ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

DISEÑO, SIMULACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE UNA MATRIZ PARA INYECCIÓN DE CUBIERTOS DE POLIPROPILENO

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO MECÁNICO

ADRIÁN JEFFERSON FLORES NARVÁEZ [email protected] DANILO JAVIER MARTÍNEZ GUASHPA [email protected]

DIRECTOR: ING. RODRIGO LIZARDO RUIZ ORTIZ [email protected]

QUITO, MARZO DEL 2015

I

DECLARACIÓN

Nosotros, Adrián Jefferson Flores Narváez y Danilo Javier Martínez Guashpa, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría, que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la ley de propiedad intelectual, por su reglamento y por la normativa institucional vigente.

Adrián Jefferson Flores Narváez

Danilo Javier Martínez Guashpa

II

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Adrián Jefferson Flores Narváez y Danilo Javier Martínez Guashpa, bajo mi supervisión.

Ing. Rodrigo Lizardo Ruiz Ortiz DIRECTOR DEL PROYECTO

III

AGRADECIMIENTO

A mi madre, Anita Lucia, que con su infinito amor, sabiduría, honestidad y sacrificio ha logrado formar a sus hijos como hombres y mujeres de bien. A mi padre, Juanito, ejemplo de hombre humilde y trabajador que lucha incasablemente por sacar adelante a su familia. A mi hermana Emily, por ser la alegría de nuestro hogar y motivación para superarme y brindarle un buen ejemplo. A mi segunda madre, Amparito, por su inmenso amor y cuidados cuando más lo necesité. A mi novia, Caty, por todo su amor y compresión. A mis amigos, Danilo y Luis, por siempre compartirme sus conocimientos de una manera desinteresada. A mis amigos, Angel, Jorge y Diego, cómplices de mis más grandes aventuras. Al Ing. Rodrigo Ruíz por ser ese maestro que inspira y motiva a superarte cada día. ADRIÁN

IV

AGRADECIMIENTO

Gracias en primer lugar a Dios, por estar conmigo en cada paso que doy. A mi querido hijo Justin, por ser mi alegría e inspiración para seguir adelante. A mis padres, Patricio y Nely, quienes con su esfuerzo, sacrificio y paciencia me apoyan siempre y no dejan de creer en mí. A mi esposa Gissela, por el amor y paciencia que siempre me ha demostrado. A mi hermano Andrés, por ser mi gran amigo y consejero. A mis amigos Luis y Adrián, por su apoyo durante nuestra etapa universitaria. A mis tías, tíos y demás familiares que de una u otra forma contribuyeron para cumplir esta meta. Agradezco al Ing. Rodrigo Ruiz, por ser nuestro tutor y permitirnos llevar a cabo este proyecto. DANILO

V

DEDICATORIA

Con mucho amor A mis padres, por ser mi apoyo incondicional y fuente de inspiración para ser un hombre de bien. A mi hermana Emily, a mi novia Caty, que esta meta alcanzada sea motivación para que cumplan todos sus sueños. A mi familia por siempre creer en mí. ADRIÁN

VI

DEDICATORIA

Con amor A Dios, por darme salud y vida para culminar esta etapa. El presente proyecto va dedicado a mi adorado hijo Justin, mi gran bendición que con su ternura e inocencia me motivan a seguir superándome. A mi papi Patricio, por estar siempre con nosotros y darnos lo que necesitábamos. A mi mami Nely, por sus incansables cuidados y consejos. A mi amada esposa Gissela, a quien elegí como compañera por el resto de mi vida. A mi hermano Andrés, porque juntos crecimos y aprendimos a vivir, siendo amigos incondicionales. DANILO

VII CONTENIDO DECLARACIÓN .................................................................................................. I CERTIFICACIÓN ............................................................................................... II AGRADECIMIENTO.......................................................................................... III DEDICATORIA ................................................................................................... V CAPÍTULO 1 ...................................................................................................... 1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ............................................................................ 1 1.1 POLÍMEROS ................................................................................................ 1 1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS ..................................................... 1 1.2.1 POLÍMEROS NATURALES ................................................................... 1 1.2.2 POLÍMEROS ARTIFICIALES ................................................................ 1 1.2.3 POLÍMEROS SINTÉTICOS ................................................................... 1 1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS SEGÚN SU COMPORTAMIENTO TÉRMICO .................................................................................................... 2 1.3.1 ELASTÓMEROS ................................................................................... 2 1.3.2 TERMOESTABLES ............................................................................... 2 1.3.3 TERMOPLÁSTICOS .............................................................................. 3 1.4 POLIPROPILENO ........................................................................................ 3 1.5 MÉTODOS PARA EL MOLDEO DEL POLIPROPILENO ............................. 5 1.5.1 MOLDEO POR SOPLADO .................................................................... 5 1.5.2 TERMOFORMADO................................................................................ 5 1.5.3 MOLDEO POR EXTRUSIÓN ................................................................. 6 1.5.4 MOLDEO POR INYECCIÓN .................................................................. 7 1.6 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE INYECCIÓN ....................................... 7 1.6.1 TEMPERATURA DE TRANSICION VITREA ......................................... 8 1.6.2 CICLO DE TRABAJO ............................................................................ 9

VIII 1.7 MÁQUINAS INYECTORAS ........................................................................ 10 1.7.1 UNIDAD DE CIERRE........................................................................... 11 1.7.2 UNIDAD DE INYECCIÓN .................................................................... 11 1.7.3 UNIDAD DE POTENCIA ...................................................................... 12 1.7.4 UNIDAD DE CONTROL....................................................................... 14 1.8 PARÁMETROS DE SELECCIÓN DE UNA INYECTORA .......................... 14 1.9 MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS.......................................... 15 1.9.1 CICLO DE TRABAJO DEL MOLDE ..................................................... 16 1.9.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES ................................................... 17 1.9.2.1 MOLDE DE 2 PLACAS ................................................................. 19 1.9.2.2 MOLDE DE 3 PLACAS ................................................................. 20 1.9.2.3 MOLDES DE CANALES CALIENTES........................................... 20 1.9.2.4 MOLDE DE CANALES AISLADOS ............................................... 21 1.9.2.5 MOLDES CON ELEMENTOS DESLIZANTES .............................. 22 1.10 CLASIFICACIÓN DE COLADAS Y ENTRADAS ...................................... 23 1.10.1 SISTEMAS DE COLADA FRÍA .......................................................... 23 1.10.2 COLADA CÓNICA ............................................................................. 23 1.10.3 COLADA DE PARAGUAS ................................................................. 24 1.10.4 COLADA DE DISCO .......................................................................... 24 1.10.5 ENTRADA LAMINAR O DE CINTA ................................................... 25 1.10.6 ENTRADA DE TÚNEL O SUBMARINA ............................................. 26 1.10.7 ENTRADA PUNTIFORME ................................................................. 26 1.10.8 SISTEMAS DE COLADA CALIENTE................................................. 27 1.11 DESMOLDEO .......................................................................................... 28 1.11.1 ACCIONAMIENTO DE LAS PLACAS EXPULSORAS....................... 28 1.11.2 TIPOS DE DESMOLDEO .................................................................. 29

IX 1.12 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES ...................... 31 1.12.1 ACEROS DE CEMENTACIÓN .......................................................... 32 1.12.1.1 TEMPLE DIRECTO ..................................................................... 33 1.12.1.2 TEMPLE SIMPLE ........................................................................ 33 1.12.1.3 TEMPLE DOBLE ......................................................................... 33 1.12.2 ACEROS DE TEMPLE TOTAL .......................................................... 34 1.12.3 ACEROS BONIFICADOS .................................................................. 35 1.12.4 ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIÓN .................................. 35 1.12.5 ACEROS PARA NITRURACIÓN ....................................................... 36 1.12.6 ACEROS DE SEGUNDA FUSIÓN..................................................... 37 1.13 MECANIZADO DE MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS ......... 37 1.13.1 MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA ................................. 37 1.13.2 ESTAMPADO, TROQUELADO Y EMBUTIDO .................................. 39 1.13.3 EROSIÓN ELÉCTRICA, ELECTROEROSIÓN .................................. 40

CAPITULO 2 .................................................................................................... 41 SIMULACIÓN ................................................................................................... 41 2.1 SELECCIÓN DE PIEZAS A SER INYECTADAS ....................................... 41 2.2 PARÁMETROS DE LAS PIEZAS A INYECTAR ........................................ 43 2.2.1 PUNTO DE FIJACIÓN ......................................................................... 43 2.2.2 TIPO DE CARGA ................................................................................. 43 2.2.3 ANÁLISIS DE RIGIDEZ ....................................................................... 43 2.2.4 OPCIÓN 1: CUCHARA SENCILLA ...................................................... 44 2.2.5 OPCIÓN 2: CUCHARA CON DOS NERVIOS RIGIDIZADORES ........ 45 2.2.6 OPCIÓN 3: CUCHARA CON NERVIOS RIGIDIZADORES CRUZADOS ............................................................................................................. 46 2.3 SELECCIÓN DE LOS MODELOS DE LOS CUBIERTOS .......................... 47

X

2.4 SIMULACIÓN DEL PROCESO DE INYECCIÓN ....................................... 50 2.4.1 PRIMERA OPCIÓN: MOLDE CON CUATRO ENTRADAS DE ALIMENTACIÓN EN HILERA .............................................................. 53 2.4.2 SEGUNDA OPCIÓN: MOLDE CON CUATRO ENTRADAS DE ALIMENTACIÓN EN ESTRELLA......................................................... 54 2.4.3

TERCERA

OPCIÓN:

MOLDE

CON

DOS

ENTRADAS

DE

ALIMENTACIÓN .................................................................................. 55 2.4.4 CUARTA OPCIÓN: MOLDE CON UNA ENTRADA DE ALIMENTACIÓN ............................................................................................................. 56 2.4.5 CONFIANZA DE LLENADO ................................................................ 57 2.4.6 TIEMPO DE LLENADO ....................................................................... 58 2.4.7 PRESIÓN DE INYECCIÓN .................................................................. 58 2.4.8 TEMPERATURA DEL FRENTE DE FLUJO ........................................ 59 2.4.9 RECHUPES ......................................................................................... 60 2.4.10 LÍNEAS DE SOLDADURA ................................................................. 60 2.4.11 ATRAPAMIENTOS DE AIRE ............................................................. 61 2.4.12 CALIDAD DE REFRIGERACIÓN....................................................... 62 2.4.13 VARIACIÓN DEL TIEMPO DE REFRIGERACIÓN ............................ 62 CAPÍTULO 3 .................................................................................................... 63 CONSTRUCCIÓN DE LA MATRIZ .................................................................. 63 3.1 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL MOLDE ....................................... 63 3.1.1 CONSIDERACIONES INICIALES ....................................................... 63 3.1.2 DISPOSICIÓN DE LAS PIEZAS A INYECTAR Y DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN .................................................................................. 66 3.1.3 BOSQUEJO DE LA ESTRUCTURA DE LA MATRIZ........................... 67 3.1.4 DETERMINACIÓN DE LA FUERZA DE CIERRE ................................ 68

XI 3.1.5 TIPO DE MATERIAL A INYECTAR ..................................................... 68 3.1.6 SUPERFICIE DE LA PIEZA PROYECTADA (CAVIDADES Y CANALES DE DISTRIBUCIÓN) ............................................................................ 69 3.1.7 LONGITUD DE RECORRIDO DEL FLUJO ......................................... 69 3.1.8 ESPESOR DE PARED MEDIO ........................................................... 70 3.1.9 PRESIÓN ESPECÍFICA EN LA CAVIDAD DEL MOLDE..................... 70 3.1.10 CÁLCULO DE LA FUERZA DE CIERRE ........................................... 72 3.2 DIMENSIONAMIENTO ............................................................................... 74 3.2.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA INYECTORA MILACRON MTH 55 ................................................................................................ 74 3.2.2 CANALES DE DISTRIBUCIÓN ........................................................... 76 3.2.3 CANALES DE ESTRANGULAMIENTO O ENTRADAS ....................... 77 3.2.4 SALIDA DE AIRE ................................................................................. 79 3.2.5 BEBEDERO ......................................................................................... 79 3.2.6 PLACA DE SUJECIÓN FIJA ................................................................ 81 3.2.7 PLACA CAVIDAD FIJA Y MÓVIL ........................................................ 83 3.2.8 REGLETAS O PARALELAS ................................................................ 85 3.2.9 PLACA DE SUJECIÓN MÓVIL ............................................................ 86 3.2.10 EXPULSORES O BOTADORES ....................................................... 88 3.2.10.1 LONGITUD DE PANDEO ............................................................ 88 3.2.11 CONJUNTO EXPULSOR .................................................................. 91 3.2.12 SISTEMA DE EXPULSIÓN ................................................................ 93 3.2.13 ANILLO CENTRADOR ...................................................................... 93 3.2.14 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ......................................................... 94 3.2.15 SISTEMAS DE GUIADO .................................................................... 98 3.2.15.1 GUÍAS DE LA MATRIZ ............................................................... 98

XII 3.2.15.2 GUÍAS DE EXPULSIÓN .............................................................. 99 3.2.16 MATRIZ COMPLETA ....................................................................... 101 3.2.17 LISTA DE MATERIALES ................................................................. 102 3.3 HOJAS DE PROCESOS .......................................................................... 103 3.4 SIMULACIÓN DE MAQUINADO DE PLACAS CAVIDADES ................... 129 3.5 MECANIZADO CNC DE LAS PLACAS CAVIDADES .............................. 132 3.5.1 PLACA CAVIDAD FIJA ...................................................................... 132 3.5.2 PLACA CAVIDAD MÓVIL .................................................................. 133 3.6 MONTAJE DE LA MATRIZ....................................................................... 134 CAPÍTULO 4 .................................................................................................. 138 PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................. 138 4.1 MONTAJE DE LA MATRIZ EN LA MÁQUINA INYECTORA .................... 138 4.1.1 RESULTADOS DEL MONTAJE DE LA MATRIZ ............................... 142 4.2 ENSAYO 1: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO EN VACÍO DE LA MATRIZ ................................................................................................................. 143 4.2.1 RESULTADOS DEL ENSAYO 1 ........................................................ 145 4.3 ENSAYO 2: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DURANTE LA INYECCIÓN ................................................................................................................. 147 4.3.1 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 1 ...................................... 148 4.3.2 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 2: ..................................... 149 4.3.3 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 3: ..................................... 150 4.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................. 152 4.4.1 VERIFICACIÓN DE CIERRE (PRESENCIA DE REBABAS) ............. 152 4.4.2 VERIFICACIÓN DE DIMENSIONES ................................................. 153 4.4.3 VERIFICACIÓN DE ASPECTO ......................................................... 154 4.5 COSTOS .................................................................................................. 156

XIII 4.5.1 COSTOS DE MATERIA PRIMA ........................................................ 156 4.5.2 COSTOS DE ELEMENTOS NORMALIZADOS ................................. 157 4.5.3 COSTOS DE MANO DE OBRA ......................................................... 158 4.5.4 COSTOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS ..................................... 159 FUENTE: Propia ......................................................................................... 159 4.5.5 COSTO DE DISEÑO ......................................................................... 159 4.5.6 COSTO TOTAL DEL PROYECTO .................................................... 160

CAPÍTULO 5 .................................................................................................. 161 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 161 5.1 CONCLUSIONES..................................................................................... 161 5.2 RECOMENDACIONES ............................................................................ 162 ANEXOS ........................................................................................................ 166 ANEXO A ........................................................................................................... A HOJAS TÉCNICAS DE MATERIALES UTILIZADOS......................................... A ANEXO B ........................................................................................................... B ELEMENTOS NORMALIZADOS........................................................................ B ANEXO C ........................................................................................................... C TABLAS DE AJUSTES ...................................................................................... C ANEXO D ........................................................................................................... D DIAGRAMA DE GANTT DE LA CONSTRUCCIÓN DE LA MATRIZ .................. D ANEXO E ........................................................................................................... E PLANOS DE CONJUNTO Y TALLER ................................................................ E

XIV

CONTENIDO DE TABLAS Tabla 1.1 - Proceso de esmerilado y pulido ..................................................... 38

Tabla 2.1 - “Criterios de evaluación” ................................................................ 47 Tabla 2.2 - “Criterio: Facilidad de mecanizado” ............................................... 47 Tabla 2.3 - “Criterio: Rigidez de los cubiertos” ................................................. 48 Tabla 2.4 - “Criterio: Costo de mecanizado” .................................................... 48 Tabla 2.5 - “Criterio: Apariencia de cubiertos”.................................................. 48 Tabla 2.6 - “Conclusiones” ............................................................................... 49

Tabla 3.1 - Contracción de diferentes materiales............................................. 64 Tabla 3.2 - Partes de la matriz ......................................................................... 68 Tabla 3.3 - Especificaciones técnicas de inyectora Milacron MTH55 .............. 74 Tabla 3.4 - Diámetros de canales recomendados para sistemas de colada fría ......................................................................................................................... 77 Tabla 3.5 - Parámetros de tratamiento térmico del acero plata ....................... 88 Tabla 3.6 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V155 ...................... 91 Tabla 3.7 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V155. ..................... 98 Tabla 3.8 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V155 .................... 100 Tabla 3.9 - Placas para construcción de matriz ............................................. 102 Tabla 3.10 - Ejes para construcción de matriz ............................................... 102 Tabla 3.11 - Elementos normalizados para construcción de matriz ............... 103

Tabla 4.1 – Actividades de montaje ............................................................... 141

XV Tabla 4.2 - Actividades de ensayo 1 .............................................................. 145 Tabla 4.3 - Actividades de ensayo 2 .............................................................. 148 Tabla 4.4 - Verificación de dimensiones principales ...................................... 154 Tabla 4.5 - Verificación de aspecto del cubierto ............................................ 155 Tabla 4. 6 - Costos de placas ........................................................................ 156 Tabla 4.7 - Costo de ejes ............................................................................... 156 Tabla 4.8 - Costo de materia prima ................................................................ 157 Tabla 4.9 - Costos de elementos normalizados ............................................. 157 Tabla 4.10 - Costos de mecanizado .............................................................. 158 Tabla 4.11 - Costos de tratamientos térmicos................................................ 159 Tabla 4.12 - Costo de diseño ......................................................................... 159 Tabla 4. 13 - Costo total de proyecto ............................................................. 160

XVI

CONTENIDO DE FIGURAS Figura 1.1 – Elastómeros................................................................................... 2 Figura 1.2 – Termoestables ............................................................................... 3 Figura 1.3 – Termoplásticos .............................................................................. 3 Figura 1.4 - Polipropileno .................................................................................. 3 Figura 1.5 - Moldeo por soplado ........................................................................ 5 Figura 1.6 - Termoformado ................................................................................ 6 Figura 1.7 - Moldeo por extrusión ...................................................................... 6 Figura 1.8 - Moldeo por inyección ..................................................................... 7 Figura 1.9 Curvas de transición vítrea A. Polímero Amorfo B. Polímero Semicristalino C. Polímero Cristalino ................................................................. 8 Figura 1.10 - Máquina inyectora ...................................................................... 10 Figura 1.11 - Fase de inyección22 .................................................................... 16 Figura 1.12 - Fase de compresión ................................................................... 17 Figura 1.13 - Fase de extraccion ..................................................................... 17 Figura 1.14 - Molde de dos placas .................................................................. 19 Figura 1.15 - Molde de 3 placas ...................................................................... 20 Figura 1.16 - Molde de canal caliente .............................................................. 21 Figura 1.17 - Molde de canales aislados ......................................................... 22 Figura 1.18 - Molde con elementos deslizantes28 ............................................ 22 Figura 1.19 - Colada cónica............................................................................. 24 Figura 1.20 - Colada de paraguas ................................................................... 24 Figura 1.21 - Colada de disco.......................................................................... 25 Figura 1.22 - Entrada laminar o de cinta31 ...................................................... 25

XVII Figura 1.23 - Entrada de túnel o submarina .................................................... 26 Figura 1.24 - Entrada puntiforme ..................................................................... 27 Figura 1.25 - Tipos de desmoldeo ................................................................... 29 Figura 1.26 - Expulsión por presión en dirección de desmoldeo ..................... 29 Figura 1.27 - Expulsión por presión en la excéntrica de desmoldeo36 ............. 30 Figura 1.28 - Expulsión por tracción en la dirección de desmoldeo................. 30 Figura 1.29 - Expulsión por tracción perpendicular a la dirección de desmoldeo37 ..................................................................................................... 31 Figura 1.30 - Tipos de temple .......................................................................... 34 Figura 1.31 - Mecanizado por arranque de viruta ............................................ 37 Figura 1.32 - Troquelado ................................................................................. 39 Figura 1.33 – Electroerosión............................................................................ 40

Figura 2.1 - Modelos de cubiertos a) Cuchara, b) Cuchillo, c) Tenedor, d) Cuchara, e) Tenedor, ....................................................................................... 41 Figura 2.2 - Forma básica de cuchara ............................................................. 42 Figura 2.3 - Sujeción de una cuchara .............................................................. 43 Figura 2.4 - Cuchara sencilla ........................................................................... 44 Figura 2.5 - Análisis de rigidez de la cuchara sencilla realizado en Solidworks ......................................................................................................................... 44 Figura 2.6 - Cuchara con dos nervios rigidizadores ........................................ 45 Figura 2.7 - Análisis de rigidez de la cuchara con dos rigidizadores ............... 45 Figura 2.8 - Cuchara con rigidizadores en X y mayor profundidad .................. 46 Figura 2.9 - Análisis de rigidez de la cuchara con nervios en forma de x ........ 46 Figura 2.10 - Renderizado de cuchara ............................................................ 49 Figura 2. 11 - Renderizado de cuchillo ............................................................ 49

XVIII Figura 2. 12 - Renderizado de tenedor ............................................................ 50 Figura 2.13 - Renderizado de cucharita .......................................................... 50 Figura 2.14 - Molde con cuatro entradas de alimentación en hilera ................ 53 Figura 2.15 - Molde con cuatro entradas de alimentación en estrella ............. 54 Figura 2.16 - Molde con dos entradas de alimentación ................................... 55 Figura 2.17 - Molde con una entrada de alimentación ..................................... 56 Figura 2.18 - Simulación confianza de llenado ................................................ 57 Figura 2.19 - Simulación de tiempo de llenado................................................ 58 Figura 2.20 - Simulación de presión de inyección ........................................... 58 Figura 2.21 - Resultado de temperatura del frente de flujo ............................. 59 Figura 2.22 - Resultados de análisis de rechupes ........................................... 60 Figura 2.23 - Línea de soldadura en la boca de la cuchara ............................. 60 Figura 2.24 - Línea de soldadura en canal de alimentación ............................ 61 Figura 2.25 - Resultado de atrapamiento de aire en el canal de alimentación 61 Figura 2.26 - Resultado de la calidad de refrigeración .................................... 62 Figura 2.27 - Resultado de la variación del tiempo de refrigeración ................ 62

Figura 3.1 - Pulido de la cavidad ..................................................................... 65 Figura 3.2 - Superficie de partición de la cuchara ........................................... 66 Figura 3.3 - Superficie de partición del tenedor ............................................... 66 Figura 3.4 - Configuración de distribuidores de hileras. A, canal excéntrico; B, canal central con vías de flujo prolongadas .................................................... 67 Figura 3. 5- Bosquejo de la matriz55 ................................................................ 67 Figura 3.6 - Área proyectada de las piezas a inyectar y canales de distribución ......................................................................................................................... 69 Figura 3.7 - Longitud del bebedero.................................................................. 69

XIX Figura 3.8 - Longitud de recorrido de flujo ....................................................... 70 Figura 3.9 - Diagrama de Longitud de recorrido – Espesor de pared – Presión específica ......................................................................................................... 71 Figura 3.10 - Diagrama Superficie Proyectada – Presión específica- Fuerza de cierre ................................................................................................................ 73 Figura 3.11 - Máquina inyectora Milacron MTH 55 .......................................... 75 Figura 3.12 - Secciones de canales ............................................................... 76 Figura 3.13 - Canal de estrangulamiento rectangular ...................................... 77 Figura 3.14 - Salida de aire ............................................................................. 79 Figura 3.15 – Bebedero ................................................................................... 79 Figura 3.16 - Bebedero cónico ........................................................................ 81 Figura 3.17 - Placa de sujeción fija .................................................................. 82 Figura 3.18 - Análisis de esfuerzos de la placa sujeción fija............................ 82 Figura 3.19 - Bujes guías y pernos de sujeción ............................................... 83 Figura 3.20 - Placa cavidad fija ....................................................................... 84 Figura 3.21 - Placa cavidad móvil .................................................................... 84 Figura 3.22 – Paralelas ................................................................................... 85 Figura 3.23 - Carrera de expulsión .................................................................. 85 Figura 3.24 - Placa de sujeción móvil .............................................................. 86 Figura 3.25 - Análisis de esfuerzos de la placa de sujeción móvil ................... 87 Figura 3.26 - Bujes centradores de la placa sujeción móvil y las paralelas ..... 87 Figura 3.27 - Expulsor de vástago cilíndrico con cabeza cilíndrica ................. 90 Figura 3.28 - Longitud de los expulsores ......................................................... 90 Figura 3.29 - Elementos del conjunto expulsor................................................ 92 Figura 3.30 - Conjunto expulsor ...................................................................... 92 Figura 3.31 - Sistema de expulsión ................................................................. 93

XX Figura 3.32 - Anillo centrador .......................................................................... 93 Figura 3.33 - Disposición de los canales de enfriamiento74 ............................. 94 Figura 3.34 - Distribución de los canales de enfriamiento ............................... 95 Figura 3.35 - Zonas de temperatura en la pieza inyectada, en la etapa de desmoldeo. ....................................................................................................... 96 Figura 3.36 - Nomograma para determinar el tiempo de enfriamiento ............ 97 Figura 3.37 - Columna y buje guía .................................................................. 99 Figura 3.38 - Guías de expulsión................................................................... 100 Figura 3.39 - Matriz de cubiertos ................................................................... 101 Figura 3.40 - Parte fija de la matriz................................................................ 101 Figura 3.41 - Parte móvil de la matriz ............................................................ 101 Figura 3.42 - Selección de la herramienta para mecanizar ........................... 129 Figura 3.43 - Verificación de trayectorias ...................................................... 129 Figura 3.44 - Simulación del recorrido de la herramienta .............................. 130 Figura 3.45 - Generación de códigos de trayectorias .................................... 130 Figura 3.46 - Programa generado archivo de texto ....................................... 131 Figura 3.47 – Simulación y envió del programa en códigos G en el software CIMCO ........................................................................................................... 131 Figura 3.48 - Placa cavidad fija rectificada .................................................... 132 Figura 3.49 - Mecanizado de cavidad fija ...................................................... 132 Figura 3.50 - Placa cavidad fija finalizada ..................................................... 132 Figura 3.51 - Mecanizado de placa cavidad móvil ......................................... 133 Figura 3.52 - Placa cavidad erosionada y pulida ........................................... 133 Figura 3.53 - Montaje de placa sujeción móvil, paralelas y distanciadores. .. 134 Figura 3.54 - Montaje del conjunto expulsor sobre la parte fija de la matriz .. 135 Figura 3.55 - Montaje columnas guías .......................................................... 135

XXI Figura 3.56 - Parte móvil completa ................................................................ 136 Figura 3.57 - Bujes guías y cavidad fija ......................................................... 136 Figura 3.58 - Montaje total de la matriz ......................................................... 137 Figura 3.59 - Montaje total de la matriz ......................................................... 137

Figura 4.1 – Matriz con cáncamo para izaje .................................................. 139 Figura 4.2 – Colocación de la matriz en los platos de la inyectora ................ 140 Figura 4.3 – Registro de anillo centrador en inyectora .................................. 140 Figura 4.4 – Sujeción de la matriz ................................................................. 141 Figura 4.5 – Izaje de la matriz utilizando el cáncamo .................................... 142 Figura 4.6 – Izaje de la matriz utilizando faja................................................. 142 Figura 4.7 – Matriz asegurada con bridas ..................................................... 143 Figura 4.8 - Matriz de cubiertos cerrada ........................................................ 144 Figura 4.9 - Matriz de cubiertos abierta ......................................................... 144 Figura 4.10 – Verificación de correcta apertura de la matriz ......................... 145 Figura 4.11 – Verificación de correcto cierre de la matriz .............................. 146 Figura 4.12 – Panel de control de inyectora Milacron MTH55 ....................... 146 Figura 4.13 – Parámetros de inyección ......................................................... 147 Figura 4. 14 - Cubiertos inyectados resultado de la primera prueba ............. 149 Figura 4.15 - Fuga de material por la superficie de cierre ............................. 149 Figura 4.16 - Problemas de expulsión (cubiertos atrapados) ........................ 150 Figura 4.17 - Retención de cubiertos en la zona de la cuchara ..................... 150 Figura 4.18 - Prueba de molde con sistema de refrigeración ........................ 151 Figura 4.19 - Inyección correcta de los cubiertos .......................................... 151 Figura 4.20 - Producto terminado .................................................................. 152 Figura 4.21 - Resultado de cubierto inyectado .............................................. 152

XXII Figura 4.22 - Medición del tenedor con calibrador digital .............................. 153 Figura 4. 23 - Medición de la cuchara con calibrador digital .......................... 153 Figura 4.24 - Medición del cuchillo con calibrador digital ............................... 153 Figura 4.25 - Medición de la cucharita con calibrador digital ......................... 154 Figura 4.26 - Vista superior del cubierto ........................................................ 155 Figura 4.27 - Vista inferior del cubierto .......................................................... 155

XXIII RESUMEN

En el presente proyecto se estudia el proceso de inyección de los polímeros en especial de los termoplásticos de los cuales se elige el polipropileno como material a inyectar, teniendo en cuenta sus principales características y reuniendo información sobre las fases de inyección y tipos de matrices existentes se procede al diseño de la matriz. La construcción de una matriz para la inyección de cubiertos, parte de la simulación de llenado de las cavidades para elegir la mejor disposición que se ajuste a las dimensiones de la máquina existente en el Laboratorio de Nuevos Materiales, posteriormente en base a el análisis se dimensiona los elementos de la matriz y construirla usando los materiales más adecuados que estén disponibles en la ciudad y aplicando el tratamiento térmico apropiado para los elementos que sufrirán desgaste. Realizada una revisión final del modelo 3D de la matriz se continúa con la elaboración de planos y hojas de procesos necesarios para el maquinado de los diferentes elementos. Además, se ha utilizado un software CAM que ayuda con el mecanizado de las cavidades que son las placas más importantes dentro de la matriz ya que son las encargadas de alojar el material inyectado. Las pruebas realizadas con la matriz arrojan como resultado un cubierto que cumple con un buen aspecto y con las dimensiones inicialmente establecidas. La matriz se constituye en elemento importante para realizar prácticas de inyección y que los estudiantes conozcan y se involucren más en el tema que hasta ahora viene siendo un mito dentro de la facultad.

XXIV ABSTRACT

This Project studies the polymers injection process, especially thermoplastics such as polypropylene, considering its main features and gathering information about injection phases and types of existing matrix. The building of the matrix starts from the simulation of filling the cavities to choose the best layout according the dimensions of the machine from new materials laboratory, then define the dimensions of the matrix and build using the most suitable materials that are available in the city and applying the appropriate heat treatment to the elements that suffer wear. After review the 3D model of the matrix continue the develop of the plans and worksheets necessary for machining the different elements, addition using a CAM software that helps with the machining of the cavities that are the most important plates, which are responsible for receiving the injected material. The tests with the matrix results elements that have a good look and initially established dimensions. The device obtained is an important element for injection practices and the students can be more involved in this topic that does not have enough information the university.

XXV INTRODUCCIÓN

En el área de la matricería existe un campo poco estudiado en la Facultad de Ingeniería Mecánica pero que en la actualidad está cobrando gran importancia en la industria como lo es la inyección de termoplásticos. El presente proyecto tiene como objetivo el diseño, simulación y construcción de una matriz de inyección de cubiertos y así poder dotar de una herramienta al Laboratorio de Nuevos Materiales que ayude a los estudiantes a poner en práctica los conocimientos obtenidos en el tema. En el diseño y construcción de la matriz se incluye la aplicación de diferentes software CAD (PowerSHAPE), CAM (SolidCAM) y CAE (Autodesk Moldflow Adviser) que combinados ayudan a predecir posibles defectos y analizar diferentes parámetros obtenidos en cuanto a simulación. El primer capítulo muestra información sobre los diferentes tipos de polímeros, sus características y propiedades haciendo énfasis en el polipropileno, además se presenta una descripción del proceso de inyección y sus diferentes fases de ciclo, también se incluye una clasificación de los tipos de matrices o moldes, clasificación de coladas, entradas y los materiales usados para la construcción de matrices. En el capítulo dos se presenta un análisis de simulación de rigidez de diferentes modelos de cubierto y su posterior selección, así también se muestran cuatro opciones de distribución de las piezas para la inyección. Luego se encuentra un análisis de cada parámetro obtenido en la simulación de la disposición seleccionada. En el capítulo tres se establece el dimensionamiento de la matriz donde se determinan dimensiones, materiales y tratamientos térmicos para cada elemento, también están las hojas de procesos necesarias para el mecanizado y un breve ejemplo de mecanizado CNC de las placas cavidades aplicando un software CAM. Finalmente se presenta el proceso de ensamble de la matriz.

XXVI El capítulo cuatro es donde se establece un protocolo de pruebas para ensayar la matriz en vacío y con carga, también se muestra un análisis de los resultados obtenidos y un análisis de costos del proyecto. Finalmente en el capítulo cinco están las conclusiones y recomendaciones que se obtienen de este proyecto.

1

CAPÍTULO 1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS 1.1 POLÍMEROS Los polímeros son macromoléculas formadas por miles de moléculas más pequeñas llamadas monómeros a través de una reacción conocida como polimerización, durante esta reacción los monómeros forman grandes cadenas de formas y propiedades muy diversas. Existe una infinidad de tipos de polímeros cada uno con características diferentes1.

1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS 1.2.1 POLÍMEROS NATURALES Son aquellos polímeros que vienen directamente del reino animal y vegetal, es decir no se necesita la intervención del ser humano para que estos se formen tales como el caucho natural y los ácidos nucleicos2. 1.2.2 POLÍMEROS ARTIFICIALES Estos polímeros son producto de una modificación mediante procesos químicos a polímeros naturales, por ejemplo la nitrocelulosa. 1.2.3 POLÍMEROS SINTÉTICOS Los polímeros sintéticos son aquellos que han sido obtenidos de manera artificial, es decir que han sido creados por el ser humano mediante procesos químicos

como

la

polimerización,

por

ejemplo

el

nylon,

polietileno,

polipropileno, etc3. Esta última clasificación de los polímeros es la que contiene los materiales que comúnmente son utilizados en la industria de los plásticos para fabricar un sin número de artículos. Existe una gran variedad de polímeros sintéticos, cada uno con propiedades y características completamente diferentes, es por eso 1

JUAN ROBLEDO ROSAS, (2010), Modelo piloto para inyección de plásticos, Morelia Michoacán, Pág. 7,8 2 RAMIREZ, LOPEZ, (2009), Manufactura de un molde de inyección de plástico para fabricar cabos de paleta de hielo utilizando la tecnología CNC, Pág. 17 3 http://www.textoscientificos.com/polimeros/sinteticos

2 que se puede obtener desde objetos tan livianos como una funda plástica, hasta piezas automotrices sumamente complejas capaces de resistir grandes impactos y liberar gran cantidad de energía cuando se rompen.

1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS COMPORTAMIENTO TÉRMICO

SEGÚN

SU

1.3.1 ELASTÓMEROS Este tipo de polímeros se caracteriza por poseer una gran zona elástica ya que pueden deformarse fácilmente sin modificar su estructura y forma inicial, una característica esencial de este tipo de polímeros es que no se lo puede fundir con el aumento de la temperatura ya que antes de fundirse el material pasa directamente al estado gaseoso, por ejemplo el neopreno4.

Figura 1.1 – Elastómeros4

1.3.2 TERMOESTABLES Son aquellos polímeros unidos mediante enlaces químicos, este tipo de enlaces hace que la estructura polimérica tenga la forma de una red, es decir sea muy entrecruzada, el tipo de enlace y la estructura polimérica son los responsables de que este material tenga una alta resistencia mecánica y una baja elasticidad. Se caracterizan por que al aumentar su temperatura no fluyen, es decir no se los puede manipular para que tomen la forma de un molde determinado, por el contrario al aumentar su temperatura estos se descomponen por ejemplo las resinas fenólicas4.

4 http://www.losadhesivos.com

3

Figura 1.2 – Termoestables5

1.3.3 TERMOPLÁSTICOS Estos materiales se encuentran formados por polímeros unidos por fuerzas de Van der Waals, su estructura polimérica es larga y presenta pocos entrecruzamientos, al aumentar su temperatura es capaz de alcanzar un estado casi líquido, lo que le permite fluir y poder ser moldeado utilizando presión, una vez que la temperatura ha disminuido vuelve a endurecerse por ejemplo el polipropileno5.

Figura 1.3 – Termoplásticos5

1.4 POLIPROPILENO

Figura 1.4 - Polipropileno

5

http://www.losadhesivos.com

4 Es un polímero termoplástico semicristalino que se obtiene de la polimerización del propileno, este material es uno de los más versátiles de nuestro medio ya que posee características tales como: ü Bajo costo ü Es un producto inerte ü Apto para el reciclaje ü Bajo peso especifico ü Su incineración no produce contaminantes ü Evita el paso del vapor ü Fácil de procesarlo ü Resistente a la abrasión ü Buena resistencia al calor ü Buenas propiedades de resistencia y estética ü Su producción es la de menor impacto ambiental en comparación con sus similares6 Por todas las características antes mencionadas y principalmente por la gran relación costo beneficio este material está siendo utilizado ampliamente en la industria en la última década, ya que se puede fabricar productos como: ü Tuberías ü Recipientes ü Autopartes ü Muebles ü Juguetes ü Fibras ü Fundas ü Pañales ü Ropa ü Tanques

6

GUTIÉRREZ DANIEL, OÑATE CRISTIAN,(2006),Sistema de inyección con colada caliente aplicado en la industria del plástico como herramienta de competitividad, Pachuca, Págs. 18,19

5

1.5 MÉTODOS PARA EL MOLDEO DEL POLIPROPILENO El aumento del uso de este polímero en la industria ha permitido que se desarrollen algunas formas de procesarlo para poder obtener un sin número de productos, dentro de los más importantes se tienen. 1.5.1 MOLDEO POR SOPLADO Se utiliza un tubo de polipropileno fundido y es soplado dentro de un molde, donde este toma la forma de la cavidad, se utiliza para la fabricación de botellas, frascos, envases y en general cualquier recipiente hueco7.

Figura 1.5 - Moldeo por soplado7

1.5.2 TERMOFORMADO Para este proceso se parte de una lámina de polipropileno la cual se coloca en un molde que tiene dos partes (macho y hembra), se procede a calentar la lámina para que pueda alcanzar cierto grado de plasticidad y se aplica presión en el molde para cerrarlo y que la lámina obtenga la forma deseada, adicional se puede aplicar una succión para crear vacío y que la lámina adopte formas complejas del molde, se utiliza para la fabricación de recipientes para alimentos, golosinas y en general recipientes que serán utilizados para microondas8.

7 8

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2012/03/extrusion-soplado.html http://q-2.es/index.php/blog-de-noticias-khudos/que-es-termoformado.html

6

Figura 1.6 - Termoformado9

1.5.3 MOLDEO POR EXTRUSIÓN Este método consiste en hacer pasar el polipropileno a través de un dado de extrusión el cual tiene la forma deseada, luego se enfriara rápidamente para que no pierda la forma adquirida, mediante este método se puede obtener perfiles, láminas y tubos10.

Figura 1.7 - Moldeo por extrusión10 9

http://q-2.es/index.php/blog-de-noticias-khudos/que-es-termoformado.html http://www.textoscientificos.com/polimeros/moldeado

10

7 1.5.4 MOLDEO POR INYECCIÓN Este proceso consiste en el calentamiento del polipropileno hasta que alcance una temperatura que este dentro del rango de la transición vítrea, para que luego aplicando presión este pueda llenar un molde previamente fabricado con la forma deseada, dicho molde tendrá un sistema de enfriamiento que le permitirá enfriarse a la pieza y mantener la nueva forma adquirida, este proceso es uno de los más utilizados en la industria ya que en teoría se puede obtener cualquier pieza que pueda ser reproducida en un molde, dentro de los productos obtenidos por este método se encuentran juguetes, autopartes, frascos, tapas, muebles, partes de electrodomésticos11.

Figura 1.8 - Moldeo por inyección11

1.6 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE INYECCIÓN Es un proceso en el cual se lleva a cabo la completa transformación física del polímero utilizado para obtener las formas deseadas a través de un molde de precisión, el proceso es llevado a cabo con la ayuda de una máquina inyectora de características universales, es decir que con la misma máquina se puede realizar una infinidad de productos, siempre y cuando los moldes utilizados mantengan ciertos parámetros y se ajusten a las características de la inyectora.

11

http://www.textoscientificos.com/polimeros/moldeado

8 1.6.1 TEMPERATURA DE TRANSICION VITREA Es importante recordar que las propiedades mecánicas de los polímeros dependen de los cambios de temperatura, la temperatura de transición vítrea no implica un cambio de estado del polímero, pero si marca el inicio de un rango de temperatura en la cual el sólido completamente rígido cambia sus propiedades y puede ser más blando, flexible y maleable, estas nuevas características que adquiere el polímero son fundamentales para que se pueda producir la inyección del material, el rango de temperatura en el cual el polímero presenta las propiedades idóneas para que pueda ser utilizado en la inyección está delimitado por la temperatura de transición vítrea [Tg] y la temperatura de fusión [Tm]. Para determinar la temperatura de transición vítrea y temperatura de fusión del polímero es necesario hacer una relación entre el volumen específico y la temperatura, estos dos parámetros determinarán una curva independiente para cada tipo de polímero12.

Figura 1.9 Curvas de transición vítrea A. Polímero Amorfo B. Polímero Semicristalino C. Polímero Cristalino13 12

WILLIAM D. CALLISTER, (1996),Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales Vol 2, Págs. 497,498,499 13 http://profguillermojcentenob.blogspot.com/2011/05/morfologia-de-los-polimeros.html

9 1.6.2 CICLO DE TRABAJO Una de las mejores ventajas del proceso de inyección es su alta productividad ya que si se cuenta con un buen diseño de molde y un buen equipo de inyección se puede obtener un ciclo de trabajo bastante corto y obtener una gran producción, a continuación se describe un ciclo de trabajo ideal de un proceso de inyección. 1. Plastificación y homogeneización.- En este primer paso se alimenta la tolva de la inyectora con el polímero seleccionado para la inyección el cual generalmente se lo adquiere en forma de pequeñas esferas también conocidas como pellet, a continuación la máquina inyectora genera calor por medio de resistencias eléctricas ubicadas alrededor del cilindro, el material comenzará el proceso de plastificación y al mismo tiempo un tornillo girará constantemente para homogeneizar toda la mezcla de material fundido. 2. Inyección.- Con el constante giro del tornillo sin fin el material plastificado avanza hacia la parte delantera del husillo donde se encuentra la boquilla de inyección, esta acción genera una presión que hace retroceder un cilindro hidráulico y el husillo, dejando un volumen de material plastificado listo para ser inyectado, a esta parte se la conoce como dosificación del cilindro, posteriormente un cilindro hidráulico accionara la parte móvil de la inyectora haciendo que el molde quede cerrado completamente a esta parte se la conoce como unidad de cierre, a continuación se acciona el cilindro hidráulico que había sido retraído durante la dosificación y se inyecta el material en el molde. 3. Enfriamiento.- Una vez que el material ha sido inyectado en la boquilla de inyección debe mantenerse por un tiempo determinado ya que el polímero presentará contracciones durante su enfriamiento, para el enfriamiento de las piezas se puede diseñar diferentes sistemas, al ser esta la operación que más tiempo demanda, el diseño del enfriamiento será parte importante para poder incrementar la productividad del proceso, las piezas deben ser enfriadas hasta que alcancen una

10 temperatura que no les permita deformarse en las operaciones posteriores. 4. Expulsión.- Esta es la última parte del ciclo de trabajo y consiste en expulsar las piezas inyectadas, una vez que las piezas han adquirido una temperatura con la cual ya no sufran contracciones o deformaciones el molde se abrirá y con la ayuda de la unidad de extracción de la inyectora se expulsará la pieza, y el molde volverá a cerrarse para reanudar en ciclo14.

1.7 MÁQUINAS INYECTORAS La inyectora es parte fundamental del sistema ya que en ella se produce todo el proceso de transformación del polímero, la mayoría de inyectoras son del tipo universal, es decir que en la misma inyectora se puede montar diferentes tipos de moldes siempre y cuando su diseño se rija a los parámetros de la inyectora. Las máquinas inyectoras poseen cuatro unidades principales las cuales son se pueden observar en la Figura 1.10.

Figura 1.10 - Máquina inyectora15 14

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Págs. 43,44 15

MIKELL P. GROOVER, Fundamentos de Manufactura Moderna: Materiales Procesos y Sistemas,

Mexico, Pag. 330

11 1.7.1 UNIDAD DE CIERRE La unidad de cierre es la parte de la inyectora donde se monta el molde de precisión, esta unidad está formada básicamente por dos placas portamoldes, en la una placa se sujeta la parte fija del molde y en la otra la parte móvil, el sistema que accionará la parte móvil del molde permitirá que este se abra y se cierre para poder cumplir el ciclo de trabajo, el diseño de este sistema depende del modelo de la máquina pero puede ser utilizando un tornillo sin fin, cilindros olehidráulicos o también motores eléctricos. Esta unidad es la que posee los parámetros a tomar en cuenta para el diseño de las matrices que se utilizarán en la inyectora, dimensiones como la de los platos portamoldes, distancia entre barras, distancia máxima de apertura, carrera de expulsión, distancia mínima entre placas son fundamentales al momento de realizar el dimensionamiento de la matriz, ya que de lo contrario no se podrá realizar un correcto montaje de la misma16. 1.7.2 UNIDAD DE INYECCIÓN La unidad de inyección está formada por: 1. Tolva de alimentación.- Por medio de esta tolva la unidad de inyección se alimenta de polímero en forma de pellet para poder plastificarlo y realizar el proceso de inyección. 2. Tornillo sin fin.- Una vez que los pellet de polímero han pasado de la tolva de alimentación pasan a tener contacto con el tornillo el cual se encuentra girando constantemente para poder homogeneizar la mezcla, el giro del tornillo también produce fricción entre las pequeñas esferas del polímero lo incrementa su temperatura y de esta manera ayuda a que el proceso de plastificación dure menos tiempo, a más del movimiento giratorio del tornillo este también tiene un movimiento rectilíneo, ya que una vez que se ha producido la dosificación el tornillo

16

ANDINO DANIEL, PAUCAR MAYRA, (2009), Diseño, modelación, simulación y construcción de molde para tapas de cilindros de gas de uso doméstico por inyección plástica, Riobamba, Págs. 7,8,9,10

12 ejercerá una presión en la boquilla con la ayuda de un cilindro hidráulico16. 3. Barril.- Este elemento es un cilindro hueco en cuyo interior se encuentra el tornillo sin fin, cumple la función de alojar las resistencia eléctricas que plastificarán el polímero, los pellet se encuentran en contacto directo con las paredes del barril por lo que la transferencia de calor que se produce es por conducción, se debe tener en cuenta que la transferencia de calor del polímero es muy inferior a la del metal, por lo que una pequeña capa del polímero que se encuentra en contacto con la pared del barril es la que se plastificará, sin embargo la acción mezcladora del tornillo y la fricción que este provoca hará que el polímero se plastifique de manera homogénea. 4. Boquilla.- Esta es el último elemento del sistema de inyección, la boquilla de inyección tiene contacto con la placa del molde y por esta saldrá el polímero plastificado con la presión necesaria para que pueda llenar completamente el molde, al ser el orificio de la boquilla de menor diámetro que el del barril esta también provoca una presión adicional a la ejercida por el cilindro hidráulico. 1.7.3 UNIDAD DE POTENCIA La unidad de potencia es la que suministra toda la energía para el funcionamiento del sistema, la unidad de potencia en general puede ser de dos tipos: eléctrica e hidráulica, la selección de cualquiera de estas dos alternativas dependerá del uso que se le vaya a dar a la inyectora puesto que cada una tiene sus ventajas17. 1. Unidad de potencia eléctrica.- Se utiliza unidades de potencia eléctricas en máquinas relativamente pequeñas, ya que los motores eléctricos necesarios para realizar las operaciones también son pequeños, sin embargo a pesar de su pequeño tamaño pueden proporcionar un gran torque de arranque, así que se debe tener 17

MAYA ORTEGA ENRIQUE, (2007),Diseño de moldes de inyección de plástico con ingeniería concurrente, México D.F., Págs. 6,7,8,

13 sumo cuidado con los elementos accionados con este tipo de motores ya que pueden torcerse o romperse. Las operaciones que se pueden efectuar con los motores eléctricos son el giro del tornillo y el cierre del molde, el movimiento rectilíneo del tornillo para la inyección del material debe ser realizado exclusivamente por un cilindro hidráulico. Una de las desventajas del uso de motores eléctricos es que la velocidad de giro de los mismos viene dada solo para ciertos valores, lo que le quita un poco flexibilidad al sistema. 2. Unidad de potencia hidráulica.- Las unidades de potencia hidráulicas son las más utilizadas en las máquinas inyectoras, esto se debe a que presentan más ventajas y beneficios que los sistemas eléctricos entre los cuales destacan18.

·

La transmisión de potencia se la hace de forma casi directa, ya que la energía hidráulica producida por el fluido de trabajo es transformada en energía mecánica por el cilindro, mientras que en los sistemas eléctricos se necesita obligatoriamente de la ayuda de sistemas mecánicos como reductores de velocidad, bielas, manivelas y demás elementos para poder controlar la unidad de cierre y el giro del tornillo.

·

Los sistemas hidráulicos son capaces de generar gran cantidad de energía lo que permite trabajar con grandes presiones y velocidades, además la variación de estas es mucho más fácil ya que se lo hace manipulando el flujo del fluido de trabajo, lo que permite tener un sistema más estable desde el arranque.

·

El fluido de trabajo más común es el aceite, el cual da muy buenas propiedades lubricantes, sellantes y refrigerantes al sistema permitiendo que trabaje con grandes cargas sin presentar inconvenientes18.

18

ANDINO Daniel, PAUCAR Mayra, (2009), Diseño, modelación, simulación y construcción de molde para tapas de cilindros de gas de uso doméstico por inyección plástica, Riobamba, Págs. 7,8,9,10

14 1.7.4 UNIDAD DE CONTROL Para poder controlar el sistema se utilizan básicamente dos tipos de controladores: ·

PLC.- También conocido como controlador lógico programable, este tipo de controlador nos permite programar un ciclo de trabajo el cual se repetirá de manera cíclica las veces que sea necesario, posee grandes ventajas ya que puede recibir señales de emergencia por sobrepresión o mal funcionamiento de las unidades de cierre, en este caso suspenderá de inmediato el ciclo de trabajo haciendo el sistema más seguro.

·

PID.- También conocido como proporcional integral derivativo, es un mecanismo de control que posee una realimentación continua que permite calcular el error entre un valor medio y el valor que se quiere obtener, este tipo de controladores son los más adecuados para controlar la temperatura ya que poseen una rápida velocidad de respuesta19.

1.8 PARÁMETROS DE SELECCIÓN DE UNA INYECTORA Como se había mencionado anteriormente la inyectora es parte fundamental del sistema, sin embargo sus parámetros son los que determinaran que tipos de moldes pueden ser usados en la misma20. 1. Fuerza de cierre.- Se debe tener muy en cuenta la capacidad de la fuerza de cierre de la inyectora ya que al ser inyectado el material en el molde se producirán altas presiones que podrían hacer abrir el molde echando a perder la pieza, la unidad de medida más común son las toneladas (Ton). 2. Capacidad de inyección.- Es el volumen máximo de material que la máquina es capaz de dar en una inyectada, este parámetro es 19

MAYA ORTEGA ENRIQUE, (2007),Diseño de moldes de inyección de plástico con ingeniería concurrente, México D.F., Págs. 6,7,8, 20 Gutiérrez Daniel, Oñate Cristian,(2006),Sistema de inyección con colada caliente aplicado en la industria del plástico como herramienta de competitividad, Pachuca, Págs. 4,5,6,7,8,9

15 fundamental en el diseño del molde ya que se obtendrán mejores resultados si todo el volumen del molde es llenado en una sola inyectada, la unidad de medida son centímetros cúbicos por cada inyección (cm3/inyección) o también puede venir dada en gramos por inyección (g/inyección) tomando como referencia la densidad del poliestireno. 3. Presión de inyección.- Es la presión máxima a la que se puede inyectar el material hacia el molde, también es un parámetro importante ya que de esto depende que la velocidad de llenado así como que el material alcance las secciones más pequeñas de la pieza. 4. Capacidad de plastificación.- Es la capacidad máxima de material que puede suministrar el tornillo cuando plastifica el material, la unidad viene dada en gramos (o múltiplos) por hora (g/h). 5. Velocidad de inyección.- Es la velocidad máxima con la que se puede inyectar el material hacia el molde, es importante tener una buena velocidad de inyección ya que de esto dependerá que el molde se llene en su totalidad antes de que el polímero se haya solidificado, la unidad viene dada en centímetros cúbicos por segundo (cm3/seg).

1.9 MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS El molde para la inyección de plásticos es muy similar a una matriz para conformar chapa metálica, puesto que tienen casi los mismos elementos para su funcionamiento, la única diferencia es que los moldes para inyección deben contar con un sistema de enfriamiento que les permita enfriar de manera más rápida las piezas inyectadas para que la productividad del sistema aumente. El caso más sencillo de un molde de este tipo tendría únicamente dos placas, una llamada punzón, émbolo o estampa y otra llamada matriz, troquel o

16 cavidad, entre estas dos placas quedara un espacio vacío el cual será llenado con el polímero plastificado por medio de canales y bebederos21. 1.9.1 CICLO DE TRABAJO DEL MOLDE El molde tiene un ciclo de trabajo que consta de 3 fases: 1. Fase de inyección.- Durante esta fase el material plastificado que se encuentra ya dosificado en la punta del barril en inyectado por el tornillo a través de la boquilla, el material comenzará a llenar el molde paulatinamente con el volumen necesario22.

Figura 1.11 - Fase de inyección22

2. Fase de compresión.- Durante esta fase el polímero plastificado ha llenado por completo la cavidad del molde y es necesario aplicar una fuerza de compresión sobre el molde ya que el polímero sufre contracciones durante el proceso de plastificación, durante este periodo de tiempo actuará el sistema de refrigeración que ayudará a solidificar más rápido el polímero22.

21

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Págs. 43,44,45 22 MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Págs. 43,44,45

17

Figura 1.12 - Fase de compresión23 3. Fase de expulsión o extracción.- Una vez que la pieza se ha enfriado el molde procede abrirse por el plano de partición o cierre, este movimiento de la parte móvil del molde a su vez acciona el mecanismo de expulsión que funciona con varillas previamente diseñadas en el molde también conocidas como botadores las cuales despegarán a la pieza terminada del punzón ya que por los fenómenos de contracción del polímero mencionados la pieza se quedará pegada a este, el mecanismo de expulsión no regresará sino hasta que el molde vuelva a cerrarse, durante este proceso el tornillo regresará y dejará de aplicar presión sobre la boquilla23.

Figura 1.13 - Fase de extraccion23

1.9.2 CLASIFICACIÓN DE LOS MOLDES Establecer una clasificación específica para todos los tipos de moldes de inyección de plásticos existentes es complicado ya que cada uno ha sido diseñado según la geometría que presenta la pieza a inyectarse, las 23

44

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Página

18 soluciones empleadas para poder crear piezas de gran complejidad geométrica son muy diferentes e ingeniosas, sin embargo es posible establecer una clasificación mucho más general observando patrones que se repiten en ciertos tipos de moldes. Según la cantidad de cavidades que posean se los puede clasificar en: ·

Simples

·

Múltiples

La determinación de la cantidad de cavidades que se puede construir en un mismo molde depende del peso del material a inyectarse, la presión de cierre disponible en la máquina inyectora y el rendimiento de la plastificación. Otro patrón mediante el cual se puede establecer una clasificación de los moldes es el principio de desmoldeo. El diseño del molde debe permitir que la pieza ya plastificada pueda ser expulsada de la manera más fácil y rápida del molde, además de que no debe perder o ser estropeada la geometría que ha obtenido, según esto se tiene la siguiente clasificación: ·

Moldes para piezas sin resaltes o contraperfiles.- Son los moldes más sencillos y básicos que sirven para poder obtener piezas con formas cúbicas, fuentes, recipientes, etc.

·

Moldes para piezas con resaltes a contraperfiles exteriores.Estos moldes tienen un grado mayor de complejidad en el diseño del desmoldeo, piezas como tornillos plásticos o tapones de champagne son obtenidas con este tipo de moldes.

·

Moldes para artículos con resaltes interiores.- Mediante este tipo de moldes se puede obtener piezas de gran complejidad como son obturadores roscados para tubos, caperuzas roscadas.

La norma DIN E 16750 establece la siguiente clasificación “Moldes de inyección para materiales plásticos” ·

Molde estándar (molde de dos placas)

·

Molde de 3 placas

19 ·

Molde de mordaza (molde de corredera)

·

Molde de extracción por segmentos

·

Molde de pisos (molde sándwich)

·

Molde de canal caliente (inyección de termoplásticos)24

1.9.2.1 MOLDE DE 2 PLACAS Este tipo de moldes es el diseño más común de todos, consiste básicamente en dos placas, las cavidades se montan en la placa que permanecerá fija durante la inyección mientras que la placa macho se monta en la parte móvil, que también permitirá el accionamiento del sistema de extracción, en este tipo de moldes se puede encontrar la boquilla de alimentación situada exactamente en la parte media del molde la cual alimentará directamente a la pieza en caso de tener una sola cavidad o alimentará a un sistema de canales en caso de que el molde contenga varias cavidades, el diseño básico puede sufrir ciertas modificaciones según la necesidad25.

Figura 1.14 - Molde de dos placas25

24

GASTROW HANS, (1998), Moldes de inyección de plástico 1000 casos prácticos, Barcelona, Pág. 2 RAMIREZ, LOPEZ, (2009), Manufactura de un molde de inyección de plástico para fabricar cabos de paleta de hielo utilizando la tecnología CNC, Pág. 47,48 25

20 1.9.2.2 MOLDE DE 3 PLACAS Este tipo de moldes consta de 3 placas, la primera placa está unida a la parte fija de la inyectora y contiene el bebedero y la mitad de los canales de alimentación de la pieza, la segunda placa, intermedia o flotante contiene la cavidad que contendrá la pieza y la otra mitad de los canales de alimentación, finalmente la tercera placa está sujeta a la parte móvil de la inyectora y es la que contiene la parte macho o núcleos del molde, la ventaja de este tipo de moldes es que al accionarse tanto la placa intermedia como la placa móvil o macho se separan y permiten separar el bebedero y los canales de alimentación de la pieza.

Figura 1.15 - Molde de 3 placas26

1.9.2.3 MOLDES DE CANALES CALIENTES Este tipo de moldes son utilizados para la inyección de grandes piezas o piezas de gran complejidad, en este caso el material a ser inyectado se mantiene con la viscosidad adecuada hasta la entrada misma de la cavidad lo que garantiza un llenado completo y evita problemas de solidificación antes de haber llenado por completo el molde, en este tipo de moldes la placa móvil y la fija se separan justo a la entrada de la cavidad logrando con esto tener la pieza independiente 26

RAMIREZ, LOPEZ, (2009), Manufactura de un molde de inyección de plástico para fabricar cabos de paleta de hielo utilizando la tecnología CNC, Pág. 47,48

21 de los canales de alimentación donde el material todavía se encuentra blando y maleable gracias a un sistema de resistencias eléctricas colocadas a lo largo de los canales, esta placa calefactora que contiene los canales y las resistencias es conocida como manifold27.

Figura 1.16 - Molde de canal caliente27

1.9.2.4 MOLDE DE CANALES AISLADOS Este tipo de moldes es muy similar al molde con canal caliente, en este caso se utiliza un diámetro de canales de alimentación de un diámetro mucho mayor al diámetro de los canales anteriores ya que en las paredes de este canal estará material solidificado que actuara como un aislante térmico para que por el centro del canal pueda circular el material fundido, este tipo de moldes se utiliza en moldes que posean más de una cavidad y la entrada se encuentre en la parte central del molde27.

27

RAMIREZ, LOPEZ, (2009), “Manufactura de un molde de inyección de plástico para fabricar cabos de paleta de hielo utilizando la tecnología cnc”, Págs. 47,48,49,50

22

Figura 1.17 - Molde de canales aislados28

1.9.2.5 MOLDES CON ELEMENTOS DESLIZANTES No todas las piezas permiten tener una extracción sencilla y fácil, existen piezas

cuya

geometría

y

ángulos

hacen

necesario

efectuar

ciertas

modificaciones al molde para poder extraerlas sin dañar su forma, este tipo de modificación pueden ser en cuanto al número de placas utilizadas, tipo de cierre o mecanismo de extracción, uno de los mecanismo más utilizados para resolver el problema de la extracción este tipo de piezas es utilizando elementos deslizantes como son correderas, levas o pistones que pueden ser accionados de manera mecánica mediante la parte móvil del molde o con sistemas complementarios neumáticos o hidráulicos28.

Figura 1.18 - Molde con elementos deslizantes28 28

RAMIREZ, LOPEZ, (2009), Manufactura de un molde de inyección de plástico para fabricar cabos de paleta de hielo utilizando la tecnología CNC, Pág. 50

23

1.10 CLASIFICACIÓN DE COLADAS Y ENTRADAS El tipo de colada así como el diseño de las entradas o bebederos por los que circulara el plástico son fundamentales para obtener una pieza de excelente calidad y también el mejor rendimiento del sistema. 1.10.1 SISTEMAS DE COLADA FRÍA Este sistema también conocido como canal frio quiere decir que no existen medios de calentamiento adicionales a lo largo de los canales de alimentación, el único medio de calentamiento disponible es el que brinda la inyectora, para poder explicar este tipo de sistemas es necesario definir ciertos términos: ·

Colada.- Es un componente de la pieza inyectada, pero que no forma parte de la pieza propiamente dicha.

·

Canal de colada.- El canal de colada se define desde el punto de introducción de la masa plastificada en el molde hasta la entrada.

·

Entrada.- Es la sección del canal de colada en el punto donde se une con la cavidad del molde.

El camino que debe recorrer el material hasta alcanzar la entrada debe ser el más corto posible para de esta manera minimizar las pérdidas de presión y temperatura, a continuación se describe los tipos de coladas y entradas frías más comunes. 1.10.2 COLADA CÓNICA Este tipo de colada se aplica para la fabricación de piezas con espesores de pared relativamente gruesos, y también para la transformación de materiales de elevada viscosidad en condiciones térmicamente desfavorables29.

29

HANS GASTROW, (1992), Moldes de inyección para plásticos, Ed. Barcelona activa, España, Pág. 3,4

24

Figura 1.19 - Colada cónica30 1.10.3 COLADA DE PARAGUAS Este tipo de colada es ideal para la fabricación de piezas que exigen una alta precisión de redondez como los cojinetes, con este tipo de colada se evita la aparición de líneas de unión, las desventajas que tiene este tipo de colada es el apoyo unilateral del noyo central y el posterior mecanizado de la pieza para eliminar la colada30.

Figura 1.20 - Colada de paraguas30

1.10.4 COLADA DE DISCO Mediante este tipo de colada se unen preferentemente piezas cilíndricas internas sin dejar líneas de unión residuales, en el caso de las piezas que serán reforzadas con fibras para mejorar las propiedades de la pieza este tipo de colada disminuye la tendencia a la contracción 30. 30

HANS GASTROW, (1992), Moldes de inyección para plásticos, Ed. Barcelona activa, España, Pág. 3,4,5,6

25

Figura 1.21 - Colada de disco31

1.10.5 ENTRADA LAMINAR O DE CINTA Este tipo de entrada se utiliza para la fabricación de piezas planas con un mínimo de contracciones y tensiones, esto se debe a que la entrada tiene un ancho igual al de la pieza lo que origina una distribución más homogénea del frente de la colada, una desventaja de este tipo de entrada es que se puede producir un desgaste acelerado del molde y la formación de una cascarilla ya que la entrada no se encuentra en el centro de gravedad de la pieza 31.

Figura 1.22 - Entrada laminar o de cinta31 31

HANS GASTROW, (1992), Moldes de inyección para plásticos, Ed. Barcelona activa, España, Pág. 3,4,5,6

26 1.10.6 ENTRADA DE TÚNEL O SUBMARINA Este tipo de entrada es adecuada para la inyección lateral de las piezas. Sin tener los posibles problemas de obturación precoz, esta entrada permite secciones muy pequeñas, y con ello se consigue tener marcas residuales imperceptibles sobre la pieza, cuando se utiliza este tipo de entradas el diseño de molde casi siempre incluye una arista de corte la cual separa a la entrada el momento que el molde se abre32.

Figura 1.23 - Entrada de túnel o submarina32

1.10.7 ENTRADA PUNTIFORME Este tipo de entrada en particular es utilizada cuando se quiere separar de manera automática la colada de la pieza, el espesor “d” por donde entra el material en arrancado fácilmente ya que su sección transversal es relativamente inferior al resto de la pieza, cuando las piezas son fabricadas

32

HANS GASTROW, (1992), Moldes de inyección para plásticos, Ed. Barcelona activa, España, Pág. 3,4,5,6

27 utilizando este tipo de entradas generalmente no requieren un maquinado posterior para eliminar las posibles imperfecciones que deja la entrada.

Figura 1.24 - Entrada puntiforme33

1.10.8 SISTEMAS DE COLADA CALIENTE Este tipo de sistemas también conocidos como canal caliente poseen mayor complejidad, ya que se utiliza medios de calentamiento extras al de la inyectora, el tener un canal caliente ayuda a obtener piezas de gran calidad ya que presentan una menor pérdida de presión con respecto a otros tipos de sistemas, es por esto que es posible inyectar piezas extremadamente grandes como parachoques y tableros de autos. El tener un canal caliente también ayuda a aprovechar el volumen de inyección de la máquina y el tiempo de llenado también disminuirá por lo que los moldes de varios pisos deben utilizar únicamente este tipo de sistema. Sin embargo se debe tener en cuenta que su diseño, construcción, operación y mantenimiento son más complejos, ya que se deben utilizar placas extras que puedan alojar los medios adicionales de calentamiento y un sistema automático que pueda controlar los mismos, además se debe tener cuidado de no formar celdas galvánicas con el cobre presente en las resistencias eléctricas33.

33

HANS GASTROW, (1992), Moldes de inyección para plásticos, Ed. Barcelona activa, España, Pág. 3,4,5,6,7

28

1.11 DESMOLDEO Una vez que la pieza se ha enfriado y solidificado es necesario extraerla del molde, uno de los casos ideales seria diseñar el molde para que una vez producida la inyección y el molde se abra la pieza pueda caer por gravedad, sin embargo esto no podría suceder ya que la pieza queda retenida en el molde por posibles resaltes, tensiones internas o fuerza de adherencia hacia el macho, por lo que es necesario utilizar sistemas de expulsión, por lo general todos los sistemas de expulsión son accionados de manera mecánica aprovechando la cerrera propia del molde, sin embargo en piezas de gran tamaño y complejidad es posible que este sistema mecánico no sea suficiente y se podría utilizar sistemas de accionamiento neumático o hidráulico de necesitarse grandes fuerzas, es de gran importancia para una buena eyección que la pieza quede en la parte móvil del molde es decir la que contiene el macho ya que es la única que puede contener sistemas adicionales para su expulsión, de igual manera se debe tener sumo cuidado con la ubicación de los expulsores ya que deben ir siempre en puntos estratégicos para que no puedan dañar la geometría ni la estética de la pieza obtenida. El sistema de eyección más utilizado es con varillas expulsoras que separa la pieza del macho o núcleo, el número de varillas a utilizarse deberá ser el suficiente para que no se produzcan deformaciones ni deterioros en la pieza, las varillas expulsoras están adheridas a una placa, la misma que será accionada por la carrera de apertura del molde haciendo que todas las varillas actúen al mismo tiempo34. 1.11.1 ACCIONAMIENTO DE LAS PLACAS EXPULSORAS Las varillas expulsoras o eyectores deben ser accionadas por una placa auxiliar conocida como placa expulsora, esta placa debe conseguir que las varillas tengan un desplazamiento suficiente para lograr expulsar los elementos inyectados y poder continuar con la siguiente inyección, puede tener diferentes diseños como se muestra a continuación: 34

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 131,132,133

29

Figura 1.25 - Tipos de desmoldeo35

1.11.2 TIPOS DE DESMOLDEO A. Por presión en la dirección de desmoldeo En este método la placa de expulsión hace tope contra un punto fijo de la máquina inyectora haciendo que la placa se desplace durante la apertura del molde.35

Figura 1.26 - Expulsión por presión en dirección de desmoldeo35 B. Por presión en la excéntrica de desmoldeo. Mediante este diseño la placa expulsora se desplaza por la fuerza que ejerce la excéntrica sobre su superficie plana, su funcionamiento es idéntico al de una leva con su seguidor, este método no es muy utilizado

35

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 148,149,150

30 ya que el recorrido que ofrece es muy corto, sin embargo puede ser una buena opción cuando la fuerza de desmoldeo necesaria es grande36.

Figura 1.27 - Expulsión por presión en la excéntrica de desmoldeo36

C. Por tracción en la dirección de desmoldeo. El desplazamiento de la placa extractora se produce por un mecanismo tirante, el cual permite que la placa se mueva solidaria con la parte móvil del molde durante su apertura36.

Figura 1.28 - Expulsión por tracción en la dirección de desmoldeo36

36

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 148,149,150

31 D. Por tracción perpendicular a la dirección de desmoldeo Este tipo de accionamiento se emplea únicamente con sistemas neumáticos, hidráulicos o manuales, su aplicación es muy limitada ya que su carrera de desmoldeo es muy corta37.

Figura 1.29 - Expulsión por tracción perpendicular a la dirección de desmoldeo37

1.12 MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE MOLDES Se había mencionado al inicio de este proyecto que las principales razones de la fabricación de piezas plásticas mediante la inyección era su alta productividad y la obtención de piezas con geometrías complicadas, sin embargo para que esto sea posible se necesita materiales especiales para la fabricación de los moldes, ya que los mismos deben tener una larga vida útil con una alta intensidad de trabajo, así mismo las cavidades del molde deben mantener las formas dadas en un inicio para que la pieza pueda mantener una buena calidad durante toda su vida útil, es por esto que los materiales deben tener las siguientes propiedades38: 1. Alta resistencia a la corrosión.- Materiales agresivos como los utilizados para fabricar los equipamientos protectores contra el fuego, rellenos y refuerzos de las piezas pueden ocasionar daños acumulativos en las placas del molde que se encuentran en contacto con el polímero fundido, por esto deben ser fabricadas con aceros de alta resistencia a

37

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 148,149,150 38 MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 11,12

32 la corrosión o utilizar recubrimientos superficiales como el cromado múltiple 2. Alta resistencia al desgaste.- Muchas veces es necesario que las piezas obtenidas por inyección tengan mejores características, por ejemplo para mejorar su rigidez se usan materiales de refuerzo como la fibra de vidrio, o simplemente para mejorar su estética se utilizan pigmentos de color, tanto la fibra de vidrio como los pigmentos de color son altamente abrasivos. 3. Buena conductibilidad térmica.- La buena conductividad térmica es fundamental tanto para el precalentamiento del molde como para lograr un rápido enfriamiento de las piezas, sin embargo controlar la termoconduccion es relativamente limitado, ya que para tener un acero con unas buenas propiedades de termoconducción se tiene que sacrificar propiedades como la dureza y resistencia al desgaste.

4. Alta estabilidad de medidas.- Es de suma importancia que el acero utilizado para la fabricación de las placas macho y hembra que formarán la cavidad para la pieza a inyectarse tengan una alta estabilidad dimensional dentro del rango de temperatura de operación del molde, ya que de no ser así la pieza se ve comprometida a sufrir posibles deformaciones y cambio de geometría que eche a perder la pieza39.

1.12.1 ACEROS DE CEMENTACIÓN Los aceros de cementación son uno de los materiales que reúnen todas las características necesarias para ser utilizados como materia prima en la fabricación de moldes, casi el 80% de todas las placas principales de los moldes están fabricadas con este material, su ventaja principal es que por cementación o carburación es posible obtener una microestructura de tipo cementita lo que dará una superficie de alta dureza pero a la vez se podrá tener un núcleo tenaz y resistente, la dureza superficial del material lo hará muy 39

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 11,12

33 resistente a la abrasión y su núcleo tenaz lo hará resistente a los esfuerzos a los que estará expuesto durante el ciclo de trabajo. Estas propiedades se obtienen cuando se realiza un tratamiento térmico (temple) a un acero con bajo contenido de carbono (inferior al 0,25%), el tratamiento térmico consiste en calentar el material en un rango de temperatura entre 840 y 900 grados centígrados (según su composición química) dentro de un ambiente que le aporte carbono (carbón vegetal, viruta de fundición de hierro) y posteriormente enfriarlo en aceite o agua, al efectuarse el calentamiento del material dentro de un ambiente rico en carbono la capa externa del material absorberá el elemento y la concentración de carbono en esta capa puede alcanzar hasta un 0,8%, la profundidad de esta capa enriquecida con carbono va de 0,6 a 2 [mm], la profundidad de esta capa está determinada por tres factores que son, el medio carburante, temperatura y tiempo

de

permanencia

del

tratamiento

térmico,

las

temperaturas

excesivamente altas y los tiempo de permanencia elevados pueden ser perjudiciales para el material, ya que echarán a perder el tratamiento térmico de bonificado que se debe realizar posteriormente, existen 3 tipos de temple que se puede aplicar al material40. 1.12.1.1 TEMPLE DIRECTO Tiene lugar al final del proceso de carburación sin precalentamiento ni tratamiento posterior. 1.12.1.2 TEMPLE SIMPLE Consiste en volver a elevar la temperatura de la parte exterior del molde hasta la temperatura de temple y luego enfriar a una temperatura de entre 180 y 200 grados centígrados. 1.12.1.3 TEMPLE DOBLE Este tipo de tratamiento consiste en un doble calentamiento, tras la cementación se lleva el material a la temperatura de temple hasta el núcleo, 40

20

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 16-

34 luego se lo enfría y a continuación se lo calienta a la temperatura de temple de la capa de cementación, después del enfriamiento se procede a efectuar un revenido o alivio de esfuerzos41.

Figura 1.30 - Tipos de temple41

1.12.2 ACEROS DE TEMPLE TOTAL En este tipo de aceros se produce un aumento de la dureza por la presencia de la estructura martensítica debido a un rápido enfriamiento posterior al calentamiento hasta la temperatura de temple, las características que tendrá este acero posterior al tratamiento dependerán mucho del medio y velocidad de enfriamiento, los medios de enfriamiento utilizados para el temple son el agua,

41

21

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 16-

35 aire y aceite siendo el primero el que mayor velocidad de enfriamiento proporciona42. El proceso de temple consiste en el calentamiento, estabilización de la temperatura, enfriamiento y revenido, este último se realiza con la finalidad de mejorar la tenacidad del material, con el revenido únicamente se elimina un poco de la dureza obtenida por el temple, además de mejorar la tenacidad, el revenido ayuda a eliminar tensiones interna en el material, los moldes fabricados con este tipo de aceros tiene una excelente resistencia a la abrasión, esto es producto de su elevada dureza, sin embargo esa misma dureza elevada lo vuelve más propenso a sufrir grietas o micro fisuras debido a su baja tenacidad, por estas razones este tipo de materiales son utilizados solo para la fabricación de pequeños moldes y de geometrías planas y sencillas 42. 1.12.3 ACEROS BONIFICADOS Este tipo de aceros son ideales para poder utilizarlos tal y como se los encuentra en el mercado, no es necesario ningún tratamiento previo a su maquinado ya que son relativamente suaves y se los puede maquinar fácilmente por arranque de viruta, su aplicación evita todas las dificultades que conlleva realizar un tratamiento térmico con respecto a las variaciones dimensionales, su aplicación está centralizada generalmente en moldes de grandes dimensiones que obviamente toman mayor tiempo de maquinado, la desventaja de este tipo de material es que posee una pobre resistencia a la abrasión y un mal acabado superficial lo que incurre en la necesidad de efectuar un acabado más fino sobre la superficie que tendrá contacto con la pieza a inyectar, los tratamientos superficiales más comunes en este tipo de materiales son el nitrurado y cromado42. 1.12.4 ACEROS RESISTENTES A LA CORROSIÓN Algunos tipo de polímeros desprenden durante su fabricación elementos químicamente agresivos como lo son el ácido clorhídrico y el ácido acético, generalmente las caras expuestas del molde son protegidas por recubrimientos 42

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 22

36 de materiales de alta dureza como lo son el cromo y el níquel, que además también brindan un acabado superficial de muy alta calidad, conocido como acabado al espejo lo que traerá consigo una excelente calidad de la pieza inyectada y ayudará al desmoldeo, sin embargo, este tipo de recubrimientos tienen un tiempo de vida útil, además de estar expuestos a tensiones en los cantos agudos, contra perfiles y esquinas del molde lo que podría producir un desprendimiento del recubrimiento y echar a perder el molde, si no se puede garantizar que un recubrimiento superficial brinde al molde todas las características necesarias para obtener piezas de buena calidad es necesario trabajar con este tipo de materiales cuyo contenido de carbono es bajo y están aleados con un mínimo de 12% de cromo, es importante entender que esta aleación trabaja bien únicamente con temperaturas inferiores a los 400 grados centígrados, ya que con temperaturas superiores puede producirse corrosión intercristalina debido a la separación de carburo43. 1.12.5 ACEROS PARA NITRURACIÓN Los aceros para nitruración son comercializados recocidos por lo que su mecanizado por arranque de viruta se puede llevar a cabo sin mayor dificultad, su principal ventaja es que tras el tratamiento se puede obtener moldes sin tensiones con gran dureza, elevada tenacidad y una excelente resistencia a la corrosión, fundamentalmente pueden nitrurarse todos los aceros que tengan como aleantes elementos que puedan formar nitruros, estos elementos son cromo, aluminio, molibdeno y vanadio, el espesor de la capa de nitruración depende esencialmente de la duración del tratamiento, la relación entre la profundidad del nitrurado y el tiempo no es lineal pero para poder obtener una profundidad de capa nitrurada de 0,3 [mm] en moldes de inyección toma alrededor de 30 horas y para alcanzar una profundidad de 0,7 [mm] puede superar las 100 horas43.

43

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 23,24

37 1.12.6 ACEROS DE SEGUNDA FUSIÓN La calidad de la pieza a ser inyectada depende directamente del acabado superficial que tenga la cavidad que forman las placas hembra y macho del molde, la capacidad de pulido de un acero depende de la pureza del material, que a su vez depende de la cantidad de impurezas o inclusiones no metálicas (óxidos, sulfuros, silicatos) que contiene el material, este tipo de impurezas no pueden ser evitados en aceros de primera fusión, pero si se los puede eliminar en los aceros de segunda fusión los cuales son obtenidos en hornos de inducción o de arco eléctrico y al vacío, este tipo de aceros son de alta pureza y pueden ser pulidos hasta obtener acabados al espejo lo que permite inyectar piezas que requieren un excelente acabado superficial.

1.13 MECANIZADO DE MOLDES PARA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS

1.13.1 MECANIZADO CON ARRANQUE DE VIRUTA

Figura 1.31 - Mecanizado por arranque de viruta44

44

http://lamaquinariaindustrial.blogspot.com/2011/06/mecanizado-por-arranque-de-viruta.html

38 Aproximadamente el 90% de todos los moldes para inyección de plástico son elaborados por arranque de viruta, las máquinas que son utilizadas para poder efectuar estos trabajos son máquinas especiales de alta precisión o inclusive de control numérico computarizado. Las máquinas más utilizadas para la fabricación de moldes son el torno, fresadora y rectificadora. Al arrancar material se originan tensiones de elaboración o bien se liberan tensiones ya presentes en el material, estas pueden producir una deformación inmediata o en un posterior tratamiento térmico, es por esto que se recomienda efectuar un tratamiento térmico de alivio de esfuerzos después de efectuar el arranque de viruta, se debe ser cuidadoso durante el diseño considerando sobre espesores ya que posterior a los tratamientos térmicos efectuados en las placas del molde es necesario rectificar y pulir los moldes para poder obtener el acabado tipo espejo muy necesario para tener piezas inyectadas de excelente calidad, a continuación se muestra la Tabla 1.1 que puede servir como referencia para obtener buenas superficies45. Tabla 1.1 - Proceso de esmerilado y pulido45 Fase de trabajo

Operaciones 1) grano 40 - 180

Esmerilado Fino

2) grano 300 - 400 3) grano 600 - 800

Pulido previo

4) grano 3 - 10 µm

Pulido final 5) grano 0,25 - 1 µm

Abrasivos Tela de esmeril, fieltro con corindón Pasta de carborundo aplicada sobre paños de fieltro Pasta de carborundo con aceite, por ejemplo, aceite rubí o estearina Pasta verde de pulir, mezcla de parafina con oxido de cromo Arcilla de aluminio (oxido de aluminio) disgregada con agua destilada en la proporción 9:1 carburo de boro y polvo de diamante

Se debe tener en cuenta que entre cada una de las fases de pulido se debe aplicar una muy buena limpieza del grano abrasivo utilizado en la fase anterior, ya que de lo contrario se podrían crear estrías o ralladuras que comprometerían el acabado superficial del molde.

45

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 34,35,36,37

39 1.13.2 ESTAMPADO, TROQUELADO Y EMBUTIDO La fabricación de moldes sin arranque de viruta es utilizada cuando existen cavidades de muy difícil construcción por mecanizado, el punzón o estampa es fabricado exteriormente según la forma deseada, la forma del punzón puede ser fabricada mucho más rápido y fácil que la cavidad, para que el punzón pueda ser utilizado para dibujar el perfil deseado en la placa hembra en necesario que esté templado y con una dureza bastante elevada, por el contrario la placa hembra que va a ser estampada debe estar lo más suave posible para que pueda ser marcada fácilmente, es de suma importancia que las superficies tanto de la matriz como la del punzón estén lo más pulidas posibles para que no obstaculicen el flujo del material durante la operación y evitar la adherencia o soldadura fría, de igual manera una correcta lubricación ayudará a que la operación sea todo un éxito, uno de los lubricantes más recomendados para este tipo de trabajos es el bisulfuro de molibdeno. Los elementos obtenidos por troquelado deben ser sometidos a un recocido para poder aliviar todas las tensiones ocasionadas durante la operación, finalmente una de las mejores ventajas del mecanizado por estampado es que se puede obtener varias piezas de igual dimensiones y geometría con un solo punzón46.

Figura 1.32 - Troquelado47

46

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 34,35,36,37 47 http://www.calixtomartinez.com/embuticion.html

40 1.13.3 EROSIÓN ELÉCTRICA, ELECTROEROSIÓN La electroerosión es un proceso de conformación en el que se aprovecha el efecto de desgaste producido por descargas breves y consecutivas con tensiones alternas de 20 [V] entre el electrodo y el molde dentro de un medio dieléctrico como puede ser el agua, gasolina, etc. Mediante cada una de las descargas sucesivas, el conjunto se calienta hasta la temperatura de fusión o vaporización, un volumen limitado de la pieza y electrodo son eliminados mediante fuerzas mecánicas y eléctricas, la cantidad de material eliminado dependerá de la energía de la chispa, es así que se puede tener desde un desbaste grueso o un afinado, la polaridad entre la herramienta y la pieza dependerá del material que se está trabajando pero siempre se intentara que la pieza sea la que sufre el mayor desgaste en volumen. Los materiales más utilizados para la fabricación de los electrodos son el grafito, cobre electrolítico o aleaciones de cobre-tungsteno, la principal ventaja de este proceso de fabricación es que se puede trabajar cualquier tipo de material, no importa su dureza, la única condición que debe cumplir es que sea buen conductor eléctrico48.

Figura 1.33 – Electroerosión48

48

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 39

41

CAPÍTULO 2 SIMULACIÓN 2.1 SELECCIÓN DE PIEZAS A SER INYECTADAS En el mercado local existe gran variedad de diseños y geometrías diferentes para este tipo de elementos como se muestra en la Figura 2.1, podemos encontrar desde cubiertos con un considerable volumen de material el cual intenta garantizar su rigidez y funcionalidad durante su vida útil, hasta cubiertos que propone un volumen y espesor pequeño con geometrías y perfiles que brindan al cubierto excelentes características de rigidez y resistencia con un ahorro significativo de material, es por esto que es importante analizar los diferentes tipos de elementos para determinar un diseño sencillo, ergonómico, funcional, y principalmente que su fabricación sea lo más sencilla y rentable posible.

Figura 2.1 - Modelos de cubiertos a) Cuchara, b) Cuchillo, c) Tenedor, d) Cuchara, e) Tenedor, f) Cucharita Como objeto de estudio para el diseño del cubierto se toma como referencia la cuchara, de esta manera se podrá efectuar un análisis más amplio y después se reproducirá el diseño para completar el juego de cubiertos.

42 La cuchara es uno de los elementos más exigidos estructuralmente en la función que cumple, ya que aparte de ser el elemento más común es uno de los que más carga debe soportar, la cuchara presenta una sección cóncava la cual puede alojar elementos líquidos y sólidos de volumen similar, es por esto que la cuchara debe tener la rigidez necesaria que garantice una deformación mínima para evitar el fallo de la misma.

Figura 2.2 - Forma básica de cuchara FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

En la Figura 2.2 se muestra el diseño básico de una cuchara que consiste en un mango lo suficientemente largo para que sea de fácil manipulación y de un perfil de buenos acabados sin aristas vivas para evitar posibles accidentes, es fundamental entender que el estrechamiento o cambio de sección entre el mango y la parte cóncava que servirá para retener los alimentos será el punto crítico de este diseño y sobre el cual se deberá poner suma atención para garantizar su funcionalidad. Para verificar la resistencia del elemento analizado es necesario realizar una simulación en un software que permita conocer el desplazamiento máximo que sufrirá el extremo de la cuchara que estará expuesto a la carga ocasionada durante su trabajo, es por esto que con la ayuda del programa SOLIDWORKS se realiza una simulación considerando los siguientes parámetros.

43

2.2 PARÁMETROS DE LAS PIEZAS A INYECTAR 2.2.1 PUNTO DE FIJACIÓN

Figura 2.3 - Sujeción de una cuchara

Todas las personas sujetan la cuchara desde aproximadamente ¼ de la longitud total del mango, es por esto que una de las condiciones iniciales restringe el movimiento y rotación relativa de la cuchara sobre los 3 ejes con respecto a la mano, tal como se muestra en la Figura 2.3. 2.2.2 TIPO DE CARGA La carga a la que está expuesta el extremo cóncavo de la cuchara es una carga distribuida, este tipo de carga es la más idónea para el análisis ya que la función de la cuchara es contener fluidos cuyo volumen y masa estarán distribuidos sobre toda la superficie, la magnitud de la carga con la que se realizara el análisis es de 0,29[N], lo equivalente a 30[g]. 2.2.3 ANÁLISIS DE RIGIDEZ Se requiere analizar el desplazamiento que ocasiona la carga sobre la cuchara, la bibliografía no proporciona datos acerca del desplazamiento máximo permitido para este tipo de elementos, sin embargo es aceptable considerar que un buen diseño de cubierto no debe exceder los 20[mm] de desplazamiento cuando se le aplica la carga.

44 2.2.4 OPCIÓN 1: CUCHARA SENCILLA Se propone un diseño de cuchara totalmente sencillo muy similar a las existentes en el mercado, se considera un borde reforzado y redondeado en todo el perímetro del mango y parte de la sección cóncava, con esto se logra tener un contorno cómodo, ergonómico y resistente.

Figura 2.4 - Cuchara sencilla FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

·

Análisis de rigidez

Figura 2.5 - Análisis de rigidez de la cuchara sencilla realizado en Solidworks (Desplazamiento máximo = 6.22 mm) FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

45 2.2.5 OPCIÓN 2: CUCHARA CON DOS NERVIOS RIGIDIZADORES Por los resultados obtenidos en el modelo anterior es necesario considerar elementos rigidizadores adicionales, ya que el desplazamiento que ocasionó la carga sobre la cuchara excede el límite planteado y su funcionalidad puede verse comprometida. Este diseño considera dos nervios rigidizadores que son prolongaciones del perfil de mango hacia la parte cóncava de la cuchara, esta sección adicional brindará mayor rigidez al elemento y por ende el desplazamiento será menor.

Figura 2.6 - Cuchara con dos nervios rigidizadores FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

·

Análisis de rigidez

Figura 2.7 - Análisis de rigidez de la cuchara con dos rigidizadores (Desplazamiento máximo = 5,82 mm) FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

46 2.2.6 OPCIÓN 3: CUCHARA CON NERVIOS RIGIDIZADORES CRUZADOS

Para disminuir el desplazamiento ocasionado por la carga que soporta la cuchara, en este caso se propone un juego de nervios cruzados en el mango de la cuchara, además profundizar más los nervios de exteriores.

Figura 2.8 - Cuchara con rigidizadores en X y mayor profundidad FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

·

Análisis de rigidez

Figura 2.9 - Análisis de rigidez de la cuchara con nervios en forma de x (Desplazamiento máximo = 3.59 mm) FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

47

2.3 SELECCIÓN DE LOS MODELOS DE LOS CUBIERTOS Con el fin de determinar el modelo más conveniente se emplea el método ordinal corregido de criterios ponderados. Se listan a continuación los criterios de valoración más determinantes: -

Facilidad de mecanizado

-

Rigidez de los cubiertos

-

Costo de mecanizado

-

Apariencia de cubiertos

Tabla 2.1 - “Criterios de evaluación” Facilidad de mecanizado

CRITERIO Facilidad de mecanizado

Apariencia de cubiertos

Σ+1

Ponderación

0

0

1

0,100

1

0,5

3,5

0,350

0

2

0,200

3,5

0,350

10

1

Rigidez de Costo de los cubiertos mecanizado 0

Rigidez de los cubiertos

1

Costo de mecanizado

1

0

Apariencia de cubiertos

1

0,5

1 Suma

Rigidez de cubiertos >Apariencia > Costo > Facilidad de mecanizado ” Tabla 2.2 - “Criterio: Facilidad de mecanizado” Facilidad de mecanizado

Opción 1

Opción 2

Opción 1

Opción 3 1

Opción 2

0

Opción 3

0

Σ+1

Ponderación

1

3

0,500

1

2

0,333

1

0,167

6

1,000

0 SUMA

Opción 1 > Opción 2 > Opción 3

48 Tabla 2.3 - “Criterio: Rigidez de los cubiertos”

Rigidez de los cubiertos

Opción 1

Opción 2

Opción 1

Opción 3 0

Opción 2

1

Opción 3

1

Σ+1

Ponderación

0

1

0,167

0

2

0,333

3

0,500

6

1,000

1 SUMA

Opción 3 > Opción 2 > Opción 1

Tabla 2.4 - “Criterio: Costo de mecanizado” Costo de mecanizado

Opción 1

Opción 2

Opción 1

Opción 3 0

Opción 2

1

Opción 3

1

Σ+1

Ponderación

0

1

0,167

0

2

0,333

3

0,500

6

1,000

1 SUMA

Opción 3 > Opción 2 > Opción 1

Tabla 2.5 - “Criterio: Apariencia de cubiertos” Apariencia de cubiertos

Opción 1

Opción 2

Opción 1

Opción 3

0,5

Opción 2

0,5

Opción 3

1

Σ+1

Ponderación

0

1,5

0,250

0

1,5

0,250

3

0,500

6

1,000

1 SUMA

Opción 3 > Opción 2 = Opción 1

49 Tabla 2.6 - “Conclusiones”

CRITERIO

Facilidad de Rigidez de los cubiertos mecanizado

Costo de mecanizado

Apariencia de cubiertos

Σ

Prioridad

Opción 1

0,500

0,167

0,167

0,250

1,084

1

Opción 2

0,333

0,333

0,333

0,250

1,249

2

Opción 3

0,167

0,500

0,500

0,500

1,667

3

Opción 3 > Opción 2 > Opción 1

En conclusión la opción de modelos de cubiertos seleccionada es la número 3.

Figura 2.10 - Renderizado de cuchara FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

Figura 2. 11 - Renderizado de cuchillo FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

50

Figura 2. 12 - Renderizado de tenedor FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

Figura 2.13 - Renderizado de cucharita FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

2.4 SIMULACIÓN DEL PROCESO DE INYECCIÓN Previo al diseño y construcción de todos los elementos que formarán parte del molde es importante poder contar con una simulación del proceso de inyección del modelo seleccionado, este tipo de simulaciones permitirá detectar fallas en el diseño de los elementos y canales utilizados para llenar las cavidades del molde, para la presente simulación se utilizará el juego de cubierto completo en diferentes disposiciones las cuales permitirán seleccionar la más idónea para el proyecto.

51 Para el análisis se utiliza el software AUTODESK MOLDFLOW, en el cual se puede obtener información sobre: ·

Confianza de llenado

El análisis muestra la probabilidad de llenar con plástico una región dentro de la cavidad en condiciones de moldeo por inyección convencional. Este resultado se deriva de los resultados de presión y temperatura.49 ·

Tiempo de llenado

El parámetro indica el tiempo óptimo de llenado de las cavidades con los parámetros previamente seleccionados.49 ·

Presión de inyección

En este parámetro se analiza la presión de inyección desde los puntos de entrada de material hasta el último punto de llenado. Al principio del llenado, la presión es cero en todo el molde. La presión en una ubicación específica sólo empieza a aumentar cuando el frente de la masa fundida llega a esa ubicación. La presión sigue aumentando a medida que pasa el frente de la masa fundida, a causa de la longitud de flujo creciente entre esta ubicación específica y el frente de la masa fundida. La diferencia de presión entre una ubicación y otra es la fuerza que impulsa el flujo de la masa fundida de polímero durante el llenado. Como sucede con el flujo de agua desde lugares más altos hacia lugares más bajos, el polímero siempre se mueve desde la presión más alta hacia la más baja; por tanto, la máxima presión se produce en los puntos de inyección del polímero y la presión mínima se produce en el frente de masa fundida durante la fase de llenado.49 ·

Pérdida de presión

Este parámetro indica cuánta presión es necesaria para llenar las distintas cavidades del molde. Es fundamental para poder evaluar si sobrepasa el módulo de cizalladura del material durante este proceso.49

49

AUTODESK MOLDFLOW, Manual de usuario 2014

52 ·

Temperatura del frente de flujo

Aquí se analiza la reducción de temperatura del frente de flujo del material a lo largo del llenado de la cavidad. Este parámetro es útil a la hora de analizar la importancia de las líneas de unión y la refrigeración del molde. Se observa la temperatura que posee el frente del flujo de material conforme va llenando la cavidad, como se sabe, el material se va enfriando a medida que va deslizándose por el molde, es importante evaluar la diferencia de temperatura entre la entrada de material (temperatura máxima) y la zona más fría, pues a partir de ahí se puede evaluar cambios sustanciales en la viscosidad del material y en qué zonas de la pieza se producen.50 ·

Análisis de compactación

Se puede utilizar para determinar si una cavidad se llenará completamente. El análisis continúa hasta que el frente de flujo se haya expandido para llenar la última ubicación de la cavidad.50 ·

Rechupes

Analiza las zonas donde pueden producirse rechupes en la pieza. Al no tener en cuenta en el análisis la segunda presión (presión de compactación), sólo se puede predecir dónde podrían aparecer pero no es seguro que puedan eliminarse en el proceso de compactación del material.50 ·

Líneas de soldadura

Este análisis indica posibles líneas de unión que aparecerán en la pieza inyectada.50 ·

Atrapamiento de aire

Un atrapamiento de aire se produce cuando la masa fundida atrapa y comprime una burbuja de aire o gas entre dos o más frentes de flujo que se encuentren, o entre el frente de flujo y la pared de la cavidad. Normalmente, el resultado es un agujero pequeño o un defecto en la superficie de la pieza. En casos extremos, la compresión aumenta la temperatura hasta un nivel que hace que el plástico se degrade o se queme.50

50

AUTODESK MOLDFLOW, Manual de usuario 2014

53 ·

Calidad de refrigeración

El análisis calidad de refrigeración muestra dónde tiende a permanecer el calor en una pieza a causa de su forma, espesor y los efectos de circuitos de refrigeración existentes.51 ·

Variación del tiempo de refrigeración

El análisis variación del tiempo de refrigeración muestra la diferencia entre el tiempo que el polímero tarda en solidificarse en cualquier región de la cavidad y el tiempo medio de solidificación de toda la pieza. El tiempo medio de solidificación se calcula en función de la superficie y los canales de refrigeración existentes.51

2.4.1 PRIMERA OPCIÓN: MOLDE CON CUATRO ENTRADAS DE ALIMENTACIÓN EN HILERA

Figura 2.14 - Molde con cuatro entradas de alimentación en hilera FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

51

AUTODESK MOLDFLOW, Manual de usuario, 2014

54 Ventajas ·

Canal de alimentación individual para cada uno de los elementos

·

Menor tiempo de llenado

·

Calidad garantizada

·

Mayor productividad del sistema

Desventajas ·

Molde demasiado grande

·

Uso obligatorio de 4 boquillas extra para cada uno de los elementos

·

Uso obligatorio de una placa extra que contiene un grupo de resistencias que calienta el material hasta que llegue a las boquillas secundarias

·

Costo de fabricación alto

·

Mantenimiento rutinario

·

Corrosión galvánica entre las resistencias (Cu) y el acero del molde

2.4.2 SEGUNDA OPCIÓN: MOLDE CON CUATRO ENTRADAS DE ALIMENTACIÓN EN ESTRELLA

Figura 2.15 - Molde con cuatro entradas de alimentación en estrella FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

55 Ventajas ·

Canal de alimentación individual para cada uno de los elementos

·

Menor tiempo de llenado

·

Calidad garantizada

·

Mayor productividad del sistema

Desventajas ·

Molde demasiado grande

·

Uso obligatorio de 4 boquillas extra para cada uno de los elementos

·

Uso obligatorio de una placa extra que contiene un grupo de resistencias que calienta el material hasta que llegue a las boquillas secundarias

·

Costo de fabricación alto

·

Mantenimiento rutinario de la placa extra

·

Corrosión galvánica entre las resistencias (Cu) y el acero del molde

2.4.3 TERCERA

OPCIÓN:

MOLDE

CON

DOS

ENTRADAS

ALIMENTACIÓN

Figura 2.16 - Molde con dos entradas de alimentación FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

DE

56 Ventajas ·

Cuenta con un canal individual para cada par de elementos lo que permite tener un tiempo de llenado aceptable.

·

Dimensiones del molde acorde a las establecidas por la inyectora

·

Calidad totalmente garantizada en los elementos útiles

·

Buena productividad del sistema

Desventajas ·

Uso obligatorio de 2 boquillas extra para los canales

·

Uso obligatorio de una placa extra que contiene un grupo de resistencias que calienta el material hasta que llegue a las boquillas secundarias

·

Costo de fabricación alto

·

Mantenimiento rutinario de la placa extra

·

Corrosión galvánica entre las resistencias (Cu) y el acero del molde

2.4.4 CUARTA

OPCIÓN:

MOLDE

CON

UNA

ALIMENTACIÓN

Figura 2.17 - Molde con una entrada de alimentación FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

ENTRADA

DE

57 Ventajas ·

Dimensiones ajustables a las establecidas por la inyectora

·

Calidad totalmente garantizada en los elementos útiles

·

Tiempo de llenado aceptable

·

No es necesario el uso de placas adicionales para calentar el polímero

·

No se necesita boquillas adicionales

·

Mantenimiento mínimo

·

Se elimina el problema de la corrosión galvánica

·

Bajo costo de fabricación

Desventajas ·

El tiempo de llenado aumenta

·

Disminuye la productividad del sistema

En base a las dimensiones de molde permitidas en la inyectora y al costo de fabricación se escoge realizar el molde con una entrada de alimentación que es del tipo colada fría. Con el tipo de molde seleccionado se procede a analizar los resultados obtenidos en la simulación:

2.4.5 CONFIANZA DE LLENADO

Figura 2.18 - Simulación confianza de llenado FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

58 La confianza de llenado indica que las cavidades del molde se llenarán satisfactoriamente ya que en la imagen las piezas inyectadas es de color verde que indica alta confianza, ver Figura 2.18. 2.4.6 TIEMPO DE LLENADO

Figura 2.19 - Simulación de tiempo de llenado FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

La simulación indica que el tiempo óptimo de llenado de las cavidades es de 2.3 segundos, siendo los bordes de la cuchara y la cucharita las zonas ultimas en llenarse debido a su geometría compleja, además permite ver que el llenado va a ser bastante equilibrado como se muestra en la Figura 2.19. 2.4.7 PRESIÓN DE INYECCIÓN

Figura 2.20 - Simulación de presión de inyección FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

59 Esta simulación indica la diferencia de presión desde el punto de inyección hasta la última zona de llenado que es la presión máxima de 83.37 MPa, la cual no sobrepasa la presión máxima proporcionada por la máquina inyectora. Ver Figura 2.20.

2.4.8 TEMPERATURA DEL FRENTE DE FLUJO

Figura 2.21 - Resultado de temperatura del frente de flujo FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

En el diseño se puede observar que la temperatura en el tenedor permanece casi constante durante la inyección por ser el elemento que se llena más rápidamente, seguido del cuchillo, mientras la cuchara y la cucharita tienen la más baja temperatura en sus extremos. La temperatura de masa mínima es 235.9°C y comparada con el rango de temperatura ideal para este material que es de 220 a 290°C, se encuentra dentro del rango. Ver Figura 2.21.

60 2.4.9 RECHUPES

Figura 2.22 - Resultados de análisis de rechupes FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

Los únicos rechupes observados en la Figura 2.22 se dan en el área del cuello de la cuchara con una dimensión de 0.041 mm, como estos rechupes son estimados se espera que por su pequeño tamaño desaparezcan durante el proceso de compactación. 2.4.10 LÍNEAS DE SOLDADURA

Figura 2.23 - Línea de soldadura en la boca de la cuchara FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

Pequeñas líneas de soldadura aparecen en la zona de la boca de la cuchara como se muestra en la Figura 2.23, debido a que esta zona es la última en llenarse, porque es una zona crítica donde puede darse una fragilidad estructural o un defecto superficial. Una solución es aumentar el espesor de la boca de la cuchara.

61 En el análisis de temperatura se puede observar que en el extremo de la cuchara la temperatura no es menor de 20°C por debajo de la temperatura de inyección por lo cual se puede esperar que se produzca una buena soldadura.

Figura 2.24 - Línea de soldadura en canal de alimentación FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

Otra línea de soldadura se da en un extremo de los canales de alimentación los cuales no son críticos por lo cual no se requiere ninguna corrección en esta zona. Ver Figura 2.24. 2.4.11 ATRAPAMIENTOS DE AIRE

Figura 2.25 - Resultado de atrapamiento de aire en el canal de alimentación FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

El único atrapamiento de aire se da en el extremo de un canal de alimentación que no es una zona crítica por lo cual no causará un defecto significativo. Ver Figura 2.25.

62 2.4.12 CALIDAD DE REFRIGERACIÓN

Figura 2.26 - Resultado de la calidad de refrigeración FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

En este análisis se observa que la cucharita y la boca de la cuchara tiene un nivel bajo de refrigeración que depende principalmente del espesor de estos elementos (Ver Figura 2.26), por lo cual sería recomendable aumentar el espesor en estas zonas. 2.4.13 VARIACIÓN DEL TIEMPO DE REFRIGERACIÓN

Figura 2.27 - Resultado de la variación del tiempo de refrigeración FUENTE: Propia (Autodesk Moldflow Adviser 2014)

En la Figura 2.27 se observa que el tiempo necesario para enfriar todos los elementos es de 12.78 s, este tiempo influye mucho en el ciclo y en el costo de producción.

63

CAPÍTULO 3 CONSTRUCCIÓN DE LA MATRIZ 3.1 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL MOLDE 3.1.1 CONSIDERACIONES INICIALES

·

Contracción del polímero

Se conoce como contracción al cambio de volumen que sufre un elemento cuando su temperatura disminuye una vez que ha sufrido cambio en su forma. Es de suma importancia tener en cuenta que la razón por la cual los polímeros sufren contracciones se debe al cambio de su densidad, que es particular para cada tipo de polímero, las contracciones se presentan en todas las direcciones del elemento inyectado y es un parámetro que debe ser tratado con suma precaución en piezas que servirán para futuros acoples o formarán parte de elementos mucho más grandes que para su ensamblaje deberán cumplir con ciertas tolerancias dimensionales y geométricas. El material utilizado es el polipropileno el cual posee su propio valor porcentual de contracción como se puede apreciar en la Tabla 3.1, el cual debe ser considerado para el diseño del molde Para contrarrestar la contracción que sufrirá el polímero una vez que su temperatura ha disminuido después de ser inyectado, se debe escalar los modelos con un factor según el porcentaje de contracción del material a inyectar en este caso para el polipropileno se considerará una contracción de 1.5%.52

52

MIKELL P. GROOVER, (1997), “Fundamentos de manufactura moderna”, Ed. Pearson, México, Pág.

334.

64

Tabla 3.1 - Contracción de diferentes materiales53 Contracción

Termoplástico

(%)

Acrilonitrilo butadieno

0,4 – 0,8

estireno Poliacetal

0,1 – 2,3

Polimetilmetacrilato (PMMA)

0,2 – 0,7

Acetato de celulosa

0,5

Nylon 6,6

1,4 – 1,6

Policarbonato

0,6

Polietileno de baja densidad

4,0 – 4,5

Polipropileno

1,3 – 1,6

Poliestireno

0,4 – 0,7

PVC rígido

0,6 – 1,2

PVC plastificado

1,0 – 4,5

Cálculo de factor de escala:

݂‫ ݏ‬ൌ

53

ଵ

Ψ ଵିቀ ቁ భబబ

‫ݐ‬

Ec. (3.1)53

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 139, 140

65 Dónde: fs = Factor de escala de las piezas a inyectar % = Porcentaje de contracción según el material ݂‫ ݏ‬ൌ ·

ͳ ൌ ͳǤͲͳͷʹʹͺͶ͵ ͳǤͷ ቁ ͳെቀ ͳͲͲ

Ángulo de salida o desmoldeo

Es el ángulo que se da a las caras de las piezas para facilitar su extracción cuando se trata de grandes tamaños. Las piezas a ser inyectadas tienen espesor pequeño máximo 2 mm por lo que no es necesario un ángulo de salida, pero si se debe pulir las cavidades hasta un terminado de espejo para facilitar la extracción, como se muestra en la Figura 3.1.

Figura 3.1 - Pulido de la cavidad54 ·

Superficie de partición o cierre de la matriz

Con la ayuda del software PowerSHAPE y teniendo en cuenta los modelos de las piezas a inyectar, se determina el cierre de la matriz tratando de evitar contrasalidas que no permitirían la extracción de las piezas, como se muestran en las Figuras 3.2 y 3.3.

54

http://www.hemeva.com/moldes/PULIDO.pdf

66

Figura 3.2 - Superficie de partición de la cuchara FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Figura 3.3 - Superficie de partición del tenedor FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Los diferentes colores indican las superficies de partición es decir el color verde indica que esa parte de la cuchara debe ir en la parte fija o macho y la de color rojo y amarillo debe ir en la otra parte móvil o cavidad.

3.1.2 DISPOSICIÓN DE LAS PIEZAS A INYECTAR Y DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN La disposición y la forma del sistema de alimentación son muy importantes para obtener una pieza de calidad, reducir desperdicios y trabajos de acabado. La disposición de hilera es la más usada cuando se trata de piezas iguales y cuando se desea que las cavidades se llenen de forma simultánea. En el presente caso como no se trata de cavidades iguales y teniendo en cuenta las dimensiones de molde que acepta la máquina inyectora se ha optado por elegir una disposición con un canal central y varias vías de flujo prolongadas.

67

Figura 3.4 - Configuración de distribuidores de hileras. A, canal excéntrico; B, canal central con vías de flujo prolongadas 55

3.1.3 BOSQUEJO DE LA ESTRUCTURA DE LA MATRIZ Teniendo en cuenta las especificaciones dimensionales de la máquina inyectora se realiza un bosquejo en 2 dimensiones de las placas y elementos que conformarán la matriz para conocer sus medidas y disposición aproximadas dentro del conjunto para poder realizar posteriormente cálculos y definir si son adecuados para la construcción, véase la Figura 3.5 y Tabla 3.2.

Figura 3. 5- Bosquejo de la matriz55

55

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 68

68 Tabla 3.2 - Partes de la matriz A

Disco centrador

B

Placa sujeción fija

C

Boquilla de inyección

D

Placa cavidad fija

E

Columna guía

F

Placa cavidad móvil

G

Buje guía

H

Paralelas

I

Placa expulsora principal

J

Placa expulsora de respaldo

K

Placa sujeción móvil

FUENTE: Propia

3.1.4 DETERMINACIÓN DE LA FUERZA DE CIERRE La fuerza de cierre es la fuerza efectuada por la máquina necesaria para cerrar el molde contraponiendo la presión efectuada por el material inyectado. Los parámetros necesarios para el cálculo de la fuerza de cierre son: ·

Tipo de material a inyectar

·

AP: Superficie de la pieza proyectada (cavidad y canales de distribución) (cm2)

·

LR: Longitud de recorrido de flujo (mm)

·

EP: Espesor de pared medio (mm)

·

Pi: Presión específica en la cavidad del molde56

3.1.5 TIPO DE MATERIAL A INYECTAR El material seleccionado para inyectar las piezas es el polipropileno que es considerado como material de baja viscosidad y sus características son:

56

·

Contracción: 1.3 – 1.6 %

·

Densidad: 0.9 gr/cm3

ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook, Tercera Edición, Pág. 134

69 3.1.6 SUPERFICIE

DE LA

PIEZA

PROYECTADA (CAVIDADES

Y

CANALES DE DISTRIBUCIÓN) La superficie total consta de la proyección de los elementos a inyectar más los canales de distribución, con la ayuda de software PowerSHAPE se obtiene que el área es 96.92 cm2, véase Figura 3.6.

Figura 3.6 - Área proyectada de las piezas a inyectar y canales de distribución FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

3.1.7 LONGITUD DE RECORRIDO DEL FLUJO Para saber la longitud de recorrido se debe considerar la medida desde el inicio del cono del bebedero hasta la parte más alejada de las piezas a inyectar, en este caso se puede llegar hasta la punta de la cuchara, el tenedor o el cuchillo ya que tienen la misma longitud, como se muestran en las Figuras 3.7 y 3.8.

Figura 3.7 - Longitud del bebedero FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

70

Figura 3.8 - Longitud de recorrido de flujo FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Con la ayuda del software PowerSHAPE se obtiene la longitud de recorrido del flujo. ࡸࡾ ൌ ૟ૠǤ ૚ૢ ൅ ૟૝Ǥ ૠૢ ൅ ૞ૢǤ ૜૙ ൅ ૚ૡ૚Ǥ ૝૛ ൌ ૜ૠ૛Ǥ ૠ࢓࢓۳‫܋‬Ǥ ሺ૜Ǥ ૛ሻ

3.1.8 ESPESOR DE PARED MEDIO

Debido a que no se cuenta con un mismo espesor en todas las piezas a inyectar se considera un promedio de los distintos espesores, obteniendo como resultado un espesor medio de 2 mm. 3.1.9 PRESIÓN ESPECÍFICA EN LA CAVIDAD DEL MOLDE Para obtener el valor de la presión específica en la cavidad del molde se utiliza el nomograma de la figura 3.9, el cual permite identificar la presión específica conociendo la longitud de recorrido y el espesor de pared medio. Para utilizar el nomograma primero se ubica en el eje vertical la longitud del recorrido y se traza una horizontal hasta cortar la curva que indique el espesor de pared medio, posterior a esto se traza una perpendicular que corte en eje horizontal el cual tiene una escala que marcara la presión especifica en la cavidad del molde según el grado de viscosidad del polímero, en este caso se debe seleccionar la escala A que indica los valores de presión para materiales de baja viscosidad como es el polipropileno. Con la ayuda del diagrama (Longitud de recorrido – Espesor de pared – Presión específica), se obtiene que la presión específica en la cavidad del molde es aproximadamente 250 [Bar] como se muestra en la Figura 3.9.

71

Presión específica en la cavidad del molde, [Bar] Figura 3.9 - Diagrama de Longitud de recorrido – Espesor de pared – Presión específica57 57

ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook, Tercera Edición, Pág. 138

72 3.1.10 CÁLCULO DE LA FUERZA DE CIERRE

Para obtener la fuerza de cierre del molde necesaria para que durante la inyección de los elementos, la parte fija y la parte móvil no se separen se utiliza un diagrama que relaciona la superficie proyectada, presión específica y fuerza de cierre, para lo cual se localiza en el eje vertical que corresponde a la superficie de moldeo proyectada que fue calculada en el apartado 3.1.6 y se traza una horizontal hasta cortar la diagonal que posea el valor de la presión especifica que fue calculada con la ayuda de la Figura 3.9, luego se traza una perpendicular hasta el eje horizontal que proporciona una escala en Toneladas y Kilo Newton de la fuerza de cierre.

Del diagrama Superficie Proyectada – Presión específica- Fuerza de cierre se obtiene que la fuerza necesaria para mantener el molde sin abertura debido a la presión en la cavidad es 21 tons la misma que es aceptable debido a que la fuerza de cierre de la máquina es 50 tons.

73

Figura 3.10 - Diagrama Superficie Proyectada – Presión específica- Fuerza de cierre58

58

ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook,

Tercera Edición, Pág. 298-299

74

3.2 DIMENSIONAMIENTO 3.2.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA INYECTORA MILACRON MTH 55 Tabla 3.3 - Especificaciones técnicas de inyectora Milacron MTH5559 MILACRON MTH 55 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS UNIDAD DE INYECCIÓN

UNIDADES

VALOR

Capacidad máxima de inyección

g

171

Desplazamiento teórico

cc

180

Presión máxima de inyección

bar

1204

cc/seg

147

Carrera del tornillo de inyección

mm

130

Diámetro del tornillo

mm

42

Velocidad de inyección

Radio del tornillo L/D

17

Velocidad del tornillo

rpm

250

Torque del tornillo

Nm

676

g/seg

22

Capacidad de plastificación No. de pirómetros (Barril/Boquilla) Capacidad calorífica total UNIDAD DE CIERRE Fuerza de cierre

59

Catálogo de la inyectora Milacron MTH 55

3/1 kw

7.3

UNIDADES

VALOR

Ton

50

75 Carrera del cierre

mm

280

Altura del molde (Min/Max)

mm

150/350

Tamaño del plato

mm

500 x 485

Distancia entre barras

mm

325 x 310

Diámetro de las barras

mm

55

Carrera máxima del cilindro expulsor

mm

100

Fuerza del cilindro expulsor

Tons

3.2

UNIDADES

VALOR

kw (HP)

11(15)

Dimensiones de la máquina (L x W x H)

m

3.55 x 1.2 x 2.1

Peso de la máquina

kg

2465

Capacidad total de aceite

L

208

UNIDAD DE POTENCIA Motor eléctrico

Figura 3.11 - Máquina inyectora Milacron MTH 55

76 3.2.2 CANALES DE DISTRIBUCIÓN Los canales de distribución conducen el material plastificado desde el bebedero hasta

las

cavidades es por esto

que es de

gran

importancia

el

dimensionamiento de los canales. El canal circular cumple con la condición de mantener mínima la relación de superficie/volumen, con este canal se produce mínimas perdidas de calor y rozamiento permitiendo que la colada llegue rápidamente a las cavidades con una presión adecuada.

Figura 3.12 - Secciones de canales 60

De acuerdo a la recomendación de la Tabla 3.4 el diámetro de canal de distribución esta entre 4.7 y 9.5 [mm] cuando el material es polipropileno y la experiencia de los diseñadores de moldes recomiendan un diámetro de 6[mm] para ser mecanizado con una fresa normalizada.

60

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 65

77 Tabla 3.4 - Diámetros de canales recomendados para sistemas de colada fría61 Material ABS Acetal Acrílico Nylon Policarbonato Poliéster Polietileno Polipropileno PPO Poli estireno PVC

Diámetro in mm 0.187-0.375 4.7-9.5 0.125-0.375 3.1-9.5 0.312-0.375 7.5-9.5 0.062-0.375 1.5-9.5 0.187-0.375 4.7-9.5 0.187-0.375 4.7-9.5 0.062.0.375 1.5-9.5 0.187-0.375 4.7-9.5 0.250-0.375 6.3-9.5 0.125-0.375 3.1-9.5 0.125-0.375 3.1-9.5

3.2.3 CANALES DE ESTRANGULAMIENTO O ENTRADAS

Para calcular la sección de los canales de estrangulamiento primero se debe elegir la misma. En este caso se eligió una sección rectangular por lo que se tiene que para el cálculo del canal estrangulamiento se elige generalmente f = 0,07F, y para L una longitud entre 0,25 y 3 mm.

Figura 3.13 - Canal de estrangulamiento rectangular62 61

ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook, Tercera Edición, Pág. 270 62

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 69

78 Aplicando la fórmula:

ࡲൌ

Dónde:

࣊ࢊ૛ ૝

Ec. (3.3)

ࢌ ൌ ૙Ǥ ૙ૠࡲ

Ec. (3.4)

ࢇ ൌ ૜࢈

Ec. (3.6)

ࢌൌࢇ‫࢈כ‬

Ec. (3.5)

ࢌ ൌ ૜࢈૛

Ec. (3.7)

F = Sección del canal de distribución d = Diámetro del canal de distribución seleccionado = 6mm f = Sección del canal de estrangulamiento a = Ancho del canal de estrangulamiento b = Altura del canal de estrangulamiento63

ࡲൌ

࣊ࢊ૛ ࣊ሺ૟ሻ૛ ൌ ൌ ૛ૡǤ ૛ૠ࢓࢓૛ ૝ ૝

ࢌ ൌ ૙Ǥ ૙ૠࡲ ൌ ૙Ǥ ૙ૠ ‫ כ‬૛ૡǤ ૛ૠ ൌ ૚Ǥ ૢૡ࢓࢓૛ ૚Ǥ ૢૡ ࢌ ൌ ૙Ǥ ૡ૚࢓࢓ ൎ ૚࢓࢓ ࢈ൌඨ ൌඨ ૜ ૜

ࢇൌ

63

ࢌ ૚Ǥ ૢૡ࢓࢓૛ ൌ ൌ ૚Ǥ ૢૡ࢓࢓ ൎ ૛࢓࢓ ࢈ ૚࢓࢓ ࢒ ൌ ૜࢓࢓

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 69

79 3.2.4 SALIDA DE AIRE Cuando se empieza a llenar el molde, la masa tiene que desplazar el aire que se encuentra en el mismo. Si este aire no tiene posibilidades de salida queda comprimido en las líneas de unión de flujo, produciendo quemaduras en la pieza.64 Para la salida del aire no se precisan medidas especiales ya que puede escapar por la partición o por los botadores. Por lo general para la salida de aire se usa las siguientes dimensiones, tal como se muestra en la Figura 3.14.

Figura 3.14 - Salida de aire64 3.2.5 BEBEDERO El bebedero cónico es del tipo más antiguo y simple de canal de entrada, que ofrece menor resistencia al flujo. Para que la boquilla de la inyectora quede centrada sobre el orificio de entrada, la superficie del bebedero suele tener una concavidad que permite acomodar la punta esférica de la boquilla, como se aprecia en la Figura 3.15.

Figura 3.15 – Bebedero64

64

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág.106

80 Aplicando las fórmulas: ࡾࡰ ൅ ૚ ൑  ࡾ࡭ ሾ࢓࢓ሿ ࢊࡰ ൅ ૚ ൑  ࢊ࡭ ሾ࢓࢓ሿ

Ec. (3.8) Ec. (3.9)

Dónde: RD = Radio de la boquilla de inyección de la inyectora = 10 mm DD = Diámetro del orificio de la boquilla de la inyectora = 3.5 mm RD = Radio de la boquilla de la matriz DD = Diámetro del orificio de la boquilla de la matriz65

ࡾࡰ ൌ ૚૙࢓࢓

ࢊࡰ ൌ ૜Ǥ ૞࢓࢓

ࡾ࡭ ൌ ૚૙ ൅ ૚ ൌ ૚૚ሾ࢓࢓ሿ

ࢊࡰ ൌ ૜Ǥ ૞ ൅ ૚ ൌ ૝Ǥ ૞ሾ࢓࢓ሿ El ángulo de conicidad del canal del bebedero no ha de ser menor de 1 a 2°. El extremo ha de estar ligeramente redondeado con un radio de 1 a 2 mm para evitar un canto agudo, entre la mazarota y la pieza. El orificio del bebedero debe estar terminado con un pulido brillante para evitar dificultades de desmoldeo.66

65

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 59 y 60 66

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 61

y 62

81

Figura 3.16 - Bebedero cónico FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

El material recomendado para la fabricación del bebedero es el acero V155 (Bohler), el cual es resistente al desgaste provocado por la inyección del material. Ver anexo A.

3.2.6 PLACA DE SUJECIÓN FIJA La placa de sujeción fija va montada en el plato fijo de la máquina por medio de bridas de sujeción. En general, las medidas exteriores de la placa superior acostumbran a ser las mismas de la base inferior y deben ser adecuadas para que puedan entrar en los platos de la máquina inyectora. En lo que respecta al espesor de la placa, esta ha de ser debidamente generosa de 35 mm para que pueda soportar todas las fuerzas que ha de absorber, ver Figura 3.17. En la placa fija van alojados algunos elementos como el anillo centrador, pernos de sujeción, parte del bebedero y de los bujes guías. La placa fija va centrada con la placa cavidad fija por medio de los bujes guías y sujeta por pernos. El material empleado para la placa fija es el acero AISI 1045 el cual garantiza buena resistencia y dureza en estado de suministro. Ver anexo A. Las dimensiones, acabado superficial, tolerancias dimensionales y geométricas se encuentra en los planos de taller.

82

Figura 3.17 - Placa de sujeción fija FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Se realiza un análisis de esfuerzos sobre la placa sujeción fija con el espesor seleccionado, con lo que se obtiene que el esfuerzo de von Mises máximo no supera el límite elástico, como se muestra en la Figura 3.18.

Figura 3.18 - Análisis de esfuerzos de la placa sujeción fija FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

83

Perno de sujeción

Buje guía

Figura 3.19 - Bujes guías y pernos de sujeción FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

3.2.7 PLACA CAVIDAD FIJA Y MÓVIL Ambas placas forman la superficie de cierre de la matriz. Cuando las dos placas están juntas reciben en su interior el material que proviene de la boquilla de la inyectora a gran presión, es por esto que deben tener un espesor adecuado para evitar deformarse frente a los esfuerzos en este caso la placa cavidad móvil de espesor 40 mm y la cavidad fija 35 mm, tal como se muestra en las Figuras 3.20 y 3.21. Al igual que la cavidad estas dos placas son las más difíciles de mecanizar. Con el objetivo de conseguir la máxima utilidad es necesario que el acero usado para elaborar las placas cumpla con las siguientes características: ·

Alta resistencia al desgaste

·

Alta resistencia a la corrosión

·

Deformación reducida

·

Buena pulibilidad

·

Buena conductividad térmica

Además de estas propiedades hay que tener en cuenta otras referentes a su fabricación:

67

·

Tipo de la masa de moldeo a elaborar

·

Tipo y magnitud del esfuerzo mecánico

·

Método para la obtención de la cavidad ( buena maquinabilidad)

·

Tratamiento térmico67

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 12

84 En base a estos criterios si se quiere evitar variaciones de dimensiones o la deformación producida durante un tratamiento térmico y con ello un costoso y prolongado trabajo posterior, se escoge para la elaboración de la matriz un acero bonificado. Estos aceros tal como se suministran pueden maquinarse fácil y económicamente por arranque de viruta.68 El material recomendado para la fabricación de matrices de inyección de plástico es el M238 (Bohler). Ver Anexo A.

Figura 3.20 - Placa cavidad fija FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Figura 3.21 - Placa cavidad móvil FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

68

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 12

85 En cuanto a tratamientos térmicos es aconsejable realizar un tratamiento de nitruración en las dos placas para darle resistencia al desgaste superficial y un núcleo resistente, la dureza obtenida por nitruración esta entre 53-55 HRC. 3.2.8 REGLETAS O PARALELAS Las paralelas deben tener la altura suficiente para poder alojar en el medio al conjunto expulsor y además tener la carrera adecuada para la expulsión de las piezas después de ser inyectadas. En este caso la carrera de expulsión es 30 mm, ver Figura 3.23. Las medidas definitivas de las paralelas son 48 x 80x 260 mm y deben ser fabricadas de acero AISI 1045. Ver anexo A.

Figura 3.22 – Paralelas FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

30

Placa cavidad móvil

Paralela

Placa de sujeción móvil

Figura 3.23 - Carrera de expulsión FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

86 3.2.9 PLACA DE SUJECIÓN MÓVIL La placa de sujeción móvil va montada sobre el plato móvil de la inyectora por medio de bridas de sujeción. Esta placa soporta directamente la fuerza de cierre por lo tanto su espesor debe ser generoso en este caso 35 mm para evitar deformaciones debido a los esfuerzos de compresión, ver Figura 3.24. El material empleado para la placa móvil es el acero AISI 1045, el cual brinda buena resistencia y dureza en estado de suministro. Ver Anexo A. Las dimensiones, acabado superficial, tolerancias dimensionales y geométricas se las puede revisar en el Anexo E.

Figura 3.24 - Placa de sujeción móvil FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Se realiza un análisis de la placa sujeción móvil teniendo en cuenta que la misma debe soportar la fuerza de cierre de la máquina que son 50 ton. Para realizar un análisis de deformación de la placa se utilizara el criterio de la tensión de Von Mises que es una magnitud física proporcional a la energía de distorsión y que sintetiza en un solo valor todas las teorías de falla utilizadas para materiales dúctiles, ver Figura3.25.

87 Como se puede observar en la figura el esfuerzo de Von Mises no supera el límite elástico con lo que estamos seguros que el espesor escogido es el adecuado.

Figura 3.25 - Análisis de esfuerzos de la placa de sujeción móvil FUENTE: Propia (Solidworks 2013)

La placa de sujeción móvil centra las regletas o paralelas por medio de los bujes de centradores, tal como se muestra en la Figura 3.26.

Buje centrador

Figura 3.26 - Bujes centradores de la placa sujeción móvil y las paralelas FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

88 3.2.10 EXPULSORES O BOTADORES

Los expulsores son los encargados de desmoldear las piezas inyectadas, la presión superficial sobre la pieza a expulsar debe ser la mínima posible para evitar deformación. El tipo de expulsor escogido es de vástago cilíndrico con cabeza cilíndrica que se adopta cuando se requiere una fuerza de expulsión grande. Para este tipo de expulsores se recomienda diámetros de vástago desde 3 a 16 mm en longitudes de hasta 400 mm.69 El material recomendado para la fabricación de los expulsores es el acero plata (K510 Bohler). Ver anexo A. El acero K510 debe ser sometido a un tratamiento térmico de temple y un posterior revenido, bajo los parámetros establecidos en la Tabla 3.5 para obtener una dureza de 60 HRC.

Tabla 3.5 - Parámetros de tratamiento térmico del acero plata70 Temple: Enfriamiento en agua

780 - 850 oC

Revenido:

180 – 250 oC

Dureza:

60 - 65 HRC

3.2.10.1 LONGITUD DE PANDEO Es importante conocer la longitud mínima de pandeo de los elementos expulsores para evitar que fallen durante el desplazamiento del sistema expulsor.

‫ ݌ܮ‬ൌ ߨට

69 70

௠‫כ‬ா‫כ‬ூ௚ ி

Ec. (3.10)

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág.153 Catálogo de Aceros Bohler

89 Dónde: Lp = Longitud de pandeo de la columna m = Constante que depende de las condiciones de fijación de los extremos de los expulsores E = Módulo de elasticidad del acero F = Fuerza del cilindro expulsor Ig = Momento de inercia de la sección71 Datos: r = 2 mm E = 22000 kg/mm2 F = 0.5 Tons

‫ ݃ܫ‬ൌ

‫ ݌ܮ‬ൌ ߨඩ

ߨ ସ ߨ ସ ‫ ݎ כ‬ൌ ‫ ʹ כ‬ൌ ͳʹǤͷ͹݉݉ସ ۳‫܋‬Ǥ ሺ૜Ǥ ૚૚ሻ Ͷ Ͷ

Ͷ ‫ͲͲͲʹʹ כ‬

݇݃ ‫ʹͳ כ‬Ǥͷ͹݉݉ସ ݉݉ଶ ൌ ͳͶ͹Ǥ͹͸݉݉ ͷͲͲ݇݃

La longitud de los expulsores es medida desde la placa de expulsión inferior hasta llegar a la cavidad, como se muestra en la Figura 3.28.72

71

ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook, tercera edición, Pág. 298-299 72

GASTROW Hans, (1992), "Moldes de inyección para plásticos (100 casos prácticos)" página 6

90

Figura 3.27 - Expulsor de vástago cilíndrico con cabeza cilíndrica FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Expulsor de colada

Expulsor de producto

Figura 3.28 - Longitud de los expulsores FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Una vez determinada la longitud mínima de pandeo y conociendo que la longitud de los expulsores necesaria para la matriz es 90 [mm], se puede garantizar que no sufrirán deformaciones ante la fuerza de expulsión aplicada sobre ellos.

91 3.2.11 CONJUNTO EXPULSOR

El conjunto de expulsor está constituido por las placas de expulsión inferior y superior, en las cuales están alojados los expulsores, los contraexpulsores, distanciadores y las guías de expulsión. Los contraexpulsores ayudan a que el conjunto expulsor regrese a su posición inicial al cerrarse el molde después de expulsar las piezas, el material recomendado para su fabricación es Acero V155 (Bohler). Ver anexo A El acero V155 debe ser sometido a un tratamiento térmico de temple y un posterior revenido bajo los parámetros establecidos en la Tabla 3.6 para obtener una dureza entre 52-54 HRC. Tabla 3.6 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V15573 Forjado:

1050 – 850 oC

Recocido: Enfriamiento lento en el horno (248 HB max)

650 – 700 oC

Normalizado:

850 – 880 oC

Distensionado:

500 oC

Temple: Enfriamiento al aceite, baño de sal (180 – 220 oC)

830 – 860 oC

Dureza obtenible:

54 – 56 HRC

Revenido:

540 – 680 oC

Nitruración: en baño de sal

580 oC

Los distanciadores son los encargados de evitar deformaciones de la placa cavidad por efecto de la presión de inyección y se recomienda usar Acero AISI 1045 para su fabricación. Ver Anexo A.

73

Catálogo de Acero Bohler

92

Guías de expulsión

Distanciadores

Expulsores

Expulsores de

de colada

producto

Contraexpulsores Pernos de sujeción Figura 3.29 - Elementos del conjunto expulsor FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Placa

de

expulsión principal

Placa

de

expulsión Figura 3.30 - Conjunto expulsor FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

respaldo

93 3.2.12 SISTEMA DE EXPULSIÓN De acuerdo al cilindro expulsor que posee la máquina inyectora Milacron MTH55 se selecciona un sistema de expulsión de amarre, por medio del cual la placa inferior del conjunto expulsor se debe unir al cilindro de la inyectora por medio de un esparrago para poder mover el conjunto para que expulse el producto y después haga regresar los expulsores a su lugar, véase Figura 3.31.

Figura 3.31 - Sistema de expulsión FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

3.2.13 ANILLO CENTRADOR El anillo centrador es el encargado de alinear el bebedero con la boquilla de la máquina inyectora, tal como se muestra en la Figura 3.32. Sus dimensiones deben coincidir con las del plato fijo de la inyectora para que pueda quedar registrado en el mismo. Ver anexo E. En este caso la máquina inyectora Milacron MTH55 tiene un agujero de ø101.6 mm.

Figura 3.32 - Anillo centrador FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

94 El que se recomienda para la fabricación del disco centrador es acero AISI 1045 debido a que no se requiere que resista grandes esfuerzos. 3.2.14 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ·

Disposición de canales de enfriamiento

Cuando se desea obtener una distribución uniforme de la temperatura en la pared del molde es importante que la diferencia entre la temperatura de entrada y salida del refrigerante sea menor de 6°C. Además, se debe tener en cuenta que la distancia entre los canales de enfriamiento deben guardar relación con respecto a la distancia de la pared de la matriz, tal como se muestra en la Figura 3.33.74

Figura 3.33 - Disposición de los canales de enfriamiento74 ܽ௄௄ ൎ ሺʹǤͷܽ͵Ǥͷሻ‫ܦ‬۳‫܋‬Ǥ ሺ૜Ǥ ૚૛ሻ

Dónde:

ܵ௄௄ ൎ ሺͲǤͺܽͳǤͷሻܽ௄௄ ۳‫܋‬Ǥ ሺ૜Ǥ ૚૜ሻ

D = Diámetro del canal de enfriamiento = 11 mm aKK = Distancia entre canales SKK = Distancia entre el canal y la pared de la matriz ܽ௄௄ ൌ ͵Ǥͷሺͳͳሻ ൌ ͵ͺǤͷ݉݉ ܵ௄௄ ൌ ͳǤͷሺͳͳሻ ൌ ͳ͸Ǥͷ݉݉

74

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 119

95 Es importante tener en cuenta que los canales de enfriamiento no debe pasar por los agujeros de los expulsores, como se muestra en la Figura 3.34.

Entrada de agua

Salida de agua

Figura 3.34 - Distribución de los canales de enfriamiento FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

·

Tiempo de enfriamiento

Para el cálculo del tiempo de enfriamiento se considera que el campo de temperatura es no estacionario con una conductividad térmica unidimensional, como se muestra en la Figura 3.35, que depende de las siguientes variables:

75

-

Temperatura de la masa, ƟM

-

Temperatura de moldeo, ƟW

-

Temperatura de desmoldeo, ƟE

-

Conductividad térmica del material a inyectar, a

-

Espesor de pared de las piezas, s75

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Página 113

96

Figura 3.35 - Zonas de temperatura en la pieza inyectada, en la etapa de desmoldeo.76 Por medio del nomograma se puede determinar el tiempo de enfriamiento usando los siguientes datos: -

ƟM = 280°C

-

ƟW = 30°C

-

ƟE = 50°C

-

a = 7.6 * 10-4 cm2 / s

-

s = 2 mm ఏ ିఏ ܶത ൌ ഥಾ ೈ ۳‫܋‬Ǥ ሺ૜Ǥ ૚૝ሻ

ܶത ൌ

ఏಶ ିఏೈ

ʹͺͲι െ ͵Ͳι ൌ ͳʹǤͷι ͷͲι െ ͵Ͳι

Para calcular el tiempo de enfriamiento se utiliza el nomograma de la Figura 3.36 en el cual se inicia trazando una línea que una el valor de la conductividad térmica del polipropileno con el espesor de pared de la pieza a inyectar (línea de color azul), una vez trazada la línea se tienen un corte en una línea auxiliar que se encuentra a la derecha del eje que representa el espesor de pared, este corte sirve de punto inicial para trazar una nueva línea (línea de color rojo) que tiene como segundo punto el valor de la temperatura obtenida mediante la ecuación 3.14, finalmente la línea roja corta al eje del tiempo de enfriamiento

76

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Página 113

97 que da un valor aproximado del tiempo de enfriamiento de los elementos a inyectar.

Figura 3.36 - Nomograma para determinar el tiempo de enfriamiento77

77

MENGES, MOHREN, (1983), "Molde para inyección de plástico", Ed. Gustavo Gili, México. Pág. 111

98 Según el nomograma el tiempo de enfriamiento promedio es de 12 segundos lo cual coincide con el análisis de la simulación. 3.2.15 SISTEMAS DE GUIADO 3.2.15.1 GUÍAS DE LA MATRIZ Está constituido por las columnas y bujes guías, que son los encargados de cuidar que los elementos del lado fijo y lado móvil de la matriz coincidan cuando esta se cierra para el proceso de inyección. Si se da el caso de que los elementos no coinciden pueden producirse deterioros y roturas debido a la elevada fuerza de cierre. En nuestra matriz se utiliza un sistema en el que las columnas están en la parte móvil y los bujes en el lado fijo. Entre las columnas y los bujes debe existir un ajuste con juego, de manera que el eje pueda deslizar en el agujero, como se muestra en la Figura 3.37. Tanto las columnas como bujes deben ser de acero V155 (Bohler). Ver anexo A. Estos elementos también deben ser sometidos a un tratamiento térmico de temple y un posterior revenido según los parámetros descritos en la Tabla 3.7 para adquirir una dureza superficial de aproximadamente 54 HRC. Tabla 3.7 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V155.78 Forjado:

1050 – 850 oC

Recocido: Enfriamiento lento en el horno (248 HB max)

650 – 700 oC

Normalizado:

850 – 880 oC

Distensionado:

500 oC

Temple: Enfriamiento al aceite, baño de sal (180 – 220 oC)

830 – 860 oC

Dureza obtenible:

54 – 56 HRC

Revenido:

540 – 680 oC

Nitruración: en baño de sal

78

Catálogo de Aceros Bohler

580 oC

99

Buje guía

Columna

Figura 3.37 - Columna y buje guía FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

3.2.15.2 GUÍAS DE EXPULSIÓN Las guías de expulsión hacen que el conjunto de expulsión avance y regrese en forma uniforme sin perder equilibrio lo que podría conllevar a la ruptura de los expulsores. Al igual que las guías del molde la columna de este sistema tiene una ranura en este caso en forma helicoidal para retener el lubricante durante la carrera de expulsión, tal como se muestra en la Figura 3.38. Para las guías de expulsión y los bujes de expulsión se recomienda usar Acero V155 (Bohler). Ver anexo A. Estos elementos también deben ser sometidos a un tratamiento térmico de temple y un posterior revenido según los parámetros descritos en la Tabla 3.8 para adquirir una dureza superficial de aproximadamente 54 HRC.

100 Tabla 3.8 - Parámetros de tratamiento térmico del Acero V15579 Forjado: Recocido: Enfriamiento lento en el horno (248 HB max) Normalizado: Distensionado: Temple: Enfriamiento al aceite, baño de sal (180 – 220 oC) Dureza obtenible: Revenido: Nitruración: en baño de sal

1050 – 850 oC 650 – 700 oC 850 – 880 oC 500 oC 830 – 860 oC 54 – 56 HRC 540 – 680 oC 580 oC

Guía de expulsión

Buje de expulsión

Figura 3.38 - Guías de expulsión FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

79

Catálogo de Aceros Bohler

101 3.2.16 MATRIZ COMPLETA El diseño final de la matriz se muestra en las Figuras 3.39, 3.40 y 3.41.

Figura 3.39 - Matriz de cubiertos FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Figura 3.40 - Parte fija de la matriz FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

Figura 3.41 - Parte móvil de la matriz FUENTE: Propia (PowerSHAPE 2014)

102 3.2.17 LISTA DE MATERIALES La lista de materiales y elementos normalizados necesarios para la construcción de la matriz se muestran en las Tablas 3.9, 3.10 y 3.11.

Tabla 3.9 - Placas para construcción de matriz PLACAS COD P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

DENOMINACION MATERIAL PLACA CAVIDAD FIJA M238 (BOHLER) PLACA CAVIDAD MÓVIL M238 (BOHLER) PLACA SUJECIÓN FIJA AISI 1045 PLACA SUJECIÓN MÓVIL AISI 1045 PLACA DE EXPULSIÓN RESPALDO AISI 1045 PLACA DE EXPULSIÓN PRINCIPAL AISI 1045 PARALELAS AISI 1045 ANILLO CENTRADOR AISI 1045

CANT 1 1 1 1 1 1 2 1

DIMENSIONES EN BRUTO (mm) 275 265 53 275 265 45 305 265 40 305 265 40 175 265 35 175 265 25 265 85 53 106 106 25

PESO (Kg) 30,32 25,74 25,38 25,38 12,74 9,10 18,74 2,21

FUENTE: Propia

Tabla 3.10 - Ejes para construcción de matriz EJES COD DENOMINACION

MATERIAL

CANT

DIAMETRO LONGITUD PESO (mm) (mm) (Kg)

E1

COLUMNAS GUÍA

AISI 1045

4

40

90

3,55

E2

DISTANCIADORES

AISI 1045

2

45

85

2,12

E3

BUJES GUÍAS

V155 (BOHLER)

4

40

50

1,97

E4

BUJES CENTRADORES

V155 (BOHLER)

4

40

50

1,97

E5

BOQUILLA

V155 (BOHLER)

1

40

80

0,79

E6

GUÍAS DE EXPULSIÓN

V155 (BOHLER)

4

30

110

2,44

E7

BUJES DE EXPULSIÓN

V155 (BOHLER)

4

45

53

2,65

E8

CONTRA EXPULSORES

V155 (BOHLER)

2

20

100

0,49

E9

EXPULSORES DE PRODUCTO

ACERO PLATA

8

3

90

0,04

E10

EXPULSORES DE COLADA

ACERO PLATA

5

2

90

0,04

FUENTE: Propia

103 Tabla 3.11 - Elementos normalizados para construcción de matriz

ELEMENTOS NORMALIZADOS

CANTIDAD

Perno allen 1/2" X 1 1/2" UNC

4

Perno allen 1/2" X 4.5" UNC

4

Perno allen 1/4" x 1" UNC

2

Perno allen 5/16" x 2" UNC

2

Perno allen 1/2" x 1" UNC

4

Perno allen 5/16" x 1 1/2" UNC

1

FUENTE: Propia

3.3 HOJAS DE PROCESOS

Una hoja de procesos es un documento donde se detallan las operaciones, fases y subfases que se deben realizar para la elaboración de una pieza, en el documento se describe características necesarias, máquinas y herramientas que se usarán, así como también elementos de control para las dimensiones solicitadas.

104 NOMBRE DE LA PIEZA: ANILLO CENTRADOR

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:2

AISI 1045

DIMENSIONES EN BRUTO Ø105 X 20

CANTID.

N° DE PLANO: EPN.F.M.101

1

7 10

5

A

1

2 6 3

4 11

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

A

9

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Perforar 2 (Broca Ø 20 mm) Mandrinar 3 Ø30 mm Realizar cono 4 (60°)

20 21 22 23

Sujetar y centrar pieza Refrentar 5 Mandrinar 6 Ø 36 x 5 mm

30 31 32 33 34

Sujetar y centrar pieza Cilindrar 7 Ø 101. 4 mm Chaflanar 8 (1.5 x 45°) Chaflanar 9 (1.5 x 45°)

CROQUIS 1 2

3

4

5 6

7

9

OBSERVACIONES: BC = Broca de centros CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

8

N R.P.M 0 250 250 450 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR CW CU

RP CD CD CD CD

5 10 10 15 20

0 250 450

BR CW

RP CD CD

5 10 8

0 450 250 250

CW CU CU

RP CD CD CD

10 10 5 5

8

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

TALADRADO

OPERA.

SUBFA.

FASE

105

10 11 12 13 14

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar pieza Perforar con broca de centros 10 y 11 Perforar 10 y 11 a Ø6.5 mm Contra taladrar 10 y 11 a Ø10 x 10 mm

OBSERVACIONES: BC = Broca de centros BR = Broca de acero rápido CD = Calibrador digital CU = Cuchilla de acero rápido

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

10

11

0 750 750 750

BC

CD CD

5 5

BR BR

CD CD

10 10

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

106 NOMBRE DE LA PIEZA: BOQUILLA

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:1

AISI 1045

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

N° DE PLANO: EPN.F.M.102

1

Ø38 X 75

4

B

3 1

7 6 2 5

9 8

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

B

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15 16

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Perforar 2 Ø 4 mm Cilindrar 3 Ø36 Ranurar 4 (Profundidad 1mm) Desbastar y afinar semiesfera 5

20 21 22 23

Sujetar y centrar pieza Refrentar 6 Cilindrar 7 Ø16 x 35 mm

N R.P.M

CROQUIS

4

3 2 5 1

6

0 250 250 450 450 450

0 250 450

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR CW CW CW

RP CD CD CD CD CD

5 8 8 10 10 15

CU CW

RP CD CD

5 8 15

BR ES

CD CD CD

5 5 10

TALADRADO

7 10 11 12 13

Sujetar y centrar pieza Perforar 8 Ø6 x 7 mm Pasar escariador en 9 (Escariador de 4 a 6mm)

0 750 0

8

9

OBSERVACIONES: CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia BR = Broca de acero rápido CD = Calibrador digital ES = Escariador Maquinar canal 10 conjuntamente con la placa cavidad superior

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

107 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

PLACA DE SUJECIÓN FIJA

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO 305 X 265 X 40

2

6

H

N° DE PLANO:

1

EPN.F.M.103

5

5 1

7 6

4

6

I

I

5

7

5

6

3

RECTIFICADO

MAQUINADO CNC

OPER.

SUBFA.

FASE

2

DESIGNACIÓN

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte1 260 x 300 mm)

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h=35 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte2 260 x 300 mm)

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

H

N R.P.M

CROQUIS 1

0 2200 2200

2

3

2

1

0 2200 2200

0 1020 1020

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 30 40

FP FP

RP CD CD

5 30 40

PR PR

CD CD CD

5 50 50

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

CDM CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

108

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar placa Puntear centros en 4, 5, 6, y 7 Perforar en 4 y 5 Ø19 mm Fresar agujero en 4 Ø36 mm Fresar en 4 Ø101.4 x 5 mm Fresar agujeros 5 Ø28 mm Perforar en 6 Ø13 mm Fresar agujeros 6 Ø20x13mm Perforar 7 Ø5 mm Machuelar 7 1/4" UNC

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

5

6

7

4 6

5

5

6

7

6

5

MA = Machuelo 1/4" UNC FP8 = Fresa plana Ø8 mm

0 1000 550 2600 2600 2600 550 2600 550 0

BC BR FT FT FT BR FP8 BR MA

RP CD CD CD CD CD CD CD CD CD

5 5 20 30 20 40 15 20 10 10

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

109 NOMBRE DE LA PIEZA: PLACA CAVIDAD FIJA

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

N° DE PLANO: EPN.F.M.104

1

275 X 265 X 40

2 R

S

6

4

7

4

7 6

8

7

OPER.

SUBFA.

FASE

R

MAQUINADO CNC

7

6

4

RECTIFICADO

6

5

8

DESIGNACIÓN

4

S

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte 1 270 x 260 mm)

1

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h = 40 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte 2 270 x 260 mm)

3

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

N R.P.M

CROQUIS

0 2200 2200

2

2

1

0 2200 2200

0 1020 1020

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 30 40

FP FP

RP CD CD

5 30 40

PR PR

CD CD CD

5 50 50

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

MAQUINADO CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

110

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar placa Puntear centros en 4 a 6 Perforar 4 Ø19 mm Fresar agujeros 4 Ø28 mm Fresar agujeros 4 Ø32.1x10 Perforar 5 Ø12 mm Fresar agujero 5 Ø16 mm Perforar 6 Ø10 mm Machuelar 6 UNC 1/2"

4

6

43 44

Sujetar y centrar placa Maquinar superficie de cierre 7 (Desbaste Fresa Ø25.8 mm) Maquinar superficie de cierre 7 (Acabado Fresa Ø6 esférica) Maquinar canales de distribución 8

4

5

6

6

6

4

40 41 42

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

7

BC BR FT FT BR FP8 BR MA

RP CD CD CD CD CD CD CD CD

5 5 20 40 20 5 10 20 10

0 2600

FP

RP CD

10 180

2600

FE6

CD

240

2600

FE6

CD

50

0 550 550 2600 2600 550 2600 550 0

4

7

R

R

8

8

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

FP8 = Fresa plana Ø8 mm

MATRIZ DE CUBIERTOS

FE6 = Fresa esférica Ø6 mm MA = Machuelo 1/2 " UNC

INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

111 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA: 1:1

BUJE GUÍA

DIMENSIONES EN BRUTO

MATERIAL: V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

4

EPN.F.M.105

Ø35 X 50

3

4

6

9

1

8

2 5 10

7

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

11

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15 16 17

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Peforar 2 Ø 18 mm Cilindrar 3 Ø32 mm Cilindrar 4 Ø28 L=25 mm Mandrinar 5 Ø20 mm Realizar chaflan en 6 y 7 (0.8 x 45°)

20 21 22 23 24

Sujetar y centrar pieza Refrentar 8 Cilindrar 9 Ø28 L=10 mm Realizar chaflan en 10 y 11 (0.8 x 45°)

OBSERVACIONES: BR = Broca de acero rápido CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

N R.P.M

CROQUIS

3

4 1 2 6 7 5 9 8 10

0 250 250 250 450 450 250

0 250 450 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR CU CW CW CU

RP CD CD CD CD CD CD

5 5 5 8 8 10 5

CU CW CU

RP CD CD CD

5 5 5 5

11

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

112 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA: 1:1

COLUMNA GUÍA

DIMENSIONES EN BRUTO

MATERIAL: V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

4

EPN.F.M.106

Ø35 X 80

6

5

2 3

4

1

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

7

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Hacer centro en 1 Cilindrar 2 Ø28.5 (Desbaste) Cilindrar 3 Ø20.5 (Desbaste)

20 21 22 23 24 25

Sujetar y centrar pieza Refrentar 4 L = 78 mm Hacer centro en 4 Cilindrar 5 Ø32.5 (Desbaste) Cilindrar 6 Ø28.5 (Desbaste)

30 31 32 33 34 35 36

Sujetar y centrar entre puntos Cilindrar 2 Ø28 (Acabado) Cilindrar 3 Ø20 (Acabado) Cilindrar 5 Ø32 (Acabado) Cilindrar 6 Ø28 (Acabado) Redondear 7 a R=3

OBSERVACIONES: BC = Broca de centros CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

N R.P.M

CROQUIS

3

2

1

5

6 4

6

5

2

3

7

0 250 250 250 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BC CU CU

RP CD CD CD CD

5 5 3 10 15

0 250 250 250 250

BC CU CU CU

RP CD CD CD CD

5 10 3 10 10

0 450 450 450 450 450

CW CW CW CW CW

RP CD CD CD CD CD

5 8 10 5 5 3

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

113 NOMBRE DE LA PIEZA: PLACA CAVIDAD MÓVIL

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

5

EPN.F.M.107

5

V

6

4

N° DE PLANO:

1

275 X 265 X 45

2 10

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

4 12 7

7 10

8

8

9

10

T

10

11

T

9

7

7 8

U

RECTIFICADO

MAQUINADO CNC

OPER.

SUBFA.

FASE

4

DESIGNACIÓN

U

5

V

N R.P.M

CROQUIS

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte 1 270 x 260 mm)

1

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h = 40 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte 2 270 x 260 mm)

3

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

4

5

6

2

2

1

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

0 2200 2200

FP FP

RP CD CD

5 30 40

0 2200 2200

FP FP

RP CD CD

5 30 40

0 1020 1020

PR PR

CD CD CD

5 50 50

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

TALADRADO

MAQUINADO CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

114

Sujetar y centrar placa 4 5 Puntear centros en 4 a 9 Perforar 4 Ø19 mm 7 Fresar agujeros 4 Ø28 mm Fresar agujeros 4 Ø32.1x10 Fresar agujero 5 Ø24 x 5 mm 9 Perforar 6 Ø12 mm (Pasante) Perforar 6 Ø12.5 x 15 mm Perforar 7 Ø10 x 10 mm Machuelar 7 UNC 1/2" 6 Perforar 8 Ø4 mm (Pasante) Perforar 8 Ø4.5 x 21 mm Perforar 9 Ø3 mm (Pasante) Perforar 9 Ø3.5 x 21 mm

10 11 12

Sujetar y centrar placa Perforar refrigeración 10 Ø11 mm (Pasante) Machuelar agujeros de refrigeración 10 (1/4 NPT)

13

MAQUINADO CNC

43 44 45 46 47

10 11 12 13 14 15

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

40 41 42

ELECTROEROSIONADO

DESIGNACIÓN

10

Sujetar y centrar placa 11 Mecanizar superficie cierre 11 (Desbaste Fresa Ø25.8 plana) Mecanizar superficie cierre 11 (Acabado Fresa Ø8 esférica) Mecanizar canales 12 de V distribución Fresa Ø6 esférica Mecanizar cavidades 13 12 (Desbaste Fresa Ø4 esférica) Mecanizar cavidades 13 (Acabado Fresa Ø2 esférica) Mecanizar entradas de material 15 Fresa Ø2 esférica

6

8 7

10

10

10

13

12 13

Sujetar y centrar placa Electroerosionar cavidad 1 (Tenedor) Electroerosionar cavidad 2 (Cuchara) Electroerosionar cavidad 3 (Cuchillo) Electroerosionar cavidad 4 (Cucharita)

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

V

MA = Machuelo 1/2 " UNC MA = Machuelo 1/4 NPT FE8 = Fresa esférica Ø8 mm FE6 = Fresa esférica Ø6 mm FE4 = Fresa esférica Ø4 mm FE2 = Fresa esférica Ø2 mm EC = Electrodo de cobre

BC BR FT FT FT BR BR BR MA BR BR BR BR

RP CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD

5 10 20 40 20 20 20 25 20 10 40 30 50 40

0 550

BR

CD CD

10 50

550

MAR

CD

20

0 2600

FP

RP CD

10 80

2600

FE8

CD

120

2600

FE6

CD

60

2600

FE4

CD

180

2600

FE2

CD

240

2600

FE2

CD

30

0 N/A

EC

RP CD

20 60

N/A

EC

CD

60

N/A

EC

CD

60

N/A

EC

CD

60

0 550 550 2600 2600 2600 550 550 550 0 550 550 550 550

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

115 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

PLACA DE EXPULSIÓN PRINCIPAL

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

6

4

EPN.F.M.108

1

265 X 175 X 25 2

N° DE PLANO:

7

N

M

4 5

8

9 1 7

8

9 7

9

9

8 5 4

3

N

4

M

6

RECTIFICADO

MAQUINADO CNC

OPER.

SUBFA.

FASE

7

DESIGNACIÓN

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte 1 260 x 170 mm)

1

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h = 20 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte2 260 x 170 mm)

3

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

N R.P.M

CROQUIS

0 2200 2200

2

2

1

0 2200 2200

0 1020 1020

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 25 35

FP FP

RP CD CD

5 25 35

PR PR

CD CD CD

5 40 40

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

MAQUINADO CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

116

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar placa Puntear centros en 4 a 9 Perforar 4 y 5 Ø19 mm Fresar agujeros 4 Ø32 mm Fresar agujeros 4 Ø36.1x5mm Fresar agujeros 5 Ø41 mm Perforar 6 Ø12 mm Fresar agujeros 6 Ø14 x 2.5 Perforar 7 Ø10 Machuelar 7 UNC 1/2" Perforar 8 Ø4 Fresar agujeros 8 Ø8.3 Perforar 9 Ø3 Fresar agujeros 9 Ø6.3

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

2

6

7

4

4 5

8

9

7

8

9 7

9

9

8 5 4

BC BR FT FT FT BR FP8 BR MA BR FP8 BR FP6

RP CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD CD

5 5 20 50 20 30 10 15 15 10 40 30 40 30

4 7

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

0 1000 550 2600 2600 2600 550 2600 550 0 550 2600 550 2600

6

MA = Machuelo 1/2" UNC FP8 = Fresa plana Ø8 mm FP6 = Fresa plana Ø6 mm

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

117 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

PLACA DE EXPULSIÓN DE RESPALDO

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

7 O

5

EPN.F.M.109

1

265 X 175 X 35 2

N° DE PLANO:

P

5

1 7

6

4

7

6 3

5

5

P

O

RECTIFICADO

MAQUINADO CNC

OPER.

SUBFA.

FASE

7

DESIGNACIÓN

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte 1 260 x 170 mm)

1

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h = 30 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte 2 260 x 170 mm)

3

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

N R.P.M

CROQUIS

0 2200 2200

2

2

1

0 2200 2200

0 1020 1020

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 25 35

FP FP

RP CD CD

5 25 35

PR PR

CD CD CD

5 40 40

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

MAQUINADO CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

118

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

DESIGNACIÓN

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

Sujetar y centrar placa Puntear centros en 4 a 7 2 Perforar 4 Ø19 x 10 mm Fresar agujeros 4 Ø32x13mm 5 Perforar 5 y 6 Ø19 mm Fresar agujeros 5 Ø32 mm Fresar agujeros 6 Ø41 mm 7 Perforar 7 Ø13 mm Fresar agujeros 7 Ø20x14.7

7 5

4

6

7

0 550 550 2600 550 2600 2600 550 2600

BC BR FT BR FT FT BR FP8

RP CD CD CD CD CD CD CD CD

5 5 10 20 30 40 30 20 30

6

5

5 7

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

FP8 = Fresa plana Ø8 mm

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

119 NOMBRE DE LA PIEZA: CONTRAEXPULSORES

HOJA DE PROCESO ESCALA: 1:1

MATERIAL:

DIMENSIONES EN BRUTO

V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

2

EPN.F.M.110

Ø16 X 100

3

2

1

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

4

10 11 12 13 14 15

DESIGNACIÓN

N R.P.M

CROQUIS

2

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Hacer centro en 1

3

Cilindrar 2 a Ø14.5 mm

Cilindrar 3 a Ø12.5 mm

20 21 Sujetar y centrar pieza 22 Refrentar 4 L = 90 mm 23 Hacer centro en 4

30 31 Sujetar y centrar entre puntos 32 Cilindrar 2 a Ø14 mm 33 Cilindrar 3 a Ø12 mm

4

2

4

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador BC = Broca de centros CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital

3

1

0 250 250 250 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BC CU CU

RP CD CD CD CD

5 5 3 10 10

0 250 250

CD CU BC

RP CD CD

5 10 3

0 500 500

CD CV CV

RP CD CD

5 8 10

1

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

120 NOMBRE DE LA PIEZA: EXPULSORES DE PRODUCTO

HOJA DE PROCESO ESCALA: 1:1

MATERIAL: ACERO PLATA K510 (Bohler)

DIMENSIONES EN BRUTO

CANTID.

N° DE PLANO: EPN.F.M.112

8

Ø38 X 75

4

1

3

OPER.

SUBFA.

10 11 12 13

Sujetar y centrar pieza Cilindrar 1 Ø 6 mm Perforar Ø3 mm (Cabeza de expulsor)

10 11 12

Puesta a punto Soldar cabeza de expulsor con el cuerpo y rellenar

TORNEADO

TORNEADO

DESIGNACIÓN

SOLDADURA

FASE

2

N R.P.M

CROQUIS 1

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR

RP CD CD

5 8 8

0 N/A

ES

CD CD

5 5

0 250 250 250

CU CU LI

RP CD CD

5 10 5 5

0 250 250

2 20 21 22 23 24

Sujetar y centrar pieza Refrentar 3 L = 3mm Cilindrar 1 Ø6 mm Pasar lija cuerpo de expulsor

1

4

CD

3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital CU = Cuchilla de acero rápido ES = Equipo de soldadura LI = Lija número 400 BC = Broca de centros

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

121 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

DIMENSIONES EN BRUTO

MATERIAL:

1:1

BUJE DE EXPULSIÓN

V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

4

EPN.F.M.113

Ø40 X 50

3

4

6

9

1 8 2 7

10

5

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

11

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15 16 17

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Perforar 2 Ø20 mm Cilindrar 3 Ø36 mm Cilindrar 4 Ø32 L= 29 mm Mandrinar 5 Ø24 mm Realizar chaflan en 6 y 7 (0.8 x 45°)

20 21 22 23 24

Sujetar y centrar pieza Refrentar 8 Cilindrar 9 Ø32 L=14 mm Realizar chaflan en 10 y 11 (0.8 x 45°)

OBSERVACIONES: BR = Broca de acero rápido CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

N R.P.M

CROQUIS

3 4

5

1 2 6 7

9 8 10

0 250 250 250 450 450 250

0 250 450 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR CU CW CW CU

RP CD CD CD CD CD CD

5 5 5 8 8 10 5

CU CW CU

RP CD CD CD

5 5 5 5

11

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

122 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

DIMENSIONES EN BRUTO

MATERIAL:

1:1

GUÍA DE EXPULSIÓN

V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

4

EPN.F.M.114

Ø25.4 X 110

3

7

2

5 4

1

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

6

DESIGNACIÓN

10 11 12 13 14 15

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Hacer centro en 1 Cilindrar 2 Ø24.5 (Desbaste) Cilindrar 3 Ø20.5 (Desbaste)

20 21 22 23 24

Sujetar y centrar pieza Refrentar 4 L = 105 mm Hacer centro en 4 Cilindrar 2 Ø24.5 (Desbaste)

30 31 32 33 34 35 36

Sujetar y centrar entre puntos Cilindrar 2 Ø24 (Acabado) Cilindrar 3 Ø20 (Acabado) Realizar chaflan 5 (1x45°) Realizar chaflan 6 (0.6x45°) Realizar chaflan 7 (0.5x45°)

OBSERVACIONES: BC = Broca de centros CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

N R.P.M

CROQUIS 2

3 1

2

2

7

4

3

5 6

0 250 250 250 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BC CU CU

RP CD CD CD CD

5 5 3 10 15

0 250 250 250

CU BC CU

RP CD CD CD

5 5 3 10

0 450 450 250 250 250

CW CW CW CW CW

RP CD CD CD CD CD

5 10 8 3 3 3

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

123 NOMBRE DE LA PIEZA: DISTANCIADOR

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:1

AISI 1045

DIMENSIONES EN BRUTO

CANTID.

N° DE PLANO:

2

EPN.F.M.115

Ø45 X 85 2

3

4 1

5

6

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

7

10 11 12 13 14

DESIGNACIÓN

N R.P.M

CROQUIS

2

Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Cilindrar 2 Ø40 x 50 mm Realizar chaflan en 3

1

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

0 250 450 250

CU CW CW

0 250 250 450 250 0

CU BR CW CW MA

RP CD CD CD

5 5 10 5

RP CD CD CD CD

5 5 5 10 5

3 20 21 22 23 24 25 26

2

Sujetar y centrar pieza Refrentar 4 Perforar 5 (Broca Ø8x30 mm) Cilindrar 2 Ø30 Realizar chaflan 6 Machuelar 7 (UNC 5/16")

5

7

OBSERVACIONES: BR = Broca de acero rápido CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia MA = Machuelo 5/16" UNC CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

4 6

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

124 NOMBRE DE LA PIEZA: PARALELA

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

DIMENSIONES EN BRUTO

CANTID.

N° DE PLANO:

2

EPN.F.M.116

265 X 85 X 52 2 6

G

4 5

2 1 5

3

4 6

OPER.

SUBFA.

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte1 260 x 48 mm)

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h=80 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte2 260 x 48 mm)

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

MAQUINADO CNC

MAQUINADO CNC

DESIGNACIÓN

RECTIFICADO

FASE

G

N R.P.M

CROQUIS 1

2

3

2

1

0 2200 2200

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 15 30

0 2200 2200

FP FP

RP CD CD

5 15 30

0 1020 1020

PR PR

CD CD CD

5 30 30

0 1000 550 2600

BC BR FT

RP CD CD CD

5 5 10 30

550

BR

CD

10

3

30 31 32 33 34 35

Sujetar y centrar placa Puntear centros 4 y 5 Perforar en 4 Ø19 x15mm Fresar agujero en 4 Ø28 x 16 mm

4

5

5 4

Perforar agujero pasante en 5 Ø13 mm

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

OPERA.

SUBFA.

FASE

125

40 41 42 43 44 45

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar placa Puntear centros 6 Perforar en 6 Ø19 x 25mm Fresar agujero en 6 Ø26 x 27 mm Fresar agujero en 6 Ø31 x 3.5 mm

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS 6

6

0 1000 550 2600 2600

BC BR FT

RP CD CD CD

5 5 10 30

FT

CD

20

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

126 NOMBRE DE LA PIEZA: BUJE CENTRADOR

HOJA DE PROCESO ESCALA: 1:1

DIMENSIONES EN BRUTO

MATERIAL: V155 (Bohler)

CANTID.

N° DE PLANO:

4

EPN.F.M.117

Ø35 X 45

4

3

9

6 1 8

2

10

5

7

TORNEADO

OPER.

SUBFA.

FASE

11

10 11 12 13 14 15 16 17

20 21 22 23 24

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar pieza Refrentar 1 Peforar 2 Ø18 mm Cilindrar 3 Ø31 mm Cilindrar 4 Ø26 L=20 mm Mandrinar 5 Ø20 mm Realizar chaflan en 6 y 7 (0.6 x 45°) Sujetar y centrar pieza Refrentar 8 Cilindrar 9 Ø26 L=13 mm Realizar chaflan en 10 y 11 (0.6 x 45°)

N R.P.M

CROQUIS

3

4 1 2 6 7

0 250 250 250 450 450 250

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

CU BR CU CW CW CU

RP CD CD CD CD CD CD

5 5 5 8 8 10 5

CU CW CU

RP CD CD CD

5 5 5 5

5 9 8 10

0 250 450 250

11

OBSERVACIONES: BR = Broca de acero rápido CU = Cuchilla de acero rápido CW = Cuchilla widia CD = Calibrador digital RP = Reloj palpador

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

127 NOMBRE DE LA PIEZA:

HOJA DE PROCESO ESCALA:

MATERIAL:

1:5

AISI 1045

PLACA DE SUJECIÓN MÓVIL

CANTID.

DIMENSIONES EN BRUTO

5

6

6

EPN.F.M.118

1

305 X 265 X 40

2

N° DE PLANO:

5

K

L

L

1 8 4

7

7

7 2

7 8 5

5

RECTIFICADO

MAQUINADO CNC

OPER.

SUBFA.

FASE

6

DESIGNACIÓN

6

K

N R.P.M

CROQUIS

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Planear cara 1 Escuadrar contorno 2 (Parte1 260 x 300 mm)

1

20 21 22 23

Sujetar y centrar placa Planear cara 3 (h=35 mm) Escuadrar contorno 2 (Parte2 260 x 300 mm)

3

10 11 12 13

Sujetar y centrar placa Rectificar cara 1 Rectificar cara 3

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm BR = Broca de acero rápido BC = Broca de centros

3

0 2200 2200

2

2

1

0 2200 2200

0 1020 1020

ÚTILES

TIEMPO

TRAB. CONTR. MINUTOS

FP FP

RP CD CD

5 30 40

FP FP

RP CD CD

5 30 40

PR PR

CD CD CD

5 50 50

3

PR = Piedra de rectificar

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

MAQUINADO CNC

OPERA.

SUBFA.

FASE

128

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

DESIGNACIÓN Sujetar y centrar placa Puntear centros en 4 a 8 Perforar 4, 5 y 6 Ø19 mm Fresar agujero 4 Ø32 mm Fresar agujeros 5 Ø26 mm Fresar agujeros 6 Ø20 mm Perforar 7 Ø13 mm Fresar aguj. 7 Ø20 x 15 mm Perforar 8 Ø 8.5mm Fresar aguj. 8 Ø12 x 10 mm

5

6

5

6

8 4

7

7

7

7 8 5

5

6

OBSERVACIONES: RP = Reloj palpador CD = Calibrador digital FP = Fresa de planear Ø25.08 mm FT = Fresa torica Ø16.95 mm FP8 = Fresa plana Ø8 mm BC = Broca de centros

TIEMPO ÚTILES N R.P.M TRAB. CONTR. MINUTOS

CROQUIS

0 1000 550 2600 2600 2600 550 2600 550 2600

BC BR FT FT FT BR FP8 CW FP8

RP CD CD CD CD CD CD CD CD CD

5 5 40 20 40 30 20 25 10 10

6

PR = Piedra de rectificar BR = Broca de acero rápido

MATRIZ DE CUBIERTOS INGENIERÍA MECÁNICA

EPN

129

3.4 SIMULACIÓN DE MAQUINADO DE PLACAS CAVIDADES Para el proceso de maquinado CNC de las placas cavidades se utiliza el software SolidCAM para generar trayectorias de la herramienta de la siguiente manera: ·

En base al modelo 3D importado a SolidCAM se selecciona el tipo de controlador a utilizar, la herramienta para mecanizar y las superficies objetivo, tal como se muestra en la Figuras 3.42 y 3.43.

Figura 3.42 - Selección de la herramienta para mecanizar FUENTE: Propia (SolidCAM 2013)

Figura 3.43 - Verificación de trayectorias FUENTE: Propia (SolidCAM 2013)

130 ·

Se simula el proceso de mecanizado 3D para asegurar que estén correctamente seleccionadas las trayectorias y la herramienta, tal como se muestra en la Figura 3.44.

Figura 3.44 - Simulación del recorrido de la herramienta FUENTE: Propia (SolidCAM 2013)

·

Una vez confirmadas las trayectorias se procede a generar el programa en códigos G con la ayuda del post procesador indicado, para luego transferir este programa al centro de mecanizado, como se muestra en la Figuras 3.45 y 3.46.

Figura 3.45 - Generación de códigos de trayectorias FUENTE: Propia (SolidCAM 2013)

131

Figura 3.46 - Programa generado archivo de texto FUENTE: Propia

·

Para enviar el programa generado hacia el centro de mecanizado se puede utilizar el software CIMCO, donde también se puede verificar las operaciones, tal como se muestra en la Figura 3.47.

Figura 3.47 – Simulación y envió del programa en códigos G en el software CIMCO FUENTE: Propia (CIMCO 6.0)

132

3.5 MECANIZADO CNC DE LAS PLACAS CAVIDADES 3.5.1 PLACA CAVIDAD FIJA El mecanizado de la placa cavidad fija empieza con escuadrado de sus lados para dejarla en medidas en base al diseño, posteriormente se planea la placa para rectificarla y mecanizar la superficie de cierre, con la ayuda del centro de mecanizado CNC, como se muestra en las Figuras 3.48, 3.49 y 3.50.

Figura 3.48 - Placa cavidad fija rectificada FUENTE: Propia

Figura 3.49 - Mecanizado de cavidad fija FUENTE: Propia

Figura 3.50 - Placa cavidad fija finalizada FUENTE: Propia

133 3.5.2 PLACA CAVIDAD MÓVIL Al igual que la placa cavidad fija esta placa primero se la escuadra y planea para después rectificar sus caras y empezar a mecanizar las cavidades, como se muestra en las Figuras 3.51 y 3.52.

Figura 3.51 - Mecanizado de placa cavidad móvil FUENTE: Propia

Figura 3.52 - Placa cavidad erosionada y pulida FUENTE: Propia

134

3.6 MONTAJE DE LA MATRIZ

Para armar la matriz en primer lugar se colocan los elementos que componen la parte móvil como la placa de sujeción móvil, las paralelas y los distanciadores, tal como se muestra en la Figura 3.53. Las paralelas y la placa de sujeción móvil se centran por medio de bujes y sujetos por medio de pernos Allen a la placa cavidad móvil. Los distanciadores van empernados a la placa cavidad móvil por la parte inferior de la placa de sujeción móvil.

Pernos

de

sujeción Paralela Distanciador Placa

sujeción

móvil Figura 3.53 - Montaje de placa sujeción móvil, paralelas y distanciadores. FUENTE: Propia

En el conjunto de expulsión las placas van unidas por medio de pernos Allen, en la placa de expulsión superior van alojados los expulsores y los contra expulsores y también las guías de expulsión. Todo el conjunto se monta en la placa cavidad móvil para después ser unido con las placas anteriormente armadas, tal como se muestra en la Figura 3.54.

135

Conjunto

de

expulsión Placa cavidad móvil

Figura 3.54 - Montaje del conjunto expulsor sobre la parte fija de la matriz FUENTE: Propia

Entre la placa cavidad y las paralelas van registradas las columnas guías para la correcta apertura y cierre de la matriz, como se muestra en las Figuras 3.55 y 3.56.

Placa móvil

Columna guía

Figura 3.55 - Montaje columnas guías FUENTE: Propia

cavidad

136

Columna guía Placa cavidad móvil

Paralela

Conjunto

de

expulsión Placa de sujeción Figura 3.56 - Parte móvil completa

móvil

FUENTE: Propia

En la parte fija de la matriz va el anillo centrador y la boquilla de inyección registrada entre la placa de sujeción fija y la cavidad fija. Los bujes guías están montados entre la placa de sujeción y la cavidad fija, tal como se muestra en las Figuras 3.57 y 3.58.

Buje guía

Placa cavidad fija

Figura 3.57 - Bujes guías y cavidad fija FUENTE: Propia

137

Placa sujeción fija

Boquilla

Anillo centrador

Pernos de sujeción

Figura 3.58 - Montaje total de la matriz FUENTE: Propia

El ensamble completo de la matriz se muestra en la Figura 3.59, donde se coloca la parte fija sobre la parte móvil, para posteriormente ser montada en la máquina inyectora.

Parte fija

Parte móvil

Figura 3.59 - Montaje total de la matriz FUENTE: Propia

138

CAPÍTULO 4 PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS Para verificar el funcionamiento de la matriz se realiza un protocolo de pruebas, que es un documento donde se describe las diferentes actividades a realizarse en cada ensayo y que ayuda a tomar decisiones sobre el correcto funcionamiento y montaje de la matriz y si fuese el caso realizar algún correctivo. En el protocolo de pruebas se van a verificar los siguientes aspectos:

1) Montaje de la matriz en la inyectora. 2) Pruebas de funcionamiento en vacío de la matriz. 3) Pruebas de funcionamiento durante la inyección.

4.1 MONTAJE DE LA MATRIZ EN LA MÁQUINA INYECTORA Objetivos: ·

Indicar los pasos a seguir para un correcto montaje de la matriz en la inyectora, para evitar daños de los elementos móviles.

·

Verificar la correcta sujeción de la parte móvil y fija de la matriz a la inyectora.

Encargados del proceso ·

Estudiantes

Conjunto de actividades Antes de empezar con el montaje de la matriz se debe tener disponible los elementos que sirven para el izaje de la matriz, es importante tener en cuenta que la matriz tiene una masa considerable y que bajo ningún motivo se debe intentar montar la matriz de manera manual. Para el correcto montaje de la matriz se debe tener disponible un tecle que pueda moverse fácilmente en la

139 superficie de trabajo y se debe tener instalado en la matriz un cáncamo que permita un fácil sujeción de la misma, tal como se muestra en la Figura 4.1, una vez que la matriz este correctamente sujetada al tecle mediante una faja o cadena, debe ser elevada hasta que la misma pueda pasar sobre la inyectora para llegar al espacio entre placas, donde deberá descender hasta que se pueda registrar el anillo centrador a la parte fija de la inyectora, una vez que se encuentra registrada y centrada se debe sujetar la parte fija con bridas, ver Figuras 4.2 y 4.3. A continuación se procede a desplazar la parte móvil de la inyectora hasta que haga contacto con la parte móvil de molde y se procede a sujetar con bridas, a continuación se procede a dar un segundo ajuste a todas las bridas con una palanca que permita tener el torque apropiado, como se muestra en la Figura 4.4.

Figura 4.1 – Matriz con cáncamo para izaje FUENTE: Propia

140

Figura 4.2 – Colocación de la matriz en los platos de la inyectora FUENTE: Propia

Figura 4.3 – Registro de anillo centrador en inyectora FUENTE: Propia

141

Figura 4.4 – Sujeción de la matriz FUENTE: Propia

Tabla 4.1 – Actividades de montaje N°

ACTIVIDAD

INSTRUMENTO

PERSONA A CARGO

LUGAR

Verificar que los elementos 1

de la matriz se encuentren en buen estado y estén

Manualmente

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

engrasados adecuadamente Montar 2

la

matriz

en

la

máquina inyectora con la

Manualmente

ayuda del tecle manual y el

Tecle

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

cáncamo correspondiente. Registrar el anillo centrador 3

en el plato fijo de la inyectora y sujetarlo con la bridas en los cuatro lados.

Manualmente Bridas de

Operador

sujeción

Laboratorio de Nuevos Materiales

Una vez centrado el molde 4

vertical

y

horizontalmente

sujetar con bridas el lado móvil del molde al plato.

FUENTE: Propia

Manualmente Bridas

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

142 4.1.1 RESULTADOS DEL MONTAJE DE LA MATRIZ Después de seguir las actividades detalladas en la Tabla 4.1 se tiene la matriz correctamente montada en los platos de la inyectora, como se puede apreciar en la Figura 4.5. La matriz fue montada con el respectivo cáncamo que facilita su izaje, por motivos didácticos y documentales también se realizó el montaje de la matriz con la ayuda de una faja como se puede ver en la Figura 4.6, que también es una opción adicional para realizar un correcto montaje de la matriz .

Figura 4.5 – Izaje de la matriz utilizando el cáncamo FUENTE: Propia

Figura 4.6 – Izaje de la matriz utilizando faja FUENTE: Propia

143

Figura 4.7 – Matriz asegurada con bridas FUENTE: Propia

4.2 ENSAYO 1: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO EN VACÍO DE LA MATRIZ

Objetivos: ·

Verificar que las partes móvil y fija de la matriz estén correctamente guiadas por medio de las columnas y los bujes guías.

·

Verificar que los expulsores tengan la correcta distancia para extraer el producto y el retorno sea adecuado para evitar choques con la placa fija.

Encargados del proceso ·

Estudiantes

Conjunto de actividades Una vez que la matriz ha sido montada un los platos de la inyectora es de suma importancia verificar que las partes de la matriz estén correctamente guiadas para evitar posibles daños es los elementos que se encuentran en contacto directo, es por esto que de forma manual se debe operar la apertura del molde y verificar que no exista ningún problema con el cierre del molde, tal

144 como se muestra en las Figuras 4.8 y 4.9, también se debe revisar que el sistema de votación trabaje correctamente. Posteriormente se procede a calibrar la máquina inyectora según las dimensiones y características del molde, parámetros como fuerza de cierre, presión de inyección, recorrido de expulsores, cantidad de masa inyectada y tiempo de ciclo se deben introducir en el módulo de la inyectora previo a realizar la primera prueba.

Figura 4.8 - Matriz de cubiertos cerrada FUENTE: Propia

Figura 4.9 - Matriz de cubiertos abierta FUENTE: Propia

145 Tabla 4.2 - Actividades de ensayo 1 N°

ACTIVIDAD

INSTRUMENTO

PERSONA A CARGO

LUGAR

Verificar que los elementos de 1

la matriz se encuentren en buen

estado

y

estén

Manualmente

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

engrasados adecuadamente Verificar el correcto cierre, 2

apertura

del

molde

y

el

Manualmente

movimiento de los expulsores.

Inyectora

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

Introducir todos los 3

parámetros de inyección en

Manualmente

base a las dimensiones y

Inyectora

Operador

Laboratorio de Nuevos Materiales

características del molde FUENTE: Propia

4.2.1 RESULTADOS DEL ENSAYO 1 Después de llevar a cabo las actividades detalladas en la Tabla 4.2 se constata el correcto cierre y apertura de las placas móvil y fija de la matriz, se verifica que no existe interferencia entre bujes y columnas así como el correcto accionamiento del sistema de expulsión, como se parecía en las Figuras 4.10 y 4.11, también se ingresa los parámetros de inyección en el módulo de control de la maquina inyectora, como se muestra en las Figuras 4.12 y 4.13.

Figura 4.10 – Verificación de correcta apertura de la matriz FUENTE: Propia

146

Figura 4.11 – Verificación de correcto cierre de la matriz FUENTE: Propia

Figura 4.12 – Panel de control de inyectora Milacron MTH55 FUENTE: Catálogo de inyectora Milacron MTH 55

147

Figura 4.13 – Parámetros de inyección FUENTE: Catálogo de inyectora Milacron MTH 55

4.3 ENSAYO 2: PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DURANTE LA INYECCIÓN Objetivos: ·

Verificar

el funcionamiento de la matriz mediante una prueba de

inyección para analizar el llenado de las cavidades y expulsión del producto. Encargados del proceso ·

Estudiantes

Conjunto de actividades Para este ensayo hay que tener calibrados los parámetros de inyección como los gramos a inyectar, tiempo de ciclo, recorrido de expulsores y temperaturas de la matriz y de la masa.

148 Tabla 4.3 - Actividades de ensayo 2 N°

ACTIVIDAD

INSTRUMENTO

Verificar el movimiento cierre 1

y apertura de la matriz sin carga. Probar

2

la

material

del

inyección

de

tornillo

sin

contacto con la matriz. 3

Inyectar el material en la matriz. Verificar si existe fuga de

4

material por la superficie de cierre.

5

6

Verificar el llenado de las cavidades. Verificar la expulsión de los cubiertos inyectados.

PERSONA A

Manualmente Inyectora

Manualmente Inyectora Manualmente Inyectora Manualmente Inyectora Manualmente Inyectora Manualmente Inyectora

CARGO

Operador

Operador

Operador

Operador

Operador

Operador

LUGAR

Laboratorio de Nuevos Materiales

Laboratorio de Nuevos Materiales Laboratorio de Nuevos Materiales Laboratorio de Nuevos Materiales Laboratorio de Nuevos Materiales Laboratorio de Nuevos Materiales

FUENTE: Propia

4.3.1 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 1 En la primera prueba de inyección realizada no se da un resultado satisfactorio, ya que se produjo fuga de material por la superficie de cierre en la zona de la boca de la cuchara y la cucharita, como se muestra en las Figuras 4.14 y 4.15. Para resolver este problema se procede a erosionar las cavidades haciendo que se topen placa con placa para asegurar el cierre.

149

Figura 4. 14 - Cubiertos inyectados resultado de la primera prueba FUENTE: Propia

Figura 4.15 - Fuga de material por la superficie de cierre FUENTE: Propia

4.3.2 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 2: En la segunda prueba ya no se observa fuga de material por el cierre de la matriz, pero se nota falta de rigidez en los cubiertos debido a que por la erosión placa con placa se perdió profundidad en los cubiertos. Además se observa que existe un problema en la expulsión de la cuchara y la cucharita ocasionado por falta de pulido de las cavidades, como se aprecia en las Figuras 4.16 y 4.17.

150

Figura 4.16 - Problemas de expulsión (cubiertos atrapados) FUENTE: Propia

Figura 4.17 - Retención de cubiertos en la zona de la cuchara FUENTE: Propia

4.3.3 RESULTADOS DE ENSAYO 2, PRUEBA 3: Para mejorar la rigidez de los cubiertos se dio más profundidad en los nervios de los cubiertos, además en el tenedor se maquinó otros nervios en la parte de las puntas.

151 Con el correcto pulido de las cavidades la expulsión de los cubiertos se da sin ningún problema, obteniendo finalmente el resultado esperado, tal como se muestra en las Figuras 4.18, 4.19 y 4.20.

Figura 4.18 - Prueba de molde con sistema de refrigeración FUENTE: Propia

Figura 4.19 - Inyección correcta de los cubiertos FUENTE: Propia

152

Figura 4.20 - Producto terminado FUENTE: Propia

4.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS Una vez montada la matriz en la inyectora, se configura los parámetros para inyectar las piezas que posteriormente son sometidas a una verificación de medidas y aspecto del producto para aprobar los resultados.

4.4.1 VERIFICACIÓN DE CIERRE (PRESENCIA DE REBABAS) En la Figura 4.21 se muestra que los elementos inyectados no presentan rebaba en el contorno esto indica una superficie de cierre correcta y una fuerza de cierre apropiada para que no se abra la matriz durante la inyección.

Figura 4.21 - Resultado de cubierto inyectado FUENTE: Propia

153 4.4.2 VERIFICACIÓN DE DIMENSIONES Luego de obtener las piezas inyectadas se procede a realizar una análisis de las

dimensiones

principales

y

su

posterior

aprobación

o

rechazo

comparándolas con las dimensiones establecidas en el diseño, como se muestra en la Tabla 4.4 y a las medidas mostradas en las Figuras de la 4.22 a la 4.25 del tenedor, cuchara, cuchillo y cucharita respectivamente.

Figura 4.22 - Medición del tenedor con calibrador digital FUENTE: Propia

Figura 4. 23 - Medición de la cuchara con calibrador digital FUENTE: Propia

Figura 4.24 - Medición del cuchillo con calibrador digital FUENTE: Propia

154

Figura 4.25 - Medición de la cucharita con calibrador digital FUENTE: Propia

Tabla 4.4 - Verificación de dimensiones principales Aceptación

Longitud de

Longitud

diseño (mm)

medida (mm)

Tenedor

160

159,96

X

Cuchara

160

160,08

X

Cuchillo

160

160,21

X

Cucharita

128

128,14

X

Elemento

Si

No

FUENTE: Propia

4.4.3 VERIFICACIÓN DE ASPECTO En la Tabla 4.5 se presenta el análisis de aprobación del aspecto del cubierto basado en su apariencia y acabado, como se muestra en las Figuras 4.26 y 4.27.

155

Figura 4.26 - Vista superior del cubierto FUENTE: Propia

Figura 4.27 - Vista inferior del cubierto FUENTE: Propia

Tabla 4.5 - Verificación de aspecto del cubierto Aspecto

Aceptación

Elemento Bueno

Malo

Si

Tenedor

X

X

Cuchara

X

X

Cuchillo

X

X

Cucharita

X

X

No

FUENTE: Propia

El resultado fue la aprobación del producto final cumpliendo con las dimensiones esperadas y un buen aspecto del producto sin rebabas.

156

4.5 COSTOS 4.5.1 COSTOS DE MATERIA PRIMA Las Tablas 4.6, 4.7 y 4.8 se presentan los costos de la materia prima en la cual se especifica las dimensiones y el tipo de acero para cada elemento necesario para la construcción de la matriz. Tabla 4. 6 - Costos de placas Peso (kg)

Costo $/kg

Total (USD)

53

30,36

8,00

242,87

265

45

25,78

4,00

103,1

305

265

40

25,41

4,00

101,65

1

305

265

40

25,41

4,00

101,65

AISI 1045

1

175

265

35

12,76

4,00

51,03

Placa de expulsión principal

AISI 1045

1

175

265

25

9,11

4,00

36,45

Paralelas

AISI 1045

2

265

85

53

18,77

4,00

75,07

Anillo centrador

AISI 1045

1

106

106

25

2,21

4,00

8,83

Total

720,64

Denominación

Dimensiones (mm)

Material

Cantidad

Placa cavidad fija

M238 (Bohler)

1

275

265

Placa cavidad móvil

M238 (Bohler)

1

275

Placa sujeción fija

AISI 1045

1

Placa sujeción móvil

AISI 1045

Placa de expulsión de respaldo

FUENTE: Propia

Tabla 4.7 - Costo de ejes Diámetro Longitud (mm) (mm)

Peso (kg)

Costo $/kg

Total (USD)

90

3,56

4

14,22

45

85

2,25

4

9,00

4

40

50

3,56

4

14,22

V155 (Bohler)

4

40

50

3,56

4

14,22

Boquilla

V155 (Bohler)

1

40

80

0,89

4

3,56

Guías de expulsión

V155 (Bohler)

4

30

110

2,00

4

8,00

Bujes de expulsión

V155 (Bohler)

4

45

53

4,50

4

18,00

Contraexpulsores

V155 (Bohler)

2

20

100

0,44

4

1,78

Expulsores de producto

Acero plata

8

3

90

0,04

1,86

0,07

Expulsores de colada

Acero plata

5

2

90

0,01

1,86

0,02

Total

83,10

Denominación

Material

Cantidad

Columnas guía

V155 (Bohler)

4

40

Distanciadores

AISI 1045

2

Bujes guías

V155 (Bohler)

Bujes centradores

FUENTE: Propia

157 Tabla 4.8 - Costo de materia prima Rubros

Subtotal (USD)

Costos de placas

720,64

Costos de ejes

83,10

Total

803,74

FUENTE: Propia

4.5.2 COSTOS DE ELEMENTOS NORMALIZADOS La Tabla 4.9 muestra costos de los pernos Allen que son elementos normalizados y de libre comercialización, necesarios para el amarre de la matriz de inyección.

Tabla 4.9 - Costos de elementos normalizados Cantidad

Costo Unitario (USD)

Costo total (USD)

Perno allen 1/2" X 1 1/2" UNC

4

0,60

2,40

Perno allen 1/2" X 4.5" UNC

4

1,20

4,80

Perno allen 1/4" x 1" UNC

2

0,07

0,14

Perno allen 5/16" x 2" UNC

2

0,40

0,80

Perno allen 1/2" x 1" UNC

4

0,30

1,20

Perno allen 5/16" x 1 1/2" UNC

1

0,28

0,28

Total

9,62

Elementos normalizados

FUENTE: Propia

158 4.5.3 COSTOS DE MANO DE OBRA Para los costos de mano de obra se debe tener en cuenta las horas hombre máquina empleadas en la fabricación de cada elemento y los diferentes procesos utilizados que se muestran en la Tabla 4.10. Tabla 4.10 - Costos de mecanizado Maquinado Electroerosionadora CNC Cantidad 15 USD/Hora 15 USD/Hora 10 USD/Hora 25 USD/Hora 25 USD/Hora Horas Costo Horas Costo Horas Costo Horas Costo Horas Costo 1 4 60 3 30 15 375 15 375 Torno

Piezas Placas Placa cavidad fija Placa cavidad móvil Placa de sujeción fija Placa de sujeción móvil Placa de expulsión de respaldo Placa de expulsión principal

Fresadora

Rectificadora

250

840

1

4

60

3

30

15

375

1

4

60

2

20

5

125

205

1

4

60

2

20

5

125

205

1

3

45

2

20

5

125

190

1

3

45

2

20

6

150

215

Paralelas

2

5

75

3

30

2

50

155

Anillo centrador Ejes

1

4

60

60

Columnas guías Distanciadores Bujes guías Bujes centradores Boquilla Guías de expulsión Bujes de expulsión

4 2 4 4 1 4 4

8 4 6 7 4 6 7

120 60 90 105 60 90 105

120 60 90 105 60 90 105

Contraexpulsores

2

6

90

90

8

8

120

120

5

4

60

60

Expulsores de producto Expulsores de colada

10

Total

Total FUENTE: Propia

715

3485

159 4.5.4 COSTOS DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS El tratamiento térmico de temple y revenido se realizó a los bujes y columnas para que adquieran una dureza de aproximadamente 54 HRC y los costos se muestran en la Tabla 4.11

Tabla 4.11 - Costos de tratamientos térmicos Denominación

Material

Cantidad

Peso (Kg)

Precio $/kg

Total (USD)

Columnas guía

V155 (Bohler)

4

3,56

4,58

16,29

Bujes guías

V155 (Bohler)

4

3,56

4,58

16,29

Bujes centradores

V155 (Bohler)

4

3,56

4,58

16,29

Boquilla

V155 (Bohler)

1

0,89

4,58

4,07

Guías de expulsión

V155 (Bohler)

4

2,00

4,58

9,16

Bujes de expulsión

V155 (Bohler)

4

4,50

4,58

20,61

Contra expulsores

V155 (Bohler)

2

0,44

4,58

2,04

Total

84,74

FUENTE: Propia

4.5.5 COSTO DE DISEÑO En este rubro se considera el tiempo invertido en el diseño de la matriz, además de la aplicación de software actualizado para completar la matriz que viene siendo los honorarios, también se toma en cuenta materiales de oficina e impresiones que se han hecho durante el periodo de diseño, los diferentes rubros se muestran en la Tabla 4.12

Tabla 4.12 - Costo de diseño Rubros

Costo (USD)

Materiales de oficina

20

Impresiones y plotters

25

Honorarios

900 Total

FUENTE: Propia

945

160 4.5.6 COSTO TOTAL DEL PROYECTO La Tabla 4.13 presenta la suma de los diferentes rubros antes mencionados para obtener el costo total del proyecto. Tabla 4. 13 - Costo total de proyecto Subtotal (USD)

Rubros Costo de materia prima Costo de elementos normalizados Costo de mano de obra Costo de tratamientos térmicos

803,74 9,62 3485,00 84,74

Costo de diseño

945

Varios

100 Total

5428,10

FUENTE: Propia

El costo total de proyecto de construcción de la matriz para la inyección de cubiertos es de 5428.10 dólares americanos.

161

CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES ·

El diseño, simulación y construcción de la matriz para inyección de cubiertos de polipropileno permitió inyectar un juego de cuatro elementos

que

son:

chuchara,

tenedor,

cuchillo

y

cucharita,

obteniéndose una buena apariencia física y las dimensiones esperadas con una desviación aceptable, además será un dispositivo importante para la realización de prácticas en el Laboratorio de Nuevos Materiales.

·

Los paquetes informáticos CAE Solidworks Plastic y Autodesk Moldflow Adviser ayudaron en la simulación del proceso de inyección permitiendo predecir posibles defectos en cuanto a la disposición de los elementos y parámetros de llenado de las cavidades.

·

El software CAD PowerSHAPE facilitó el diseño de la matriz para inyección de cubiertos de polipropileno, para su construcción se usaron los aceros y tratamientos térmicos más adecuados y disponibles en el mercado local, también el mecanizado de las cavidades fue asistido por el software SolidCAM para elaborar trayectorias de herramientas y generar programas en códigos G que posteriormente fueron enviados al centro de mecanizado CNC.

·

La matriz para inyección de cubiertos está diseñada y construida en base a las dimensiones que admite la máquina inyectora Milacron MTH 55 existente en el laboratorio de nuevos materiales, por lo que al momento del montaje no presento problemas y durante el proceso de

162 inyección la fuerza de cierre fue suficiente para mantener unidas las placas cavidades.

·

Durante la construcción se destaca el proceso de acabado superficial por electroerosión placa con placa que permitió asegurar el cierre de la matriz permitiendo que el material inyectado llene las cavidades y no exista rebabas, que demorarían el acabado del producto por ser tiempo desperdiciado el invertido en quitar estas rebabas.

·

Los resultados descritos en el capítulo 4 fueron obtenidos de una prueba realizada en una inyectora que nos proporcionó una empresa privada, debido a que en la inyectora del Laboratorio de Nuevos Materiales no se pudo obtener los mismos resultados por la ausencia del sistema de refrigeración para la matriz y también porque el personal encargado de la inyectora no está totalmente capacitado en la programación de la misma.

5.2 RECOMENDACIONES ·

Para un completo proceso de inyección se debe tener una fase de refrigeración para asegurar la expulsión de las piezas inyectadas sin tener retenciones en la cavidad, en el caso de la inyectora Milacron MTH55 existente en el Laboratorio de Nuevos Materiales no posee el sistema de refrigeración para la matriz de inyección que debería ser instalado para la realización de prácticas.

·

Para un futuro proyecto de titulación sería interesante ver una matriz que use el proceso inyección de colada caliente o que la matriz tenga el tipo de entrada submarina para obtener un producto final sin tener que cortar las entradas y los canales de distribución.

163

·

Se sugiere para un futuro proyecto de construcción de una matriz para inyección de plástico usar para el portamolde acero A-36 en vez de AISI 1045 que resulta más barato y cumple satisfactoriamente con el mismo objetivo.

·

Se recomienda realizar una revisión y mantenimiento periódico de los expulsores y contraexpulsores por ser los elementos más susceptibles a romperse.

164

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

·

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simulación y construcción de molde para tapas de cilindros de gas de uso doméstico por inyección plástica”, Riobamba. ·

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BOHLER, (2013), “Catálogo de aceros”.

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CALLISTER William, (1996), “Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales”, Vol. 2.

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GASTROW Hans, (1992), “Moldes de inyección para plásticos”, Cuarta Edición, Barcelona activa, España.

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REES Herbert, “Product design for injection molding”, Hanser.

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ROBLEDO Juan, (2010), “Modelo piloto para inyección de plásticos”, Morelia Michoacán.

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ROSATO Dominik, ROSATO Donald, ROSATO Marlene, (2000), “Injection Molding Handbook”, Tercera Edición.

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CITAS DE INTERNET ·

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2012/03/extrusionsoplado.html

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http://q-2.es/index.php/blog-de-noticias-khudos/que-estermoformado.html

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http://www.textoscientificos.com/polimeros/moldeado

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http://docencia.udea.edu.co/ingenieria/moldes_inyeccion/unidad_2/maqu ina.html

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http://lamaquinariaindustrial.blogspot.com/2011/06/mecanizado-porarranque-de-viruta.html

·

http://www.losadhesivos.com

·

http://profguillermojcentenob.blogspot.com/2011/05/morfologia-de-lospolimeros.html

166

ANEXOS

A

ANEXO A

HOJAS TÉCNICAS DE MATERIALES UTILIZADOS

A

A

A

A

A

A

A

B

ANEXO B

ELEMENTOS NORMALIZADOS

B

C

ANEXO C

TABLAS DE AJUSTES

C

C

C

C

C

C

C

D

ANEXO D

DIAGRAMA DE GANTT DE LA CONSTRUCCIÓN DE LA MATRIZ

1.3.2 Placa de sujeción móvil (1)

1.3.3 Placa expulsión pricipal (1)

1.3.4 Placa expulsión de respaldo (1)

1.3.5 Paralelas (2)

1.3 6 Placa cavidad fija (1)

1.3.7 Placa cavidad móvil (1)

1.3.8 Columnas guías (4)

1.3.9 Bujes guías (4)

1.3.10 Bujes centradores (4)

1.3.11 Guías de expulsión (4)

1.3.12 Bujes de expulsión (4)

1.3.13 Distanciadores (2)

1.3.14 Expulsores de colada (5)

1.3.15 Expulsores de producto (8)

1.3.16 Contraexpulsores (2)

1.3.17 Anillo de centramiento (1)

1.3.18 Boquilla (1)

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

1.9 Ajustes Finales

26

Proyecto: Matriz de cubiertos Fecha: mar 03/02/15

1.4 Armado de la matriz

25 lun 08/12/14 vie 12/12/14

lun 24/11/14 lun 08/12/14

lun 20/10/14 mié 22/10/14

mié 15/10/14 vie 17/10/14

lun 13/10/14 mié 15/10/14

mié 08/10/14 vie 10/10/14

lun 06/10/14 mié 08/10/14

mié 01/10/14 vie 03/10/14

lun 29/09/14 mié 01/10/14

mié 24/09/14 vie 26/09/14

lun 22/09/14 mié 24/09/14

mié 17/09/14 vie 19/09/14

lun 15/09/14 mié 17/09/14

lun 20/10/14 vie 31/10/14

lun 06/10/14 vie 17/10/14

lun 29/09/14 mié 01/10/14

mié 24/09/14 vie 26/09/14

lun 22/09/14 mié 24/09/14

mié 17/09/14 vie 19/09/14

lun 15/09/14 mié 17/09/14

lun 15/09/14 jue 27/11/14

Informe de resumen manual Resumen manual solo el comienzo

Resumen del proyecto

Tareas externas

Hito externo

Página 1

solo duración

Resumen

Tarea manual

1.3.1 Placa de sujeción fija (1)

6

lun 15/09/14 vie 12/12/14

Hito

1.3 Maquinado de Partes (CNC, Torno, Rectificado, Electroerosión)

5

lun 28/07/14 vie 15/08/14

Resumen inactivo

MAQUINADO

4

lun 30/06/14 vie 25/07/14

Hito inactivo

1.2 Generación de planos

3

División

1.1 Diseño

2

Fecha límite

Progreso

Hito externo

Tareas externas

solo fin

Fin 22 jun ’14 06 jul ’1420 jul ’1403 ago ’14 17 ago ’14 31 ago ’14 14 sep ’14 28 sep ’14 12 oct ’14 26 oct ’14 09 nov ’14 23 nov ’14 07 dic ’14 21 dic ’14 27 02 07 12 17 22 27 01 06 11 16 21 26 31 05 10 15 20 25 30 05 10 15 20 25 30 04 09 14 19 24 29 04 09 14 19 24 lun 30/06/14 vie 12/12/14

Comienzo

Tarea

1 Matriz de inyección de cubieros

1

24

Nombre de tarea

Id

E

ANEXO E

PLANOS DE CONJUNTO Y TALLER