lisa.
- Si el componente tiene características que requieren dibujo lateral (dirección de dibujo adicional), incluya también pendientes de dibujo en esas características.
- Los materiales duros con propiedades abrasivas requieren ángulos de ataque mayores que los materiales blandos y elásticos.
Titulación Universitaria
Con esto concluye nuestra discusión sobre qué es el ángulo de inclinación, por qué es beneficioso y qué debe saber al respecto. Esperamos que la lectura haya sido interesante y haya ampliado sus conocimientos como diseñador de moldeo por inyección. ¿Tiene un proyecto de moldeo por inyección?
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Preguntas frecuentes
¿Cuándo se debe incluir un ángulo de salida en el proceso de diseño?
Aunque el ángulo de inclinación es un requisito obligatorio para una producción perfecta, afecta a la funcionalidad de las piezas. Por lo tanto, se recomienda incluir el ángulo de desmoldeo al comienzo del proceso de diseño, es decir, durante el diseño preliminar y la construcción del prototipo.
¿Puedo evitar los ángulos de inclinación?
Debido a las graves consecuencias, en la mayoría de los casos no es aconsejable descuidar los ángulos de salida. Son una parte esencial de la fase de fabricación y afectan la calidad de la producción. Bajo ciertas condiciones, p.e. Por ejemplo, si la pieza es muy pequeña o las tolerancias son muy ajustadas, el diseñador puede optar por evitar el estiramiento, pero esto aún no se recomienda.
¿Qué son los borradores positivos y negativos?
Un ángulo de desmoldeo positivo se produce cuando los elementos de desmoldeo se “estrechan” en el molde. Esto significa que los elementos son más anchos en la base y de forma más estrecha. Un ángulo negativo es lo opuesto a esto. "Se estrecha hacia afuera en la forma".
