En este artículo se analizan los diferentes tipos de moldes de inyección de plástico y los métodos para su preparación y uso. Los plásticos se dividen en dos grupos: 1. Moldes termoplásticos 2. Moldes termoestables (baquelita):

Moldes termoplásticos:

Los termoplásticos, también conocidos como termoplásticos o termoendurecibles, se vuelven flexibles al calentarse y endurecen al enfriarse sin experimentar cambios químicos, adoptando la forma del molde después de la inyección.

En el moldeo por inyección de plástico, el material termoplástico caliente llena la cavidad del molde. En este método, el material termoplástico está caliente y la cavidad del molde está fría, lo que hace que el material inyectado tome la forma del molde y se endurezca.

Desde otro punto de vista, los materiales termoplásticos se refieren a aquellos que pueden ser reutilizados después de uno o varios usos en el proceso de producción. Estos materiales se vierten en forma de gránulos o polvo en la máquina de inyección.

Construcción de moldes de inyección:

Los moldes de plástico se dividen en dos tipos generales:

1. Moldes de inyección de plástico con canales fríos

2. Moldes de inyección de plástico con canales calientes

Y también se dividen estructuralmente en dos tipos:

1. Moldes de inyección de plástico de dos placas

2. Moldes de tres placas, cuyo número de placas y líneas de separación se determinan en función de factores como el número de cavidades del molde, la forma de la pieza de plástico, el tipo de máquina de inyección, el tipo de materiales consumibles y el sistema de salida de aire, entre otros. En general, cada molde de inyección consta de dos secciones principales:

a. Sección fija del molde (semifija) donde se inyectan los materiales plásticos calientes.

b. Sección móvil (semimóvil) donde se cierra la parte móvil de la máquina de inyección y se encuentran los sistemas y mecanismos de expulsión de las piezas.

La determinación del número de cavidades y cavidades del molde es un aspecto importante en el diseño de moldes de inyección, y los moldes de plástico en este sentido se dividen en 2 tipos:

1. Moldes de inyección de plástico de una sola cavidad

2. Moldes de inyección de plástico de múltiples cavidades

Moldes de inyección de plástico de una sola cavidad:

Se utilizan moldes de una sola cavidad en casos donde la producción de la pieza de plástico es limitada; por lo tanto, el diseño y la fabricación de moldes de una sola cavidad serán más económicos en términos de tiempo y aspectos económicos.

Moldes de inyección de plástico de múltiples cavidades:

Si se produce un gran número de productos, especialmente cuando la pieza es pequeña, se utilizan moldes de inyección de plástico de múltiples cavidades.

Moldes de plástico termoestables (baquelita):

Los plásticos termoestables, también conocidos como baquelita o termoendurecibles, se endurecen al calentarse y experimentan cambios químicos, lo que los convierte en termoestables o baquelita.

En este método, el molde y el material están fríos, y después de la alimentación, el molde se calienta y el material adopta la forma de la cavidad del molde y se endurece.

Los plásticos termoestables se producen bajo la influencia de presión y calor a 170 grados Celsius. Se ablandan inicialmente y se convierten en plástico, pero después de un tiempo se endurecen y no pueden ablandarse ni reutilizarse nuevamente, y no son solubles en ningún disolvente, y después de endurecerse, experimentan cambios químicos importantes.

Tipos de moldes de materiales termoestables (baquelita)

En el proceso de moldeo de materiales termoestables, los materiales se calientan gradualmente en la cavidad del molde y luego se alimentan en un molde caliente, donde el material ablandado adopta la forma de las cavidades del molde debido a la presión del molde y se expulsa al enfriarse debido a los cambios químicos.

El moldeo de materiales termoestables se realiza mediante tres métodos específicos, aunque también se utilizan otros métodos como el de inyección y ….

1. Moldeo por transferencia

2. Moldeo por compresión

3. Moldeo por compresión de pistón

1. Moldeo por transferencia:

En este método, los materiales se inyectan desde uno o varios canales bajo presión desde la cavidad abierta hacia la cavidad del molde antes de que comience el trabajo, y el molde se cierra antes de comenzar.

2. Moldeo por compresión:

En el método de moldeo por compresión, se vierten polvos, gránulos o pastillas en la cavidad del molde y, al cerrar el molde, el material adquiere la forma deseada bajo presión y calor.

3. Moldeo por compresión de pistón:

En el método de moldeo por compresión de pistón, los materiales termoestables se introducen en la cavidad y la cavidad del molde bajo la presión del pistón, que forma la superficie de la pieza de trabajo y adquiere la forma necesaria bajo presión y calor.

Proceso de fundición a presión:

En el proceso de fundición a presión, los materiales fundidos (que pueden ser materiales como aluminio, cobre, etc.) se dirigen a la cavidad del molde bajo una presión específica, y mediante este método se pueden producir piezas con alta precisión y formas complejas y limpias. Por lo general, después de la producción, no se requieren operaciones adicionales como mecanizado y acabado, solo es necesario eliminar las rebabas y los desechos.

Algunas ventajas del proceso de fundición a presión y de la fundición a presión son las siguientes:

1. Producción de piezas precisas con formas complejas

2. Fabricación de piezas con paredes delgadas y finas

3. Acabado de alta calidad de las piezas y su suavidad

4. No se necesita mecanizado después de la producción

5. Resistencia de las piezas debido a la velocidad de enfriamiento

6. Precisión en la inserción de insertos en los moldes de fundición a presión

7. Producción en masa en la etapa de producción debido a la larga vida útil y resistencia de estos moldes

Proceso de extrusión

El mecanismo general de extrusión consiste en un tornillo que se mueve gracias a un motor y una caja de cambios y se desplaza en un cilindro calentado por calentadores externos. Los materiales plásticos en forma de gránulos se vierten en la tolva dentro de la máquina. Después de fundirse, los materiales pasan a través del dado de extrusión con presión y, a medida que se enfrían, adoptan la forma del dado. Con este método, se producen diferentes formas de piezas de plástico en formas huecas y macizas.

Los materiales plásticos en forma de polvo o gránulos se vierten en la tolva de la máquina. Los materiales blandos y calentados por el tornillo y los elementos calefactores del cilindro se funden y se expulsan a través de un orificio (dado) que tiene la forma de la sección transversal del producto producido bajo presión, y después de enfriarse, adoptan la forma del dado y la sección transversal (molde) que se utiliza para producir piezas como alambres, barras, tubos, láminas, etc.

Diseño de moldes

Después de presentar los diferentes tipos de moldes, se analizan todas las etapas de fabricación de moldes. La primera etapa para fabricar un molde es el diseño del molde.

Existen diferentes tipos de piezas, y la forma de estas piezas es la base para el diseño de la pieza, que debe tener en cuenta que el diseño de la pieza deseada se realiza antes del diseño del molde y abarca cálculos específicos. El diseño de las piezas incluye los siguientes aspectos:

1. Salientes y rebabas (grupo de peces)

2. Salientes y rebabas alrededor de los agujeros

3. Bordes doblados

4. Tolerancias

5. Corte de agujeros

6. Agujeros rectos

7. Agujeros salientes

8. Relación de agujeros con dobleces

9. Grietas (fisuras)

10. Curvas y tubos

Después de diseñar la pieza, se procede al diseño del molde. El diseñador, basándose en sus conocimientos y experiencias, y utilizando patrones específicos, diseña mentalmente el molde deseado y lo dibuja en papel, y luego elabora planos detallados del molde, teniendo en cuenta la separación de las diferentes partes del molde y las refiere a la unidad de mecanizado.

Todas las consideraciones, como la resistencia a la presión, la ventilación, la resistencia a la abrasión, la flexión, la resistencia en condiciones críticas como el calor, el frío, los impactos y otros factores operativos, son responsabilidad del diseñador del molde y de los factores de control. Es importante mencionar que el diseño de diferentes tipos de moldes es diferente, y el diseñador debe tener un conocimiento completo de los tipos de moldes y su diseño.

Material de los moldes de plástico

Una vez que el molde se ha preparado teóricamente, es decir, utilizando fórmulas y planos, llega el momento de fabricar el molde, pero antes de la fabricación hay otras etapas que incluyen la selección de materiales y el tipo de material del molde, que se determina según el tipo de pieza deseada al final.

La elección del metal para un uso específico depende de las características de la pieza deseada, el costo de fabricación y la disponibilidad del metal. Las especificaciones técnicas de las piezas varían entre sí, y las piezas pueden requerir resistencia en un caso y apariencia en otro.

Por ejemplo, para los moldes de corte, el material de la matriz del molde de corte debe ser de acero con un mayor contenido de carbono (más duro) y capacidad de absorción de agua; como Spk.

La razón de utilizar aceros de trabajo en frío para los moldes de corte es tener la capacidad de absorber agua hasta el fieltro con un mínimo de adherencia, lo que aumenta la resistencia al impacto y la dureza. El acero utilizado para los moldes de corte debe tener una dureza de entre 60 y 56 RC según el grosor de la lámina.

O en otro ejemplo, el acero utilizado para los moldes de plástico debe tener una alta capacidad de recubrimiento, por lo que se requiere un alto contenido de cromo en ese acero. La razón de elegir este tipo de acero para estos moldes es la alta calidad superficial para las piezas de plástico y la facilidad de separación de la pieza de la superficie del molde.

La estimación de costos, la justificación económica y la eficiencia del molde son aspectos importantes a considerar en cada etapa y proceso de fabricación de moldes. La estimación de los costos de fabricación del molde, como los materiales, la fabricación y otros factores, está directamente relacionada con la cantidad de piezas requeridas.

De tal manera que las piezas con una tirada baja, si es posible producir la pieza manualmente o mediante un método que no requiera un molde, es mejor evitar la fabricación del molde; de lo contrario, se requiere la fabricación del molde.

Un punto importante y destacado en la fabricación de moldes es la eficiencia. Por ejemplo, la cantidad de calidad deseada se refleja en el número de cavidades en los moldes de plástico, de modo que un molde con una sola cavidad en muchos casos no es suficiente para satisfacer la electricidad, la resistencia y la fuerza de la máquina de inyección. En cambio, el mismo molde con un mayor número de cavidades puede cambiar completamente el resultado.

Fabricación de moldes de plástico

La última etapa para producir un molde es la fabricación del molde. La fabricación del molde se lleva a cabo determinando el tiempo de trabajo, el tipo de máquina herramienta necesario y la fuerza laboral especializada. Todos los componentes del molde deben ser examinados en términos de tiempo de trabajo para determinar el tiempo aproximado de fabricación del molde.

En la siguiente etapa, se determinan los tipos de herramientas necesarias para el mecanizado adecuado de las partes del molde.

Las máquinas herramienta necesarias para la fabricación de moldes suelen ser:

Torno - Fresadora - Taladro - Chispa

Por lo tanto, en la fabricación de cada componente del molde, la clave son las piezas listas para el montaje.

En la unidad de montaje, después de verificar las dimensiones de las piezas y la precisión en las tolerancias requeridas en el molde, se ensamblan.

Después del montaje y la preparación final del molde, la última etapa es la prueba del molde y la toma de muestras.

Después de verificar la pieza de prueba, si hay defectos en el molde de plástico preparado para su corrección, se envía a la unidad de mecanizado.

Tipos de moldes de plástico

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