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8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA
SEDE VIA DEL MAR - JOS MIGUEL CARRERA
MOLDE DE INYECCIN PARA CAJA DE POLIPROPILENO
Trabajo de Titulacin para optar al Ttulo
Profesional de Tcnico Universitario en
MATRICERA PARA PLSTICOS Y
METALES
Alumnos:
Sebastin Andrs Astorga Escobar
Daniel Ignacio Berros Molina
Profesor Gua:
Ing. Alejandro Alvarado Pino
2008
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RESUMEN
Keywords: Molde de inyeccin Polipropileno Inyeccin de plstico
En el trabajo que se presenta a continuacin se encuentran especificados todos
los elementos, anlisis, aplicacin de conocimientos, experiencias de los problemas y
soluciones necesarias para la obtencin del producto previamente determinado, por vas
de diseo y mecanizacin de un molde de inyeccin.
El producto que se desea obtener es una caja de plstico que sirva de
contenedor para una gran variedad de artculos, debiendo realizar una serie de clculosy estudios antes de proceder con la construccin del molde. Es muy importante
adecuarse a los recursos disponibles, considerar todos los factores que pueden influir
durante el desarrollo del proyecto, y tener la capacidad de reaccionar frente a cualquier
tipo de problema que surja en el transcurso de la construccin del molde.
Para presentar en forma ms ordenada cada uno de los pasos y elementos
considerados, se clasificaron los distintos captulos, los cuales enfocan un tema
especfico, todo sto con el nico fin de incrementar un mayor orden y facilitar al lector
la rpida ubicacin y entendimiento de los pasos seguidos en este trabajo de titulacin.
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NDICE
RESUMENSIGLAS Y SIMBOLOGA
SIGLA
SIMBOLOGA
INTRODUCCIN
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECFICOS
CAPTULO 1: DEFINICIN DEL PRODUCTO
1.1. GENERALIDADES DEL PRODUCTO
1.2. DISEO
1.3. CARACTERSTICAS TCNICAS
1.3.1. Dimensiones
1.3.2. Ajuste
1.3.3. Eleccin del material
CAPTULO 2: DISEO Y CONSTRUCCIN DEL MOLDE
2.1. INTRODUCCIN AL DISEO
2.2. DISEO DEL MOLDE
2.2.1. Moldeo por inyeccin
2.2.2. Elementos bsicos del molde
2.2.3. Diseo de cavidades2.2.4. Diseo de machos
2.2.5. Sistema de llenado del molde
2.2.6. Sistema de refrigeracin
2.2.7. Sistema de extraccin
2.3. CONSTRUCCIN DEL MOLDE
2.3.1. Mecanizados en mquinas convencionales
2.3.2. Mecanizados en fresadora CNC
2.3.3. Tratamientos trmicos
CAPTULO 3: RESULTADOS
3.1. RESULTADOS DEL DISEO Y CONSTRUCCIN DEL MOLDE
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3.2. RESULTADOS DEL PRODUCTO
3.2.1. Pruebas realizadas en Polietileno
3.2.2. Producto final
CAPTULO 4: ANLISIS DE COSTOS
4.1. COSTO DEL MOLDE
4.1.1. Costo de diseo
4.1.2. Costo total de materiales y elementos comerciales
4.1.3. Costos de mecanizado
4.1.4. Costo total del molde
4.2. FIJACIN DE PRECIO DEL PRODUCTO4.2.1. Costo de materia prima
4.2.2. Precio de venta del producto
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFA
ANEXOS
ANEXO 1: MQUINA INYECTORA
ANEXO 2: AJUSTES Y TOLERANCIAS
ANEXO 3: PROPIEDADES FSICAS DE LOS ACEROS S.A.E.
ANEXO 4: ACEROS USADOS PARA LA FABRICACIN DE MOLDES
ANEXO 5: CALIDAD SUPERFICIAL
ANEXO 6: PROBLEMAS Y SOLUCIONES DE MOLDEO
NDICE DE TABLAS
Tabla 1-1. Dimensiones del producto
Tabla 1-2. Recomendaciones de procesamiento del PP Copolmero Heterofsico
Tabla 2-1. Temperaturas para revenido de acero endurecido
Tabla 4-1. Costos de diseo y ploteo
Tabla 4-2. Costo de materiales
Tabla 4-3. Costos de elementos comerciales
Tabla 4-4. Costo total de materiales
Tabla 4-5. Costo mecanizado fresadora convencional
Tabla 4-6. Costo mecanizado torno convencional
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Tabla 4-7. Costo mecanizado fresadora CNC
Tabla 4-8. Costo rectificado
Tabla 4-9. Costo mecanizado de banco
Tabla 4-10. Costo electroerosionadoTabla 4-11. Costo total del molde
Tabla 4-12. Produccin en diferentes unidades de tiempo
Tabla 4-13. Costo de materia prima por stock
Tabla 4-14. Esquema de precio unitario del producto
NDICE DE FIGURAS
Figura 1-1. Producto terminado
Figura 1-2. Diseo en software de dibujo Solidwoks
Figura 1-3. Pieza fraccionada en figuras geomtricas simples
Figura 1-4. Paraleleppedo (Vp )1
Figura 1-5. Paraleleppedo (Vp )2
Figura 1-6. Cilindro (Vc )1
Figura 1-7. Ajuste dado para el sistema de cierre
Figura 1-8. Codificacin para reciclaje del PP
Figura 1-9. Codificacin para reciclaje de materiales plsticos
Figura 2-1. Diseo del molde en software Solidworks
Figura 2-2. Cierre del molde e inicio de la inyeccin
Figura 2-3. Inyeccin del material
Figura 2-4. Aplicacin de la presin de sostenimientoFigura 2-5. Plastificacin del material
Figura 2-6. Enfriamiento y extraccin de la pieza
Figura 2-7. Elementos bsicos del molde
Figura 2-8. Diseo de cavidades en software Solidworks
Figura 2-9. Juego de la cavidad caja
Figura 2-10. Medida nominal tapa
Figura 2-11. Diseo de machos en software Solidworks
Figura 2-12. Juego del macho tapa
Figura 2-13. Medida nominal caja
Figura 2-14. Diseo del manguito bebedero en software Solidworks
Figura 2-15. Tipo de canal de seccin semicircular
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Figura 2-16. Dimensiones punto de inyeccin
Figura 2-17. Sistema de refrigeracin en placa cavidad
Figura 2-18. Retencin y extraccin de la mazarota
Figura 2-19. Sistema de extraccin de la piezaFigura 2-20. Porta molde
Figura 2-21. Placa base superior e inferior
Figura 2-22. Placa cavidad superior
Figura 2-23. Placa porta machos
Figura 2-24. Paralelas
Figura 2-25. Sistema de extraccin
Figura 2-26. Manguito bebederoFigura 2-27. Columna gua
Figura 2-28. Buje gua
Figura 2-29. Anillo de centrado
Figura 2-30. Fresadora CNC Leadwell TDC 510
Figura 2-31. Simulacin de mecanizado de machos en software Surfcam
Figura 2-32. Mecanizado de machos en fresadora CNC
Figura 2-33. Simulacin mecanizado placa porta machos en software Surfcam
Figura 2-34. Mecanizado placa porta machos en fresadora CNC
Figura 2-35. Simulacin mecanizado placa cavidad en software Surfcam
Figura 2-36. Mecanizado placa cavidad en fresadora CNC
Figura 2-37. Mecanizado de electrodo
Figura 3-1. Primeras pruebas de inyeccin
Figura 3-2. Panel de control mquina inyectora
Figura 3-3. Pruebas de inyeccin
Figura 3-4. Producto inyectado en PolietilenoFigura 3-5. Producto inyectado en Polipropileno
NDICE DE FRMULAS
Frmula 1-1. Volumen de un paraleleppedo
Frmula 1-2. Volumen V3
Frmula 1-3. Volumen zona achurada Vz1
Frmula 1-4. Volumen de un cilindro
Frmula 1-5. Volumen tapa
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Frmula 2-1. Clculo de las cavidades
Frmula 2-2. Clculo de los machos
Frmula 2-3. Profundidad del punto de inyeccin
NDICE DE PLANOS
Plano 1. Manguito Bebedero
Plano 2. Anillo de Centrado
Plano 3. Placa Base SuperiorPlano 4. Buje - Columna
Plano 5. Botadores
Plano 6. Placa Base Inferior
Plano 7. Placa Extractora
Plano 8. Placa Porta Botadores
Plano 9. Paralelas
Plano 10. Placa Porta Machos
Plano 11. Placa Cavidad
Plano 12. Machos
Plano 13. Producto Caja
Plano 14. Producto Tapa
Plano 15. Conjunto molde
http://../Imagenes/Planos/Plano%201.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%201.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%202.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%203.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%204.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%205.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%206.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%207.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%208.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%209.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2010.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2011.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2012.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2013.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2014.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2014.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2013.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2012.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2011.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%2010.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%209.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%208.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%207.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%206.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%205.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%204.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%203.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%202.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%201.dwghttp://../Imagenes/Planos/Plano%201.dwg8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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SIGLAS Y SIMBOLOGA
SIGLA
CAD: Dibujo Asistido por Computador.
CAM: Mecanizado Asistido por Computador.
CNC: Control Numrico Computarizado.
FDA: Food and Drug Administration (Administracin de Alimentos y Frmacos)
IVA: Impuesto al Valor Agregado.PEAD: Polietileno de Alta Densidad.
PEBD: Polietileno de Baja Densidad.
PET: Polister termoplstico.
PP: Polipropileno.
PS: Poliestireno.
PVC: Policloruro de Vinilo.
SAE: Society Automotive Engieniers (Sociedad de Ingenieros Automotrices)
SIMBOLOGA
cm2: Centmetro cuadrado.
cm3: Centmetro cbico
g: Gramo.g/s: Gramos dividido por segundo.
hr: Hora.
J: Joule.
kg: Kilogramo.
kN: Kilo Newton.
kp: Kilopondio.
kPa: Kilo Pascal.
kp/ cm2:Kilopondio dividido por centmetro cuadrado.
kW: Kilo Watts.
m: Metro.
mm: Milmetro.
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mm2: Milmetro cuadrado.
mm3: Milmetro cbico.
min: Minuto.
MPa: Mega Pascal.N: Newton.
N-m: Newton metros.
ton: Tonelada.
C: Grados Celsius.
%: Porcentaje.
$: Peso chileno.
$/hr: Peso chileno dividido por hora.: Dimetro.
: Constante pi.
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INTRODUCCIN
La idea de construir un molde de inyeccin para producir cajas depolipropileno nace ms bien del desafo de lograr realizar una labor terico prctica que
pueda manifestar la capacidad creadora y emprendedora forjada durante los aos de
estudiante en la Carrera de Matricera para Plsticos y Metales.
El producto que se desea obtener deber estar al nivel de competir con otros de
similares caractersticas existentes en el mercado, refirindose con sto a una buena
calidad, mxima economa de costos, y una buena presencia entre otros.
En los procesos de produccin en serie, es necesario realizar un estudioacabado de cada etapa, este anlisis abarca desde la construccin (diseos, planos,
maquinaria disponible, material a utilizar, etc.) hasta la produccin y comercializacin
del producto.
Debido a que el material disponible para llevar a cabo la fabricacin del molde
presenta ciertas limitantes en sus dimensiones, talvez puede llegar a no ser una buena
idea comercializar el producto debido a la baja produccin con respecto al tiempo, ya
que se puede obtener tan slo una caja por ciclo de inyeccin.
Es muy importante saber elegir un material que cumpla con las caractersticas
exigidas para el ptimo funcionamiento del producto, ya que una decisin equvoca
traera consigo una serie de errores durante el proceso de inyeccin y posteriormente en
su uso. El comportamiento de los distintos tipos de materiales presenta diferencias
demasiado evidentes debido a que no todos tienen las mismas propiedades de
elaboracin, por estos motivos se realiz una investigacin y se dedujo que el material
ms indicado para la fabricacin del producto es el Polipropileno (PP). ste es un
material termoplsticoy presenta caractersticas adecuadas para que la caja cumpla conlas especificaciones requeridas por el usuario.
A continuacin se deja en manos del lector, un completo informe que explica
detalladamente punto por punto todas las etapas que requiere la construccin de un
molde de inyeccin para la obtencin de una caja de plstico, pretendiendo tambin con
esto dejar un registro que sirva de apoyo para futuras generaciones de la Carrera.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Disear un producto y construir un molde de inyeccin para produccin en
serie, aplicando todos los conocimientos adquiridos en la carrera, con el fin de obtener
el Ttulo de Tcnico Universitario en Matricera para Plsticos y Metales.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Ser capaces de realizar un trabajo a nivel profesional, aplicando soluciones a los
problemas originados, por medio de la investigacin y del conocimiento propio;
Planificar de la forma ms conveniente los pasos a seguir para la fabricacin del
molde;
Seleccionar los materiales adecuados para la fabricacin del molde y del
producto;
Optimizar los procesos de construccin y produccin, adecundose a los
recursos disponibles.
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CAPTULO 1: DEFINICIN DEL PRODUCTO
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1. DEFINICIN DEL PRODUCTO
1.1. GENERALIDADES DEL PRODUCTO
Como se especific anteriormente, el artculo fabricado es una caja de plstico
de Polipropileno que consta de dos partes independientes. Es obtenida mediante el
mtodo de inyeccin. El sistema de cerrado de la caja consiste en acoplar la tapa a la
base, la pequea diferencia de medida entre ambas partes logra dar el ajuste necesario
para que la caja permanezca cerrada.El uso de la caja es principalmente servir de recipiente para objetos de menor
tamao como: botones, alfileres, clips, herramientas pequeas, etc. Tambin se pueden
guardar otro tipo de cosas que requieren de mayor cuidado en su higiene como:
pastillas, cpsulas, condimentos y especias entre otras. Este polmero cumple con las
especificaciones del FDA (Food and Drug Administration), por lo tanto puede ser
utilizado en embalajes que tengan contacto con alimentos.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-1. Producto terminado
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1.2. DISEO
El proceso para definir un producto es tan importante como el diseo del moldey su fabricacin. Es una actividad tcnica y creativa encaminada a idear un producto
til, funcional y esttico que pueda llegar a producirse en serie. El proceso de creacin y
desarrollo requiere principalmente de consideraciones prcticas, y se deben manejar
conceptos bsicos para el diseo de productos plsticos, tales como los requerimientos
que se espera que cumpla el producto, cul es su utilizacin, cules van a ser las
condiciones a las que va a estar sometido durante su uso, como ser transportado,
cuanto costara, cual es la vida til esperada del producto, etc.De acuerdo a lo concluido segn los requerimientos se procede a realizar un
bosquejo con el diseo preliminar. Estos bosquejos pueden realizarse a mano, o bien
pueden hacerse utilizando la tecnologa CAD por la facilidad que ofrecen para hacer
correcciones o rediseos. En el diseo tambin se considera la eleccin del material, hay
que tomar en cuenta que la principal caracterstica de un material es su precio. La
seleccin del material adecuado se fundamenta en satisfacer completamente los
requerimientos que debe cumplir el producto y relacionarlos con las propiedades del
material con el fin de elegir a los que cumplan con estas condiciones y finalmente
elegir el ms econmico. En el proceso de anlisis y comparacin de las propiedades de
los distintos materiales plsticos, es comn que surjan muchos posibles candidatos, es
ah donde el factor econmico es determinante para seleccionar el ms conveniente.
Una vez seleccionado el material se debe hacer el diseo definitivo, en esta etapa se
comprobar el cumplimiento de los requerimientos con la forma, diseo concebidos y
con el material seleccionado.
Para la obtencin de un diseo hoy en da se cuenta con una serie deinstrumentos tecnolgicos que facilitan la tarea, en este caso se utiliz el software de
dibujo Solidworks 2001 Plus, que cuenta con las herramientas necesarias para poder ver
casi de forma real el producto que se desea obtener.
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-2. Diseo en software de dibujo Solidwoks
1.3. CARACTERSTICAS TCNICAS
1.3.1. Dimensiones
Debido a que al propsito era conseguir una caja que fuese cmoda de
transportar por una persona, se pens en que sus dimensiones deban ser lo
suficientemente pequeas como para poder manejarlas en el bolsillo o en la cartera, pero
que tuviera el tamao suficiente como para poder guardar artculos, quizs no muy
grandes pero si una buena cantidad de ellos. Tomando en cuenta tambin las medidas
del material disponible para la construccin del molde, se acord lo siguiente:
Tabla 1-1. Dimensiones del producto
Denominacin
Peso
(g)
Largo xAncho x Alto
(mm)
reaProyectada
(cm)
Volumendel material
(cm)
Capacidad
(cm
3
)Tapa 14,5 84 x 64 x 12 48 16,1 ------
Base 17,8 80 x 60 x 22 53,8 19,7 85,1Fuente: Elaboracin propia
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1.3.1.1. Clculo del volumen de la pieza
Tapa: para realizar este clculo se dividi la pieza en figuras geomtricas
simples, luego se calcul el volumen de cada una para en seguida sumarlas y obtener elvolumen total.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-3. Pieza fraccionada en figuras geomtricas simples
Frmula para el volumen de un paraleleppedo (V1y V2):
Vp = b x a x e [Frmula 1-1]
Donde:
Vp = Volumen paraleleppedo
b = Base
a = Altura
e= Espesor
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Clculo de V1y V2
Reemplazando en la Frmula 1-1, se tiene que:
V1 = 66 x 12 x 2
V1= 1.584 x (2)
V1= 3.168 mm3
V2 = 42 x 12 x 2
V2 = 1.008 x (2)
V2 = 2.016 mm
3
Clculo de V3
Para calcular V3, se calcula el volumen de la figura total (Vp1), para luego restarle el
volumen de la zona achurada (Vz).
V3 = Vp1 Vz [Frmula 1-2]
Donde:
V3 = Volumen figura geomtrica
Vp1 = Volumen paraleleppedo
Vz = Volumen zona achurada
Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-4. Paraleleppedo (Vp1)
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Clculo de paraleleppedo Vp1
Reemplazando en la Frmula 1-1, se tiene que:
Vp1= 80 x 60 x 2
Vp1= 9.600 mm3
Determinacin del volumen de la zona achurada (Vz1)
Para determinar el valor de la zona achurada, primero se obtiene el volumen de la figuraVp2, para luego restarle el volumen del cilindro.
Vz1= Vp2 Vc [Frmula 1-3]
Donde:
Vz1= Volumen zona achurada
Vp2= Volumen paraleleppedo
Vc = Volumen cilindro
Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-5. Paraleleppedo (Vp2)
Volumen paraleleppedo Vp2
Reemplazando en Frmula 1-1, se tiene que:
Vp2= 18 x 18 x 2
Vp2= 648 mm3
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Volumen de un cilindro (Vc):
Vc = r2x h [Frmula 1-4]
Donde:
Vc = Volumen cilindro
= Constante
r = Radio
h = Altura
Reemplazando en la Frmula 1-2, se tiene que:
Vc = 9 x 2
Vc = 509 mm3
Volumen zona achurada (Vz1)
Reemplazando en la Frmula 1-3, se tiene que:
Vz1= 648 mm3 509 mm3
Vz1= 139 mm3
Reemplazando en la Frmula 1-2 para obtener el valor de V3, se tiene que:
V3 = 9.600 139
V3 = 9.461 mm3
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Clculo de V4
Para calcular el volumen V4, se le resta el volumen del cilindro interior (Vc2)
de radio 9 mm, al volumen del total de la figura (Vc1).
Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-6. Cilindro (Vc1)
Reemplazando en Frmula 1-4, se tiene que:
Vc1= 11 x 12
Vc1= 4.561,5 mm3
Vc2= 9 x 12
Vc2= 3.053,6 mm3
V4= 4.561,5 3.053,6
V4= 1.507,9 mm3
El valor total del volumen de la tapa (Vp t), se obtiene del resultado de la suma de todos
los volmenes de las figuras calculadas.
Vpt= V1+ V2+ V3+ V4 [Frmula 1-5]
Donde:
Vpt= Volumen de la tapa
V1= Volumen figura V1
V2= Volumen figura V2
V3= Volumen figura V3
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V4= Volumen figura V4
Reemplazando en Frmula 1-5, se tiene que:
Vpt= 3.168 + 2.016 + 9.461 + 1.507,9Vpt= 1.6152,9 mm
3
Vpt16,1 cm3
Caja: para realizar el clculo del volumen da la caja (Vpc), se utiliz el mismo mtodo
que para calcular el volumen de la tapa, dando como resultado:
Reemplazando en Frmula 1-5, se tiene que;
Vpc= 5.456 + 3.696 + 8.472,8 + 2.211,7
Vpc= 1.9791,5 mm3
Vpc19,7 cm3
1.3.2. Ajuste
Se denomina ajuste, a la diferencia entre las medidas antes del montaje de dos
piezas que han de acoplar. Este es el caso de la caja, sus dos partes requieren de un
ajuste determinado para que no presente fallas al momento de ensamblarse, es necesario
proporcionarle una diferencia de medidas adecuados entre tapa y base para que no se
abra. Existen tablas de ajustes y tolerancias que ofrecen una serie de opciones, pero
aunque se obtenga una tolerancia dada por stas segn el tipo de ajuste que se desea
obtener, aun existe un rango de medidas para elegir, stas son muy pequeas perodeterminantes para alcanzar el objetivo, por esta razn se realiz un estudio
comparativo con numerosas cajas de plstico existentes en el mercado, como jaboneras
y recipientes de alimentos, sirviendo stas de referencia para luego calcular por medio
de frmulas la medida final que ms favorezca al buen funcionamiento de la caja.
Obteniendo las tolerancias de juego para el caso de la caja ensamblada se
dedujo lo siguiente segn las exigencias del producto:
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 1-7. Ajuste dado para el sistema de cierre
1.3.3. Eleccin del material
En la eleccin de un material para la fabricacin en serie, se deben considerar
muchos factores que son claves para un buen funcionamiento del producto final, como
tambin se debe tener presente el comportamiento del material al momento de serprocesado. Existe una gran variedad de materiales plsticos en el mercado actual,
debido al gran crecimiento de la industria del plstico en las ltimas dcadas. Los
plsticos se caracterizan por una relacin resistencia/densidad alta, propiedades
excelentes para el aislamiento trmico y elctrico, y una buena resistencia a los cidos y
disolventes.
Los plsticos se clasifican en tres grandes grupos, stos son los elastmeros,
termoplsticos y termoestables. En este caso el material elegido para la fabricacin del
producto es el material termoplstico Polipropileno. Ser un material termoplstico
significa que al ser calentados pasan de un estado slido a uno viscoso o fluido, y que
a aplicarles presin se les pueden deformar e inyectar en un molde para que al ser
enfriado se extraiga con la forma deseada. Se eligi este plstico debido a su
versatilidad, por su baja economa y porque presenta las cualidades requeridas para el
material del producto.
1.3.1.1. Polipropileno
El polipropileno es un plstico muy verstil, compatible con la mayora de los
procesos tecnolgicos. Es el plstico con menor peso especifico (0,9 g/cm), lo que
significa que se necesita menor cantidad para la obtencin del producto final, su
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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temperatura de fusin (170-260C) es la ms alta de los termoplsticos comunes,
tambin posee buenas propiedades mecnicas, excelente resistencia qumica, buena
resistencia a la fatiga y una transparencia mayor a la de otros plsticos.
Puede ser procesado por inyeccin, extrusin, pelcula plana, soplado y termoformado.Se emplea en diversas aplicaciones tales como fibras, piezas automotrices, envases,
equipos mdicos y productos de uso domestico.
Especficamente el polipropileno elegido para las cajas es el denominado
Polipropileno Copolmero Heterofsico, indicado para moldeo por inyeccin. Est
aditivado con agente antiesttico, posee buenas propiedades de impacto y estabilidad
dimensional. Recomendado para inyeccin de piezas de pared delgada como tapas y
artculos de uso domsticos, cajas y potes, partes y piezas de electrodomsticos.
Tabla 1-2. Recomendaciones de procesamiento del PP Copolmero Heterofsico
PROPIEDADES UNIDADES VALORndice de Fluidez 2,16 kg/230 C g/10 min 43
Temperatura de Ablandamiento VICAT(1 kg) C 148
Temperatura de Deformacin Trmica HDT (455 kPa)
C 100
Resistencia al impacto IZOD a 23 C J/m 40
Resistencia al impacto IZOD a -20 C J/m 30
Resistencia a la Traccin (en el punto defluencia)
MPa 25
Elongacin (en el punto de fluencia) % 6
Mdulo de Elasticidad en Flexin MPa 1450
Fuente: www.petroquim.cl
1.3.1.2. Sistema de codificacin de los plsticos
Los plsticos son clasificados por nmeros segn sea su tipo para facilitar su
reciclaje, este sistema diseado para artculos plsticos, ayuda a identificar en los
envases, contenedores, botellas, etc., segn el plstico usado para su fabricacin, lo que
simplifica claramente la recoleccin, seleccin y reciclaje de los diferentes tipos de
plsticos.
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El sistema de smbolos permite a los seleccionadores, durante el proceso de
clasificacin y reciclaje, separar los diferentes productos segn sea su materia prima. El
smbolo se compone de tres flechas que forman un tringulo con un nmero en su
interior, el tringulo de flechas corresponde al smbolo mundial del reciclaje, y la letraindica el tipo de plstico del cual esta fabricado.
La caja esta fabricada de polipropileno, el cual se designa con el siguiente
smbolo:
Fuente: www.wikipedia.org
Figura 1-8. Codificacin para reciclaje del PP
Otras clasificaciones:
Fuente: www.wikipedia.org
Figura 1-9. Codificacin para reciclaje de materiales plsticos
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CAPTULO 2: DISEO Y CONSTRUCCIN DEL MOLDE
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2. DISEO Y CONSTRUCCIN DEL MOLDE
2.1. INTRODUCCIN AL DISEO
La seleccin del tipo de molde para la produccin de una pieza determinada,
debe ser producto de una rigurosa evaluacin de los elementos y datos disponibles para
llegar a la solucin ms conveniente del problema. Para obtener buenos resultados se
deben tomar en cuenta una serie de factores tales como:
- La pieza a producir (dimensiones, tolerancias, peso, material a utilizar, etc.);
- Cantidad de piezas a producir;
- Seleccin del proceso de moldeo y costo de produccin del producto;
- Tipo de molde y nmero de cavidades, y
- Seleccin de la mquina adecuada.
El diseo y construccin de un molde est siempre precedido de un estudio
general en el cual los datos y caractersticas deben estar perfectamente definidos, pero
no se debe olvidar que durante el desarrollo del proyecto se presentaran ajustes y
modificaciones importantes. Una vez definido lo explicado anteriormente, se procede a
analizar otras alternativas como;
- Sistema de alimentacin de las cavidades;
- Sistema de expulsin de la pieza moldeada;
- Sistema de enfriamiento del molde;- Seleccin de los materiales para la fabricacin del molde, y
- Clculo de los esfuerzos en el molde.
Una vez analizados estos puntos se puede proceder con el diseo y
construccin del molde.
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2.2. DISEO DEL MOLDE
La pieza a producir va a ser obtenida mediante la tcnica de moldeo porinyeccin. Para el diseo se utilizaron herramientas de dibujo como el software
Solidwoks. Este programa permite modelar piezas y conjuntos y extraer de ellos tanto
planos como otro tipo de informacin necesaria para la produccin.
La caja que se desea producir exige una buena calidad superficial y buenas
terminaciones, no debe presentar rebabas ni bordes filosos ya que va a ser directamente
manipulada por el usuario, por lo tanto en el diseo se deben considerar stas y otras
caractersticas de la caja con respecto a su presentacin y uso.
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-1. Diseo del molde en software Solidworks
2.2.1. Moldeo por inyeccin
El moldeo por inyeccin es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar
un polmero en estado fundido en un molde cerrado a presin. Este proceso se
fundamenta en fundir un material plstico y hacerlo fluir hacia un molde a travs de una
boquilla en la mquina de inyeccin, ah se llena la cavidad que le da la forma
determinada al producto. El moldeo por inyeccin es la tcnica de procesamiento de
mayor utilizacin para la transformacin de plsticos, su popularidad radica en la
versatilidad para obtener productos de variadas geometras y para diversos usos.
Este sistema funciona introduciendo los grnulos de material al interior de la
mquina por medio de una tolva, luego al aplicarle calor se funde y se acumula en la
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- Al finalizar de inyectar, se mantiene el husillo en la posicin delantera para aplicar una
presin de sostenimiento antes que la pieza se solidifique, con el fin de contrarrestar la
contraccin del material durante el enfriamiento.
Fuente: Texto Moldes de Inyeccin de Plsticos de Gary L. Meenges y Moren G
Figura 2-4. Aplicacin de la presin de sostenimiento
- Al girar el tornillo hace avanzar los grnulos de material, a medida que avanzan se van
plastificando. El material es transportado y depositado en la parte delantera del tornillo,donde se desarrolla una presin contra la boquilla cerrada obligando al tornillo a
retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyeccin.
Fuente: Texto Moldes de Inyeccin de Plsticos de Gary L. Meenges y Moren G
Figura 2-5. Plastificacin del material
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- El plstico que se encuentra al interior del molde continua enfrindose, donde el calor
es disipado por el fluido refrigerante que circula a travs de unos canales ubicados
estratgicamente en el interior de las paredes del molde. Una vez terminado el tiempo
de enfriamiento, se acciona la parte mvil del molde y la pieza es evacuada por unsistema de extraccin.
Fuente: Texto Moldes de Inyeccin de Plsticos de Gary L. Meenges y Moren G
Figura 2-6. Enfriamiento y extraccin de la pieza
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2.2.2. Elementos bsicos del molde
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-7. Elementos bsicos del molde
1. Placa base superior.
2. Anillo de centrado.
3. Manguito bebedero.
4. Buje gua.
5. Columna gua.
6. Placa porta machos.
7. Paralela.
8. Placa base inferior.
9. Placa extractora.
10. Placa de fijacin de expulsores.
11. Retenedor de mazarota.
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12. Botador.
13. Contrabotador.
14. Macho.
15. Placa cavidad.
2.2.3. Diseo de cavidades
La cavidad del molde es la que proporciona al producto la forma exterior
deseada. Considerando las contracciones que sufre el material de moldeo al enfriarse,
las dimensiones de la cavidad deben ser mayores a las dimensiones de la pieza
terminada. Un factor primordial para ello es el tipo de material que se va a inyectar,debido a que los mrgenes de contraccin son distintos segn sea el tipo de plstico.
Tambin es importante obtener un buen acabado superficial de la cavidad, ya
que el brillo y la forma de la pieza estn directamente relacionados con sto.
Para su diseo, se debe tomar en cuenta que la caja es una pieza de ensamble,
sus dos partes (base y tapa) deben encajar con un ajuste determinado. La cavidad de la
base de la caja es la que determina el ajuste con la parte interna de la tapa, por lo que se
deben realizar los clculos correspondientes, tomando en cuenta la contraccin del
material elegido para el proceso y las tolerancias del ajuste dado.
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-8. Diseo de cavidades en software Solidworks
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Frmula para el clculo de las cavidades
N = G ( J) + % C [Frmula 2-1]
Donde:
N = Medida final de la cavidad, (mm)
G = Medida nominal (largo, ancho, alto), (mm)
J = Juego mximo, (mm)
C = Contraccin del material, (%)
Cavidad caja
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-9. Juego de la cavidad caja
Reemplazando en la Frmula 2-1, se tiene que:
Largo
N = 80 ( 0,022) + 0,018 80
N = 81,42 mm
Ancho
N = 60 ( 0,022) + 0,018 60N = 61,06 mm
Alto
N = 20 ( 0,022) + 0,018 20
N = 20,34 mm
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-10. Medida nominal tapa
Cavidad tapa
En el caso de la cavidad para la tapa, no es necesario aplicar el juego para
efectos de clculo, debido a que esta no presenta ajuste en esa ubicacin.
Largo
N = 84 + 0,018 84
N = 85,51 mm
Ancho
N = 64 + 0,018 64
N = 61,07 mm
Alto
N = 10 + 0,018 10
N = 10,18 mm
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2.2.4. Diseo de machos
En el diseo de los postizos se debe tener presente al igual que en las
cavidades, el ajuste existente entre base y tapa de la caja. Se determinaron sus medidaspor medio de frmulas, tomando en cuenta la contraccin del material y las tolerancias
del ajuste.
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-11. Diseo de machos en software Solidworks
Frmula para el clculo de los machos
N = G + ( J) + % C [Frmula 2-2]
Donde:
N = Medida final delmacho, (mm)
G = Medida nominal (largo, ancho, alto), (mm)
J = Juego mximo, (mm)
C = Contraccin del material, (%)
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Macho tapa
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-12. Juego del macho tapa
Reemplazando en la Frmula 2-2, se tiene que:
Largo
N = 80 + ( 0,035) + 0,018 80
N = 81,46 mm
Ancho
N = 60 + ( 0,035) + 0,018 60
N = 61,10 mm
Alto
N = 8 + ( 0,035) + 0,018 8
N = 8,15 mm
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-13. Medida nominal caja
Macho caja
En el caso del macho de la caja, no es necesario aplicar el juego en el clculo,
ya que esta parte no lleva el ajuste, quedando:
Largo
N = 76 + 0,018 76
N = 77,36 mm
Ancho
N = 56 + 0,018 56
N = 57,00 mm
Alto
N = 20 + 0,018 20
N = 20,36 mm
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2.2.5. Sistema de llenado del molde
El sistema de llenado del molde, cumple la funcin de guiar la masa de
material fundido procedente del cilindro de plastificacin de la mquina inyectora,hacia la o las cavidades del molde. Los componentes del sistema de llenado son los
siguientes:
Manguito bebedero.
Canal de alimentacin.
Punto de inyeccin.
2.2.5.1. Manguito bebedero
El bebedero de inyeccin es un orificio troncocnico que generalmente est
ubicado en la parte fija del molde. ste permite el paso del flujo del material
procedente de la boquilla de la mquina de inyeccin hacia los canales y cavidades del
molde.
El manguito bebedero est sometido fundamentalmente a un esfuerzo de
compresin, por ello su superficie de apoyo no ha de ser excesivamente grande, ni
tampoco el dimetro cilndrico, pues cuanto mayor sea, ms posibilidades existen que
en la pieza aparezcan marcas, rechupes etc., debido a las diferentes velocidades de
enfriamiento entre el molde y el manguito.
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-14. Diseo del manguito bebedero en software Solidworks
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2.2.5.2. Canal de alimentacin
Los canales de alimentacin o de distribucin, constituyen a la parte del
sistema de alimentacin que une el bebedero con las cavidades del molde. La eleccin,disposicin y realizacin de los canales es muy importante, ya que influye directamente
en la operacin de moldeo.
Para este caso se utiliz el tipo de canal de seccin semicircular, y se
mecanizan en una placa del molde. Es importante que no queden marcas que puedan dar
lugar a la retencin del material, por lo que deben ser pulidos en la direccin del flujo
para mayor facilidad del mismo.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-15. Tipo de canal de seccin semicircular
Para el diseo del canal de alimentacin, se deben considerar factores como:
Seccin de la pared y volumen de la pieza a moldear.
Distancia entre la cavidad y el canal principal o el bebedero.
Enfriamiento de material en los canales.
Eleccin del tamao del canal dentro de las medidas normalizadas.
Material plstico que se va a utilizar.
2.2.5.3. Punto de inyeccin
El punto de inyeccin de un molde, es la parte que une la cavidad con el canal
de alimentacin. De ella dependen las terminaciones superficiales de la pieza, la forma
de controlar la velocidad de escurrimiento de la cavidad y el grado de compactacin del
material en su interior.
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Para el caso del molde se utiliz la denominada entrada normal o lateral. ste
es el tipo de entrada ms frecuente. Consiste en un pequeo canal mecanizado en uno de
los dos platos del molde, y situado en el lado superior o inferior de la pieza. Este
sistema presenta una serie de ventajas, tale como:
Ventajas:
Mecanizado fcil y econmico.
Gran exactitud dimensional.
Modificacin de las dimensionas con facilidad y rapidez si es necesario.
La velocidad de llenado de la cavidad se puede controlar independientementedel tiempo de cerrado de la entrada.
Con este tipo de entrada se pueden moldear todos los materiales de uso ms
comn.
Pero el inconveniente que podra a traer, es que queda una marca visible en la
superficie de la pieza. Sin embargo se puede atenuar este defecto ubicando la entrada en
un punto no perceptible.
La profundidad de la entrada es la que controla el tiempo que sta permanece
abierta. Este tiempo debe ser tal, que permita el llenado perfecto de toda la cavidad.
Para el clculo de esta dimensin se emple la siguiente frmula:
h = n t [Frmula 2-3]
Donde:
h = Profundidad de la entrada, (mm)
n = Constante del material (PP = 0.7)
t = Espesor de la pared de la pieza, (2 mm)
Reemplazando en Frmula 2-3, se tiene que:
h = 0,7 x 2h = 1,4 mm
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Los circuitos de refrigeracin deben ser cortos, a fin de que la diferencia de
temperatura entre la entrada y la salida del lquido refrigerante de de 3 a 5 C.
Evitar la construccin de circuitos con nmero excesivo de espirales o ngulos
rectos.
La distancia ptima entre la superficie entre la superficie de la cavidad y los
canales de refrigeracin depende de dimetro de estos ltimos.
Las distancias entre los canales de refrigeracin sern 1,5 veces su dimetro.
En piezas planas rectangulares inyectadas por un lado, se recomiendan canales
transversales al sentido de la pieza. La circulacin del fluido de refrigeracin se
efecta en sentido inverso al la inyeccin, para compensar temperaturas y evitar
transiciones bruscas.
Debido a que el molde fabricado no iba a ser de alta produccin, se opt por
realizarle canales de refrigeracin simples, adecundose a las dimensiones de las placas.
El sistema de refrigeracin utilizado se denomina circuito simple con adaptador.
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Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-17. Sistema de refrigeracin en placa cavidad
2.2.7. Sistema de extraccin
Una vez inyectada y enfriada la pieza, hay que extraerla del molde. Producto
de la contraccin que sufre el material al enfriarse, stas tienden a quedarse adheridas a
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los postizos, siendo necesario disponer en el molde de un sistema de extraccin para
efectuar el desmoldeo de la pieza.
Generalmente los extractores se montan en la parte mvil del molde a fin de
aprovechar la carrera de apertura en la mquina de inyeccin. La carrera de losexpulsores debe ser suficiente para permitir la retirada de la pieza moldeada de los
postizos del molde.
2.2.7.1 Extraccin de la mazarota
Si se cumplen las condiciones de conicidad y pulido del manguito bebedero al
abrir el molde, la mazarota quedar como prolongacin respecto al canal del bebedero,o bien saldr junto con la pieza por el lado del molde correspondiente al eyector. La
mazarota ha de salir sin dificultades del canal del bebedero. Todas las formas de
ejecucin que tienen los eyectores o retenedores de mazarota, tienen en comn trabajar
prcticamente con un escalonamiento en el perfil del canal prolongado, donde se ancla
la prolongacin de la mazarota.
Fuente: Elaboracin propia, software Solidworks
Figura 2-18. Retencin y extraccin de la mazarota
2.2.7.2. Extraccin de la pieza
Los expulsores deben de actuar cerca de puntos que opongan una gran
resistencia a la extraccin, ya que los materiales termoplsticos son bastante
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deformables y de resistencia mecnica limitada. Se hace preciso actuar en las
proximidades de los ncleos o entradas que sean relativamente largos o de poca salida.
Suelen ir ubicados en zonas muy rgidas de las piezas, a fin de evitar
deformaciones. Por ello se suelen colocar los extractores o expulsores frente a lasparedes de mayor espesor o zonas con nervios. Si la pieza es poco rgida, como en el
caso de piezas planas, los puntos de empuje deben ser muy numerosos. Lo ideal es
situarlos en zonas donde no importe el acabado superficial o pueda disimularse la marca
de los expulsores.
En el molde se utiliz para la expulsin de la pieza, los llamados espigas o
vstagos extractores. Este sistema est formado por dos placas unidas, alojadas en la
parte posterior de la mitad mvil del molde. En las placas se fijan las espigasextractoras, que pasando a travs de los orificios realizados en el molde llegan hasta la
pieza.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-19. Sistema de extraccin de la pieza
2.3. CONSTRUCCIN DEL MOLDE
Para comenzar con la de construccin de un molde, se deben tener definidos
varios puntos previos a esta etapa. ste es uno de los perodos ms importantes delproyecto, donde se pone a prueba todas las capacidades tcnicas del equipo de trabajo.
La elaboracin de planos es sin duda una herramienta muy necesaria para un buen
desempeo en la construccin de las partes que conforman el molde. El operador debe
saber interpretar los diseos definidos y tener presente con que maquinaria se cuenta
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para llevar a cabo la elaboracin de las piezas. Esta etapa trae consigo una serie de
complicaciones, por lo que es necesario que los ejecutores sean capaces de resolver con
rapidez los problemas y desafos que se presentan durante su desarrollo. El saber elegir
bien que clase de maquinaria utilizar para los distintos mecanizados, adecundose a losrecursos disponibles es indispensable, ya que lo que se busca es reducir al mximo los
tiempos de construccin del molde, para as comenzar lo antes posible con el proceso de
produccin.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-20. Porta molde
2.3.1. Mecanizados en mquinas convencionales
2.3.1.1. Placa base superior e inferior
Fabricadas de acero SAE 1020, sus medidas son 180 x 200 mm y espesor 25mm. Deben quedar perfectamente cuadradas, para ello se utiliz la fresadora horizontal
universal y el reloj comparador para asegurar la perpendicularidad entre sus caras. La
placa superior cuenta con una serie de perforaciones utilizadas para alojar el manguito
bebedero, el anillo de centrado, y otras perforaciones con hilo que sirven para unir por
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medio de pernos esta placa y la placa cavidad superior. La inferior presenta cuatro
perforaciones para unir esta placa con las paralelas, y una perforacin central que
permite activar el sistema de extraccin.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-21. Placa base superior e inferior
2.3.1.2. Placa cavidad superior
Fabricada de acero SAE 1020. Generalmente para moldes de alta produccin es
recomendable utilizar aceros de mayor calidad. Sus medidas son 180 x 200 mm y
espesor 28 mm. Se cuadra en conjunto con la placa porta postizos. Contiene una
perforacin en el centro donde se inserta el manguito bebedero, esta perforacin debe
ser concntrica con la perforacin de la placa base superior, ya que el manguito
bebedero atraviesa y encaja en ambas placas con una ajuste H7/h6.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-22. Placa cavidad superior
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2.3.1.3. Placa cavidad inferior o placa porta machos
Fabricada de acero SAE 1020, para moldes de alta produccin se recomienda
utilizar aceros de mejor calidad. Presenta una serie de perforaciones que tienen como finel alojamiento de las columnas guas, retenedor de mazarota, botadores y
contrabotadores. Tambin presenta otras perforaciones con hilo que son utilizadas para
unir con pernos esta placa con las paralelas. Las perforaciones de los botadores fueron
alivianadas 1 mm ms que el dimetro de stos, para as conseguir que el ajuste con la
placa sea solo al final del recorrido, de esta manera se logra reducir el roce entre ambas
partes. En el caso de la perforacin para el retenedor de mazarota, el ajuste debe ser
H7/h6 entre retenedor y placa.Los vaciados para el alojamiento de los machos se mecanizaron en la
fresadora vertical CNC. Se debe realizar un correcto montaje, asegurando con sto un
perfecto alineamiento entre la placa cavidad superior e inferior. El ajuste entre la placa y
las columnas guas H7/k6.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-23. Placa porta machos
2.3.1.4. Paralelas
Placas de acero SAE 1020 (generalmente se fabrican de 1020 a 1045) susmedidas son 70 x 180 y espesor 25 mm. Deben ser correctamente cuadradas y
mecanizadas en conjunto en la fresadora horizontal universal y posteriormente
rectificadas. Cada una posee cuatro perforaciones con hilo para la unin mecnica por
medio de pernos entre ellas y las placas porta machos y base inferior.
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-25. Sistema de extraccin
2.3.1.7. Manguito bebedero
Fabricado de acero SAE 1020, mecanizado en torno convencional, va insertado
en la placa base superior hasta la placa cavidad superior con un ajuste H7/k6.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-26. Manguito bebedero
2.3.1.8. Columnas y Bujes guas
Las columnas fueron fabricadas de acero SAE 1020, para moldes de alta
produccin se recomienda utilizar aceros de mayor calidad. Son mecanizados en torno
convencional, se les realiz un tratamiento trmico de cementacin y posteriormente
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rectificados en la rectificadora cilndrica. El dimetro mayor de la columna va inserto en
la placa porta machos con ajuste H7/k6.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-27. Columna gua
Los bujes fueron fabricados de Latn, y mecanizados en torno convencional,
van insertos en la placa cavidad superior con ajuste H7/k6.
Actan en conjunto con las columnas, y tiene como fin guiar ambas partes del
molde para un perfecto cerrado de ste. El ajuste entre columna y buje debe ser h7/h6.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-28. Buje gua
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2.3.1.9. Anillo de centrado
Fabricado de acero SAE 1020 y mecanizado en torno convencional. Contiene
una perforacin central donde la tobera de la mquina inyectora hace contacto con elmolde, y cuatro perforaciones para unir por medio de pernos el anillo de centrado con
la placa base superior.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-29. Anillo de centrado
2.3.2. Mecanizados en fresadora CNC
Este sistema se basa en el control de los movimientos de la herramienta de
trabajo con relacin a los ejes coordenadas de la mquina, usando un programa
informtico ejecutado por un ordenador. La aplicacin de sistemas de CNC consigue
aumentar enormemente la produccin, y a la vez hacen posible efectuar operaciones de
mecanizado que son difciles de realizar con mquinas convencionales. Se pueden usar
dos mtodos, la programacin manual y la programacin automtica. Para este caso se
utiliz el mtodo de programacin automtica, donde la pieza es diseada utilizando la
tecnologa CAD/CAM, esta combinacin permite la transferencia de informacin dentro
de la etapa de diseo a la etapa de planeacin para la fabricacin de un producto.
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Fuente: Taller Institucional, SVM - USM
Figura 2-30. Fresadora CNC Leadwell TDC 510
2.3.2.1. Mecanizado de machos
Fueron fabricados de acero SAE 1020, este es un acero de bajo contenido de
carbono, para moldes de alta produccin se recomienda utilizar para la fabricacin de
machos, aceros de mayor dureza. Van alojados en la placa porta machos con un ajuste
fino H7/j6. Debido a la complejidad del diseo se utiliz la tecnologa CNC para su
confeccin.
Los machos, fueron mecanizados siguiendo el mismo procedimiento paraambos. Se exporta diseo de la pieza en 3D desde el programa de dibujo Solidworks
hacia el programa Surfcam. Este programa permite realizar simulaciones del proceso de
fabricacin de las piezas, ofreciendo una gran variedad de alternativas, permitiendo
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hacer correcciones en los parmetros de velocidad y corte de la herramienta de trabajo y
su trayectoria de movimiento.
Fuente: Elaboracin propia, software Surfcam
Figura 2-31. Simulacin de mecanizado de machos en software Surfcam
Para la fabricacin de los machos, se realizaron las acciones de desbaste y
afinado. Es muy importante efectuar un correcto montaje del material a trabajar, debido
a que sta es una pieza de precisin que debe encajar en la placa porta machos con un
ajuste determinado, por lo que un error en el montaje podra perjudicar los resultados
del trabajo final.
Para los mecanizados se utilizaron fresas de carburo, que poseen una gran
ventaja con respecto a las fresas de acero rpido. Con este tipo de herramientas se
consigue remover gran cantidad de material en un corto periodo de tiempo, ofrecen alta
eficiencia en el corte y larga durabilidad de sus filos.
El material antes de ser montado en la fresadora CNC, fue perfectamente
cuadrado, dejndole un exceso mnimos en sus caras, para as reducir el tiempo de
mecanizado y el esfuerzo de corte de la herramienta.
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Fuente: Elaboracin propia, software Surfcam
Figura 2-33. Simulacin mecanizado placa porta machos en software Surfcam
Un detalle tcnico importante durante el transcurso del mecanizado es el buen
amarre de la placa, con pernos lo suficientemente cercano a la placa, concentrando la
mayor cantidad de fuerza en el extremo que sostiene la misma, ya que el apoyo de altura
de la amarra (brida) posee un mayor brazo de palanca y por lo tanto su fuerza es menor.
La placa porta postizos se mecaniz despus que los postizos. Si bien lafresadora CNC es una herramienta que ofrece una gran precisin en el acabado de las
piezas, la medida final de los postizos no fue exactamente la especificada, dejando
diferencias mnimas de medidas con respecto al diseo, por lo que se debi realizar
estas modificaciones en el programa de mecanizado de la placa porta machos con
respecto a la medida final de los machos.
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-34. Mecanizado placa porta machos en fresadora CNC
2.3.2.3. Mecanizado de cavidades
Para el mecanizado de las cavidades se realizaron las acciones de vaciado y
afinado. El diseo fue hecho en el software de dibujo Solidworks y los programas de
mecanizado en el software Surfcam. Para la realizacin del mecanizado se debe tomar
en cuenta que la cavidad es la que le da la forma final a la parte externa de la caja, poresta razn es necesario obtener una buena calidad superficial en el acabado de la
cavidad para una buena presentacin del producto.
Fuente: Elaboracin propia, software Surfcam
Figura 2-35. Simulacin mecanizado placa cavidad en software Surfcam
El montaje sigue siendo una etapa importante en el proceso de mecanizado. Se
deben dejar establecidos ciertos parmetros como la altura de la herramienta de trabajo
y las coordenadas de la placa, para ello se deben utilizar instrumentos de precisin como
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el reloj comparador para comprobar los paralelismos en el montaje de la placa, y el
palpador para ingresar las coordenadas de trabajo a la fresadora CNC.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-36. Mecanizado placa cavidad en fresadora CNC
2.3.2.4. Mecanizado de electrodo
Para el electrodo, el proceso de mecanizado fue bsicamente el mismo que se
utiliz para los machos. El diseo fue realizado en el software Solidworks, para luego
ser exportado a Surfcam donde se realiz el programa para su fabricacin. El electrodo
esta hecho de cobre, por lo que los parmetros de cortes del programa fueron distintos al
de los postizos ya que al cobre es un material mucho ms blando que el acero.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 2-37. Mecanizado del electrodo
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2.3.3. Tratamientos trmicos
Es un proceso al que se someten los aceros para mejorar sus propiedades
mecnicas. Este tipo de proceso consiste en el calentamiento y enfriamiento de un metalen su estado slido para cambiar sus propiedades mecnicas. Con el tratamiento trmico
adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, incrementar la tenacidad o producir
una superficie dura con un interior dctil. La clave de los tratamientos trmicos consiste
en las reacciones que se producen en el material, y ocurren durante el proceso de
calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecido.
Existen una variedad de tratamientos trmicos que se utilizan de acuerdo a los esfuerzos
a los que ser sometido el material. Para el caso de algunas piezas del molde, serealizaron los siguientes tratamientos:
2.3.3.1. Cementado
Aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce, aumentando la
concentracin de carbono en la superficie. Se consigue teniendo en cuenta el medio o
atmsfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. El tratamiento
logra aumentar el contenido de carbono de la zona perifrica, obtenindose despus, por
medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y
buena tenacidad en el ncleo.
2.3.3.2. Temple
Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se
calienta el acero a una temperatura entre 900-950 C y se enfra luego ms o menosrpidamente (segn caractersticas de la pieza) en un medio como agua o aceite.
2.3.3.3. Revenido
Slo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los
efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido
consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las
tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o
resistencia deseada. Se distingue bsicamente del temple en cuanto a temperatura
mxima y velocidad de enfriamiento.
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Tabla 2-1. Temperaturas para revenido de acero endurecido
Color Grados C Tipos de aceros
Paja claro 220 Herramientas como brocas, machuelos
Paja mediano 240 Punzones dados y fresas
Paja oscuro 255 Cizallas y martillos
Morado 270 rboles y cinceles para madera
Azul oscuro 300 Cuchillos y cinceles para acero
Azul claro 320 Destornilladores y resortes
Fuente: www.wikipedia.org
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CAPTULO 3: RESULTADOS
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3. RESULTADOS
3.1. RESULTADOS DEL DISEO Y CONSTRUCCIN DEL MOLDE
El diseo original del molde fue sometido a pequeas modificaciones para
optimizar el proceso de inyeccin. Uno de estos cambios fue aumentar la cantidad de
entradas, de uno a dos puntos de inyeccin por cada cavidad. Con sto se consigui
facilitar el llenado de las mismas, ya que en las primeras pruebas de inyeccin, que
fueron realizadas en la mquina inyectora Battenfeld BSKM, no se logr el completollenado de la cavidad. Este problema se atribuye tambin a que debido al desgaste que
ha sufrido la mquina durante su uso, los parmetros adecuados de inyeccin no se
pueden alcanzar con exactitud.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 3-1. Primeras pruebas de inyeccin
Una vez realizados los cambios del sistema de llenado, se le modific el
dimetro del anillo de centrado, para probar el molde en la mquina inyectora Intertech
modelo EN-60. Gracias a la avanzada tecnologa que posee esta mquina, los
parmetros de inyeccin se pueden modificar sin mayor dificultad, ya que posee unpanel de control digital que ofrece gran cantidad de alternativas que permiten optimizar
el proceso de inyeccin, de acuerdo a las pruebas realizadas.
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Fuente: Taller de Matricera, mquina inyectora Intertech, modelo EN-60
Figura 3-2. Panel de control mquina inyectora
Para poder alcanzar un buen producto terminado, se fueron controlando los
distintos parmetros de inyeccin, tales como la presin, dosificacin y temperatura del
material, hasta finalmente conseguir el producto tal cual como se conceba en el diseo.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 3-3. Pruebas de inyeccin
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3.2. RESULTADOS DEL PRODUCTO
3.2.1. Pruebas realizadas en Polietileno
Si bien se dise el molde para ser inyectado con plstico Polipropileno, se
realizaron pruebas de inyeccin con otro material con el fin de ver como se comportaba
el producto y si cumpla con los requerimientos especificados para su buen uso.
Con las pruebas realizadas utilizando Polietileno, se consigui el completo
llenado de las cavidades, obteniendo un buen producto en sus terminaciones, pero
debido a la flexibilidad de este material, el ajuste entre la tapa y el cuerpo de la caja noera el suficiente como para mantener la caja cerrada.
Fuente: Elaboracin propia
Figura 3-4. Producto inyectado en Polietileno
3.2.2. Producto final
Las pruebas realizadas en Polipropileno, que es el material para el que fue
diseado el molde, mostraron resultados satisfactorios. Una vez controlados los
parmetros, el proceso de inyeccin se cumpli de manera apropiada, obteniendo un
producto con buenas caractersticas tcnicas y estticas.
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Fuente: Elaboracin propia
Figura 3-5. Producto inyectado en Polipropileno
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CAPTULO 4: ANLISIS DE COSTOS
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4. ANALISIS DE COSTOS
4.1. COSTO DEL MOLDE
4.1.1. Costo de diseo
Tabla 4-1. Costos de diseo y ploteo
Actividad Tiempo(hr)
Valor($/hr)
Valor total($)
Diseo 32 5.000 160.000
Ploteo 6.000
Total 166.000Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
4.1.2. Costo total de materiales y elementos comerciales
Tabla 4-2. Costo de materiales
Pieza Material Cantidad
Medida
(mm)
Peso unitario
(kg)
Valor total
($)
Placas base SAE 1020 2 240 x 170 x 28 8,9 14.774
Placa cavidad SAE 1020 1 200 x 170 x 28 7,5 6.225
Placa porta machos SAE 1020 1 200 x 170 x 28 7,5 6.225
Placa extractora SAE 1020 2 170 x 136 x 10 2,8 4.648
Macho SAE 1020 2 80 x 60 x 30 0,9 1.494
Paralela SAE 1020 2 170 x 30 x 58 2,5 4.150
Columna SAE 1020 4 25 x 60 0,2 360
Anillo de centrado SAE 1020 1 105 x 10 0,5 225
Manguito bebedero SAE 1020 1 24 x 55 0,5 225Buje Bronce 4 25 x 30 0,2 2.800
Botador Acero plata 8 12 x 90 0,15 5.400
Contrabotador Acero plata 4 20 x 75 0,2 4.000
Retenedor de mazarota Acero plata 1 8 x 75 0,15 675
Total gastos materiales 51.201Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
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Tabla 4-3. Costo de elementos comerciales
Elemento Cantidad
Valor unitario
($)
Valor total
($)Perno Parker M6 x 1,5 10 240 2.400
Perno Parker M8 x 1,5 12 350 4.200
Racor 4 1.050 4.200
Total Costo de elementos comerciales 10.800Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
Tabla 4-4. Costo total de materiales y de elementos comerciales
Costos Total($)
Costo de materiales 51.201
Costo de elementos comerciales 10.800
Total 62.001Fuente: Elaboracin propia
4.1.3. Costos de mecanizado
Tabla 4-5. Costo mecanizado fresadora convencional
Actividad Cantidad Tiempo de mecanizado(hr)
Valor demecanizado ($/hr)
Total($)
Placa base 2 1,5 7.000 21.000Placacavidad 1 1,5 7.000 10.500Placa portamachos 1 1,5 7.000 10.500
Paralela 2 1,5 7.000 21.000Placaextractora 2 1 7.000 14.000
Total 77.000
Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
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Tabla 4-6. Costo mecanizado torno convencional
Actividad Cantidad
Tiempo de mecanizado
(hr)
Valor de mecanizado
($/hr)
Total
($)Anillo de centrado 1 1 4.500 4.500
Columna 4 1 4.500 18.000
Buje 4 1 4.500 18.000
Manguito bebedero 1 2 4.500 9.000
Total 49.500Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
Tabla 4-7. Costo mecanizado fresadora CNC
Actividad Tiempo(hr)
Valor mecanizado($/hr)
Valor total($)
Macho caja 4 15.000 60.000
Macho tapa 4 15.000 60.000
Electrodo 5 15.000 75.000
Placa cavidad 15 15.000 225.000
Placa porta machos 6 15.000 90.000
Total 510.000Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
Tabla 4-8. Costo rectificado
Actividad Tiempo de rectificado(hr) Valor de rectificado($/hr) Total($)Placas 13 7.000 101.000Columnas 5 7.000 35.000Total 136.000
Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
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Tabla 4-9. Costo mecanizado de banco
Actividad Tiempo de mecanizado
(hr)
Valor de mecanizado
($/hr)
Total
($)Trazado 5 4.000 20.000
Pulido 10 4.000 40.000
Total 60.000Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
Tabla 4-10. Costo electroerosionado
ActividadTiempo de electroerosionado
(hr)Valor de electroerosionado
($/hr)Total
($)
Placa cavidad 4 7.000 28.000
Total 28.000Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
4.1.4. Costo total del molde
Tabla 4-11. Costo total del molde
tem Total($)
Costo de diseo 166.000
Costo de materiales y elementos comerciales 62.001
Costo mecanizados 860.500
Total 1.088.501Fuente: Elaboracin propia
4.2. FIJACIN DE PRECIO DEL PRODUCTO
Para la fijacin del precio del producto, se determin un stock a producir de
40.000 piezas. En la Tabla 4-12, se muestra la cantidad de piezas inyectadas en
diferentes unidades de tiempo.
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Tabla 4-12. Produccin en diferentes unidades de tiempo
N decavidades Ciclos porminuto Produccinhora Produccinda
Produccin
mensual
1 2 120 960 21.600Fuente: Elaboracin propia
Produccin por hora: N de cavidades x ciclos por minuto x 60 (minutos
en una hora).
Produccin por da: Produccin hora x 8 (horas diarias trabajadas).
Produccin por mes: Produccin hora x 180 (jornada mensual normal de
trabajo en horas).
El stock de produccin determinado anteriormente se consigue en un tiempo de
334 horas, con rendimiento terico al 100%.
4.2.1. Costo de materia prima
El saco de Polipropileno de 25 kilos tiene un valor de $ 21.008
aproximadamente.
Tabla 4-13. Costo de materia prima por stock
Peso de piezapor ciclo deinyeccin
(kg)
Pesomateriaprima(kg)
ValormateriaPrima($/kg)
N ciclosdeinyeccin
Costo demateria primapor stock
($)
0,03 1.200 840,32 40.000 1.008.384Fuente: Elaboracin propia, en base a cotizaciones comerciales
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4.2.2. Precio de venta del producto
Tabla 4-14. Esquema de precio unitario del producto
Costo materia prima $1.008.384+ Costo molde $1.088.501
= Costo primo $2.096.885+ Costos indirectos (arriendo talleres, electricidad, etc.) $300.000+ Operario mquina $500.000= Costo industrial $2.896.885+ Gastos administrativos $200.000
= Costo comercial $3.096.885+ Margen utilidad 30% $929.065,5Precio venta neto $4.025.950,5Precio unitario $100
Fuente: Elaboracin propia
El precio unitario del producto, se obtiene del cuociente entre el precio de
venta neto y el stock de piezas a producir, (40.000 unidades).
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CONCLUSIONES
Para los procesos de fabricacin y produccin en serie, es muy importantetener claro cuales son los pasos a seguir para cada etapa del proyecto. A partir del
diseo del producto que se desea obtener, se van considerando factores tales como las
condiciones a las que puede ser expuesto, el tipo de mercado en que va a ser
comercializado y un sin fin de caractersticas que debe poseer el producto ya
terminado.
El tiempo sin duda alguna, es un factor que juega en contra del fabricante,
siendo una de las mayores presiones al momento de la realizacin. Por esta razn sedeben planificar cuidadosamente todas las operaciones a realizar. Se deben considerar y
explotar al mximo todos los recursos disponibles, y tambin hay que ser capaces de
tomar decisiones prcticas en los momentos complicados y salir del paso sin retrasar el
trabajo. En todo momento durante el transcurso de las actividades, se estn aplicando
los conocimientos adquiridos en la Carrera. Pero tambin para la realizacin de este
trabajo se debi investigar en textos, pginas Web y otras fuentes de informacin. El
trabajo en equipo es fundamental para agilizar el proceso, y el apoyo en personas mas
expertas en el tema fueron de gran utilidad.
Los resultados finales de este trabajo de ttulo fueron satisfactorios. Se obtuvo
un producto terminado con buenas caractersticas tal como se haba planeado en un
principio. El molde funciona sin problemas, los clculos de los ajustes dados a los
componentes fueron correctos y gracias a la tecnologa utilizada se logr alcanzar
medidas muy precisas para el ensamble y alineacin del molde.
Un trabajo de este tipo permite adquirir una gran cantidad de conocimientos,
estimular el espritu investigador, y por sobre todo capacitar y dar mayor confianza a losalumnos para el gran paso siguiente, enfrentar los desafos del mundo profesional.
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BIBLIOGRAFA
DUBOIS J. Ingeniera de moldes para plsticos/ J. Dubois 1984
MENGES G, MOHREN G. Moldes para inyeccin de plsticos/ G. Menges
1983
BRYCE, Douglas M. Plastic injection molding: manufacturing process
fundamentals [en lnea]. 1996 [consulta de tablas el 2 de Septiembre del 2007].
Disponible en:
LPEZ, Manuel. Info mecnica [en lnea]. 2002 [consulta de tablas el 21 de
Agosto del 2007]. Disponible en: < http://www.infomecanica.com/>
http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyecci%C3%B3nhttp://www.infomecanica.com/http://www.infomecanica.com/http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyecci%C3%B3n8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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ANEXOS
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ANEXO 1: MQUINA INYECTORA
La mquina de la Carrera para inyeccin de material plstico es de marcaBattenfeld BSKM tipo 100/46 HY nmero 90, ao de construccin 1980.
Fuente: Taller de Matricera
En la siguiente tabla se pueden observar los datos ms importantes de la
mquina inyectora, los cuales deben ser conocidos antes de disear cualquier molde.
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Caractersticas tcnicas de la mquina inyectora
DESCRIPCIN UNIDAD
VALOR
Dimetro del husillo mm 35
Presin de inyeccin kp/cm2 1500
Relacin L/D del husillo -- 6,74
Capacidad de plastificacin g/s 9,7
Carrera del husillo mm 70
Fuerza de presin de boquilla kN 59
Carrera de boquilla mm 200
Torque del husillo N-m 302
Capacidad de inyeccin g 80
Capacidad calorfica del husillo kW 5,72
Fuerza de cierre ton 460
Fuerza de apertura ton 98
Dimensin de los platos mm x mm 480 x 480
Dimetros de barra mm 50
Distancia entre barras mm x mm 300 x 300
Altura de montaje molde ajustable mm 150 a 300
Carrera de apertura con altura mxima mm 225
Distancia entre platos porta molde mm 525
Medidas de la maquina m x m x m 3,2 x 1,3 x 1,9
Peso kg 2.200
Fuente: Manual mquina inyectora Battenfeld, ao 1980
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Generalidades
Una mquina inyectora es un equipo capaz de plastificar el material polimrico
y bombearlo hacia un molde en donde llena una cavidad y adquiere la forma delproducto deseado.
Se compone de cuatro partes principales:
La unidad de cierre;
La unidad de inyeccin;
La unidad de potencia, y
La unidad de control.
Fuente: http://docencia.udea.edu.co/
Unidad de cierre
Consiste de una prensa conformada por dos placas porta moldes, una mvil y
otra fija. El sistema de accionamiento de la placa mvil puede ser un mecanismo de
palancas ancladas, accionadas hidrulicamente, por un cilindro o un sistema elctrico detornillo sin fin accionado por un motor. El parmetro fundamental para dimensionar una
unidad de cierre es su fuerza para mantener el molde cerrado. Usualmente se da este
valor en toneladas. Otros parmetros importantes en una unidad de cierre son: la
distancia mnima entre placas, la distancia mxima de apertura, las dimensiones de las
http://docencia.udea.edu.co/http://docencia.udea.edu.co/8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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placas y la distancia entre columnas, la carrera del sistema de expulsin. Estos datos se
utilizan para dimensionar los moldes.
Fuente: http://docencia.udea.edu.co/
Unidad de inyeccin
La unidad de inyeccin est conformada por el tornillo y unos calefactores o
barril de inyeccin, la boquilla y las resistencias alrededor del barril. El material slido
ingresa por la tolva a la zona de alimentacin del tornillo, en esta zona es transportado,por efecto de la rotacin del tornillo dentro del barril, hacia la zona de fusin donde se
plastifica; finalmente el material es bombeado hacia la parte delantera del tornillo en la
zona de dosificacin. Durante el proceso de plastificacin del material el tornillo gira
constantemente. Cuando se va a realizar la inyeccin hacia el molde, el tornillo deja de
girar y acta a manera de pistn, haciendo fluir el plstico fundido hacia el molde y
llenando las cavidades.
http://docencia.udea.edu.co/http://docencia.udea.edu.co/8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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Fuente: http://docencia.udea.edu.co/
Es bien sabido que la conductividad trmica de los plsticos es muy inferior a
la de los metales, por lo que su procesamiento debe hacerse en capas delgadas para que
la transferencia de calor sea lo ms rpida posible y sostenible econmicamente. sto se
logra aprovechando el fenmeno de plastificacin, que consiste en la fusin de la capa
de material directamente en contacto con la superficie del barril, la cual transmite el
calor, por conveccin forzada, al material slido en las capas inferiores hasta que seplastifica completamente la masa de material.
Fuente: http://docencia.udea.edu.co/
En las inyectoras comerciales aproximadamente un 50% del calor requerido
para fundir el material lo aporta la friccin viscosa, generada por el giro del tornillo con
respecto al cilindro de plastificacin y el otro 50% lo aportan las resistencias elctricas.
http://docencia.udea.edu.co/http://docencia.udea.edu.co/http://docencia.udea.edu.co/http://docencia.udea.edu.co/8/12/2019 Molde4 de Inyeccion Caja Polipropileno de Taller
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La unidad de potencia
Es el sistema que suministra la potencia necesaria para el funcionamiento de la
unidad de inyeccin y de la unidad de cierre. Los principales tipos de sistemas depotencia se pueden clasificar como:
Sistema de motor elctrico con unidad reductora de engranajes.
Sistema de motor hidrulico con unidad reductora de engranajes.
Sistema hidrulico directo.
Sistema de potencia elctrico
El sistema de potencia elctrico se utiliza generalmente en mquinas
relativamente pequeas. Este sistema se emplea tanto para el giro del tornillo como para
la apertura y cierre del molde. La mquina emplea dos sistemas mecnicos de
engranajes y palancas ancladas, uno para el cierre del molde y otro para el tornillo. Cada
uno accionado por un motor elctrico independiente. El accionamiento del tornillo
cuando realiza la inyeccin lo ejecuta un cilindro hidrulico. En los sistemas con motor
elctrico, la velocidad puede ajustarse slo en un determinado nmero de valores, lo
cual puede ocasionar problemas en la reproduccin de parmetros de operacin y
dificultar la obtencin de piezas con una calidad constante. Los motores elctricos
generan grandes torques de arranque, por lo que debe tenerse precaucin al usar
tornillos con dimetros pequeos para evitar que se rompan.
Sistema de potencia hidrulico
Los motores hidrulicos son los ms comnmente utilizados, su
funcionamiento se basa en la transformacin de la potencia hidrulica del fluido en
potencia mecnica. A diferencia de los sistemas electromecnicos, donde la potencia es
transmitida a travs de engranajes y palancas, en un sistema con fluidos estos elementos
se sustituyen, parcial o totalmente, por tuberas de conduccin que llevan el fluido a
presin a los pistones de inyeccin y de cierre del molde.
El fluido que ms se utiliza es el aceite debido, principalmente, a sus propiedadeslubricantes en aplicaciones que involucran grandes cargas. En los sistemas hidrulicos
es comn utilizar presiones que varan entre los 70 y 140 kg/cm2. Las ventajas del motor
hidrulico con respecto al elctrico pueden resumirse principalmente en:
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Fcil variacin de velocidades, regulando el volumen de fluido.
La relacin entre el torque y la velocidad es aproximadamente lineal. El lmite
de torque se determina por la presin limitante y el torque de arranque es
aproximadamente igual al de funcionamiento.
Permite arranques y paradas rpidos debido al pequeo momento de inercia.
Permite relaciones bajas de peso potencia, lo que posibilita alcanzar altas
velocidades de inyeccin del material.
Unidad de control
Este sistema bsicamente contiene un Controlador Lgico Programable (PLC)y controladores PID para las resistencias elctricas del calefactor y de la boquilla. El
PLC permite programar la secuencia del ciclo de inyeccin y recibe seales de alarma,
por sobre presin o finales de carrera, para detener el ciclo. Los controladores PID son
los ms adecuados para el control de temperatura debido a su elevada velocidad de
respuesta para mantener la temperatura a los niveles requeridos.
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ANEXO 2: AJUSTES Y TOLERANCIAS
Agujero base Eje baseTipoagujero eje eje agujero
Clase Caractersticas Aplicaciones
s6/r6 S7/R7 Prensado Montajea
presin
Nosegurodegiro
Casquillosycoronasdebronce,acoplamientosenextremosde ejes,etc.
n6 N7 Forzado duro Montajedifcil
Segurodegiro
Casquillosdebronce,manquitos en cubos,collares caladossobreejes, etc.
k6 K7 Forzado medioMontajemartilloSegurodegiroydeslizamiento
Rodamientos abolas,discos de levas,poleas y volantes,manivelas, etc.
j6 J7 Forzado ligero Montaje
amano
Piezas de mquinasherramientas y otrasdesmontables confrecuencia, etc.
h6 H7 DeslizanteEngranajes decambios develocidad, piezasimportantes de
mquinasherramientas,etc.
g6 G7 Giratorio Juegopequeombolos, bridas,collares deretencin,anillosderodamientos, etc.
Fino H7
f7
h6
F8 Holgado JuegomedianoCojinetes de bielas,ruedas dentadas decajasdecambios,etc.
h9 H9 Deslizante
Poleas fijas,manivelas yacoplamientosdeslizantes sobre eleje,etc.
e8 E9 Giratorio Juegomediano Piezas demotores,bombas,ventiladores,etc.
Medio
H8
d9
h9
D10 Holgado JuegoamplioSoportes de ejes,
poleas, piezas decentrado,etc.
h11 H11 Deslizante Piezas de maquinaria
d9 D10 Giratorio Juegomediano
Ejes demovimientolongitudinal, aros,
palancas ymanivelas
e11 E11 Holgado JuegoamplioCojinetes demquinas domsticas,
pasadoresparaejes.
Basto H11
a11
h11
A11 Muy holgadoPiezas delocomotoras,cojinetes deejes defreno,etc.
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SISTEMA ASIENTO
Agujero nico Eje nicoGrado de
ajusteCalidades
superficialesAgujero Eje Eje Agujero
Clase Caractersticas
s 6 S 7 Forzado muyduro Montaje por dilatacin o contraccin;no necesita seguro contra giro.
r 6 R 7 Forzado muyduro Montaje por dilatacin o contraccin;no necesita seguro contra giro.
n 6 N 7 Forzado duro Montado o desmontado a presin;necesita seguro contra giro
k 6
K 7 Forzado medio
Montado y desmontado con gran
esfuerzo (mediante martillo de plomo);
necesita seguro contra giro y
deslizamiento.
j 6 J 7 Forzado ligero
Montado y desmontado sin gran
esfuerzo (mediante mazo de madera;
necesita seguro contra giro y
desplazamiento.
h 6 H 7 DeslizanteEn piezas lubricadas, deslizamiento a
mano.
g 6 G 7 GiratorioEn piezas lubricadas, su juego es
apreciable.
f 7 F 8 Holgado medioEn piezas lubricadas, su juego es ms
apreciable.
FINO H 7
e 8
h 6
E 8 Ms holgado
En piezas lubricadas, el juego es muy
apreciable.Fuente: www.infomecanica.com
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SISTEMA ASIENTO
Agujero nico Eje nicoGrado de
ajusteCalidades
superficialesAgujero Eje Eje Agujero
Clase Caractersticas
p 5 P 6 Forzado muy duroPiezas montadas por
dilatacin o contraccin;
no necesitan seguro
contra giro.
n 5 N 6 Forzado duro
Piezas montadas o
desmontadas a presin;
necesitan seguro contra
giro.
k 5 K 6 Forzado medio
Piezas que han de
montarse o
desmontarse con gran
esfuerzo; seguro paragiro y deslizamiento.
j 5 J 6 Forzado ligero
Montaje y desmontaje
sin gran esfuerzo;
necesita seguro contra
giro y deslizamiento.
h 5 H 6 Deslizante
Piezas lubricadas que
se montan y desmontan
sin gran trabajo, a
mano.
PRECISION H 6
g 5
h 5
G 6 Giratorio
En piezas lubricadas el
giro y deslizamiento
puede efectuarse a
mano
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ANEXO 3: PROPIEDADES FSICAS DE LOS ACEROS S.A.E.
Propiedades Fsicas de los Aceros S.A.E.Tratamiento Trmico Propiedades Fsicas
AceroSAE
Estado
Calentado
a(C)
Enfriando
en
Revenido
a(C)
Limitede
Rotura
(Kg/mm
2)
limitede
fluencia
(kg/mm2)
Alargamiento
(%)
Estriccin
(%)
Dureza
Brinell
1010 LC 39 25 35 55 1101010 EF 46 42 23 51 1411015 EF 51 43 22 51 1501015 LC 40 26 33 55 1431020 LC 46 22 35 52 1271020 EF 55 46 21 50 1601022 LC 43 30 31 61 1261024 EF 60 56 26 57 1561025 LC 46 27 29 54 1601025 EF 58 47 20 50 1631025 TT 870 Agua 480 56 42 28 59 1681030 LC 53 33 26 50 168
1030 EF 60 49 19 50 1801030 TT 870 Agua 480 63 45 26 56 1851035 LC 58 34 25 51 174
700 60 35 34 68 1741035 TT 840 Agua
430 74 53 23 52 212700 58 36 26 63 173
1035 TT 840 Aceite430 68 46 19 48 197
1040 LC 63 38 24 41 1871040 EF 64 53 18 46 195
700 64 39 31 64 1861040 TT 840 Agua
430 79 58 19 49 230
1045 LC 65 39 26 55 1871045 N 900 65 185
700 68 42 28 56 1971045 TT 815 Agua
430 85 64 15 46 248700 67 43 22 55 193
1045 TT 815 Aceite430 81 56 16 42 227
1050 LC 72 42 18 41 201700 73 46 25 208
1050 TT 815 Agua430 91 70 11 266
1060 LC 82 50 16 26 2171060 N 870 77 225
700 81 52 19 2301060 TT 815 Agua430 101 80 315
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ANEXO 4: ACEROS USADOS PARA LA FABRICACIN DE MOLDES
ACEROS USADOS PARA LA FABRICACIN DE MOLDES
Componentes del molde Aceros
Placa base superior e inferior SAE 1020 a 1045
Placas cavidad superior e inferior (con postizo) SAE 1020 a 1045
Placa cavidad superior e inferior (sin postizo) SAE H-12, SAE P-20
Paralelas SAE 1020 a 1045
Placas extractoras SAE 1020 a 1045
Botadores Acero plata
Contrabotadores Acero plata
Columnas gua SAE 8620
Postizos cavidades SAE H-12, SAE P-20
Postizos macho SAE H-12, SAE P-20
Placa soporte SAE 1020 a 1045Fuente: http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/index.html
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ANEXO 5: CALIDAD SUPERFICIAL
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ANEX