ES2330416T3 - Procedimiento para regular la contraccion de piezas moldeadas por inyeccion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la regulación de la contracción de piezas inyectadas en una cavidad (5, 5.1) de una herramienta (1) de una máquina de moldeo por inyección después de terminar el proceso de llenado de esta cavidad (5, 5.1) con una fundición, en cuyo caso la temperatura y la presión interna en la cavidad (5, 5.1) será controlada y la temperatura de la herramienta (1) será regulada, caracterizado en que, la temperatura al final del recorrido de flujo de la fundición será controlada, la temperatura y la presión interna en la cavidad (5, 5.1) serán adaptadas a un recorrido de referencia mediante el ajuste de la temperatura de la herramienta del final de la fase de llenado o bien a través de un máximo de presión (13) en la cavidad (5, 5.1) hasta el final del ciclo de inyección, y la presión atmosférica será alcanzada siempre con la misma temperatura de la herramienta.
Description
Procedimiento para regular la contracción de
piezas moldeadas por inyección.
El invento se refiere a un procedimiento para
regular la contracción de piezas inyectadas en una cavidad de una
herramienta de una máquina de moldeo por inyección una vez terminado
el proceso de llenado de esta cavidad con una fundición, en cuyo
caso serán controladas la temperatura y la presión interna de la
cavidad, así como la temperatura de la herramienta.
En el caso de procedimientos ya conocidos para
el llenado de una herramienta de moldeo con, por ejemplo, plástico
termoplástico se regula el proceso de llenado de tal modo que
después de una etapa inicial guiada por la velocidad tiene lugar
una etapa guiada por la presión que durará hasta el final del
proceso de llenado. Al final de la etapa guiada por la velocidad o
al inicio de la etapa guiada por la presión se alcanza la situación
de llenado, en la cual el espacio hueco del molde está
completamente bañado con la masa plastificable, en cuyo caso la
presión de la masa en el interior del espacio vacío del molde es
todavía relativamente baja. Sin embargo en la práctica el
comportamiento de contracción de cada una de las piezas inyectadas
es variable y se modifica constantemente debido al material, a las
oscilaciones de las temperaturas, y a la viscosidad resultante de
las mismas.
De la DE 3608973 A1 y la DE 4026731 A1 se conoce
un procedimiento para dominar la fase del proceso isocórico durante
el moldeo por inyección de plásticos termoplásticos. En este caso un
sensor de presión y un sensor de temperatura están colocados frente
a una entrada. Un calculador de procesos determina una relación de
temperatura y presión que corresponde a un enfriamiento isocórico.
De estas relaciones complejas se identifica el momento óptimo para
la introducción de la fase isocórica y se da una señal de
accionamiento para que se cierre el canal de la masa.
El presente invento tiene como objetivo
presentar un procedimiento, con el cual es posible homogeneizar lo
más posible el comportamiento de contracción de la pieza moldeada
tanto entre cavidades individuales de una herramienta múltiple como
de ciclo a ciclo en un procedimiento de moldeado por inyección.
La consecución de dicho objetivo conlleva que la
temperatura hacia el final del recorrido del flujo de fundición sea
controlada, y que la temperatura y la presión interna en la cavidad
sean ajustadas a un recorrido de referencia mediante el
calentamiento de la herramienta desde el final de la fase de
llenado, o bien desde el momento en el que se da la máxima presión
en la cavidad, hasta el final del ciclo de inyección, y que la
presión atmosférica sea alcanzada siempre con la misma temperatura
de la herramienta.
Debido al ajuste a un ciclo de referencia del
recorrido de la temperatura actual o bien de la presión interna de
la herramienta desde el final de la fase de llenado hasta el final
del ciclo, la contracción de la pieza moldeada se mantiene
constante. Esto mismo también es válido para una herramienta
múltiple, en la cual se supervisan y se regulan individualmente los
recorridos de la temperatura o bien de la presión interna de la
herramienta de cada una de las cavidades desde el final de la fase
de llenado hasta el final del ciclo.
Para garantizar una contracción uniforme hay que
alcanzar la presión atmosférica con la misma temperatura de la
pared de la herramienta. Para determinar la presión atmosférica se
mide la presión interna de la herramienta y al mismo tiempo se
determina la temperatura de la herramienta. De este modo, mediante
la regulación correspondiente se puede alcanzar la misma
contracción con las mismas condiciones físicas.
Debido a que la presión interna de la
herramienta a lo largo del recorrido de flujo disminuye
constantemente debido a la viscosidad de la estructura resultó
conveniente la colocación de un sensor para la presión interna de
la herramienta cerca de la entrada con el fin de conseguir la mayor
cantidad de información posible. Sin embargo, esto no es
estrictamente necesario, y podría resultar poco ventajoso en caso de
que haya presión restante, es decir, en el caso de que no se
alcance la presión atmosférica debido a una deformación de la
herramienta.
Para la colocación del sensor de temperatura, al
contrario que en los supuestos anteriores, no es necesario que la
medición correspondiente a la presión interna se realice exactamente
en el mismo lugar, sino que el sensor de temperatura puede ser
instalado en el área del circuito de calentamiento o refrigeración
para que sea más fácil. Será colocado al final del recorrido de
flujo, ya que en este lugar el sensor de temperatura puede ser
utilizado para otras tareas.
En el caso de piezas moldeadas con superficies
grandes también es necesaria una cavidad relativamente grande. Es
por ello que hay que partir de la idea de que varios circuitos de
control de temperatura sean repartidos a lo largo del recorrido de
flujo. Para la regulación de la contracción hay que posicionar un
sensor de temperatura en el área del mismo circuito de control de
la temperatura, en el cual también se encuentra el sensor de la
presión interna de la herramienta. Además, se puede instalar en cada
área adicional de un circuito de control de temperatura hasta el
final del recorrido de flujo un sensor térmico y opcionalmente un
sensor de presión, con cuya ayuda se regula también la contracción
en estas áreas. El momento en el cual se regulan las diferentes
temperaturas será determinado por la presión interior de la
herramienta al alcanzar la presión atmosférica. La temperatura del
medio de termorregulación será ajustada hasta que tanto el recorrido
de la presión interna de la herramienta, desde el máximo hasta
alcanzar la presión atmosférica, como el recorrido de la temperatura
de la herramienta, desde el máximo hasta el valor de presión
atmosférica, correspondan a un valor de referencia predeterminado
(en su mayor parte).
En un ejemplo de ejecución preferido del invento
no se comparan ambos parámetros temporalmente, sino que se coloca
uno encima del otro de tal modo que en el caso de conseguir una
coincidencia absoluta resulte una línea de 45º.
La regulación ocurre de manera totalmente
independiente de la máquina de inyección, y únicamente se refiere
al sistema de control de temperatura de la herramienta.
Otras ventajas, características y detalles del
invento resultan de la siguiente descripción de ejemplos de
ejecución preferidos, así como también del dibujo, el cual muestra
en:
- Figura 1 una sección transversal representada
esquemáticamente a través de una herramienta de moldeo por
inyección;
- Figura 2a y Figura 2b diagramas con el
recorrido de la presión y de la temperatura durante el llenado de
las cavidades;
- Figura 3 una representación esquemática de las
cavidades de una herramienta de inyección múltiple;
- Figura 4 una representación esquemática de una
cavidad de una herramienta de inyección para superficies
grandes;
- Figuras 5a y 5b diagramas que representan la
pérdida de presión por la contracción de una pieza moldeada por
inyección en una cavidad.
En la figura 1 está representada una herramienta
cerrada para el moldeo por inyección 1. Consiste básicamente de dos
placas de molde 2 y 3, en cuyo caso de la placa de molde 3
sobresalen estructuras 4 que se engranan en las cavidades 5 de la
placa de molde 2 en su posición cerrada. Las estructuras 4 y las
cavidades 5 forman conjuntamente un espacio vacío de molde 6, que
podría ser llenado por ejemplo con una fundición de plástico. Ésta
será transportada a través de un canal caliente 7 hacia una tobera 8
e inyectada en una cámara vacía de molde 6 a través de un bebedero
de alimentación 9.
A cada cavidad 5 está asignado preferiblemente,
conforme al presente invento, al menos un sensor de temperatura 10.
Dicho sensor de temperatura 10 se encuentra al final del recorrido
de llenado de la cavidad 5, y preferiblemente a la altura en la que
se alcanza aproximadamente el 95-98% del recorrido
de flujo de la cavidad. Además, un sensor de presión 20 está
asignado a la cavidad 5, el cual está previsto cerca del bebedero
9.
En las toberas 8 se encuentran canales de
calefacción 11 mediante los cuales se mantiene una fundición de
plástico en el canal caliente 7 a la temperatura deseada. Sin
embargo, en la placa de molde 2 en el área de las cavidades 5 se
encuentran canales de enfriamiento 12, los cuales regulan nuevamente
la temperatura del plástico en la cámara vacía del molde 6 a la
temperatura deseada con el fin de que se solidifique después de un
tiempo determinado, y de que se pueda extraer la pieza de la cavidad
5.
En la figura 2a se puede reconocer que al llenar
la cavidad 5 con la fundición sube muy rápidamente la presión hasta
un máximo 13, luego decae más lentamente hasta un punto de sellado
14, en el cual está cerrado el bebedero de alimentación.
Posteriormente la presión vuelve a bajar hasta 1
bar y alcanza finalmente la temperatura de 20ºC.
En el caso de que el proceso se aplique,
especialmente después de terminar el llenado, por encima de la
temperatura conforme a la figura 2b, se alcanza en el punto 13 el
máximo de presión. A continuación la temperatura baja al punto de
sellado 14 y después a la isócora 15 de 1 bar, en cuyo caso se
inicia en ese momento la contracción de la pieza moldeada. La pieza
moldeada se contrae en el área a hasta alcanzar la temperatura de
20ºC. A continuación se extrae la pieza moldeada de la cavidad
5.
El funcionamiento del presente invento se
representa según las figuras 3 hasta 5b.
En la figura 3 está representada de forma
esquemática una herramienta múltiple. A cada una de las cavidades 5
está asignado un propio circuito de temperación 16, el cual por
ejemplo presenta canales de refrigeración 12. A cada cavidad 5
están asignados además un sensor de presión 20 y un sensor de
temperatura 10.
Mediante el sensor térmico 10 se supervisa la
temperatura dentro de la cavidad 5, y la presión interna dentro de
la cavidad 5 será determinada por el sensor de presión 20. La
medición correspondiente de los dos parámetros no tiene que
producirse necesariamente en el mismo lugar, sino que para facilitar
el proceso dicha medición puede ocurrir en el área del circuito de
temperación 16 correspondiente. Cada uno de los circuitos de
temperación 16 serán regulados debido a que se ajusta la
temperatura del medio térmico lo suficiente hasta que tanto el
recorrido de la presión interna de la herramienta, desde el máximo
hasta alcanzar la presión atmosférica, como el recorrido de la
temperatura de la herramienta, desde el máximo hasta el valor bajo
presión atmosférica, corresponden a un valor de referencia
predeterminado.
Conforme a la figura 5b, ambos parámetros no
serán comparados temporalmente sino de forma superpuesta, de tal
manera que en el caso de que se produzca una coincidencia absoluta
se dará lugar a una línea recta con un ángulo de 45º. Se prefiere
una representación de este tipo aunque en la figura 5a también se ha
representado el recorrido de presión después del llenado a través
del tiempo.
En el caso de una herramienta con la cual se
fabrican piezas con superficies muy grandes la cavidad 5.1 está
sustancialmente ampliada. Es por ello que una cavidad 5.1 de este
tipo también posee varios bebederos de alimentación 9.1 hasta 9.5,
en cuyo caso al menos al bebedero 9.1 está asignado también un
sensor de presión 20. Naturalmente según las necesidades a los
otros bebederos 9.2 hasta 9.5 también se les puede asignar un sensor
de presión 20. Sin embargo, no tiene que ser estrictamente
necesario.
Además, la cavidad 5.1 posee varios circuitos de
temperación 16 y varios sensores de temperatura 10.
La regulación ocurre tal y como ha sido descrita
anteriormente.
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse
errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
- \bullet DE 3608973 A1 [0003]
- \bullet DE 4026731 A1 [0003]
Claims (5)
1. Procedimiento para la regulación de la
contracción de piezas inyectadas en una cavidad (5, 5.1) de una
herramienta (1) de una máquina de moldeo por inyección después de
terminar el proceso de llenado de esta cavidad
(5, 5.1) con una fundición, en cuyo caso la temperatura y la presión interna en la cavidad (5, 5.1) será controlada y la temperatura de la herramienta (1) será regulada, caracterizado en que,
(5, 5.1) con una fundición, en cuyo caso la temperatura y la presión interna en la cavidad (5, 5.1) será controlada y la temperatura de la herramienta (1) será regulada, caracterizado en que,
la temperatura al final del recorrido de flujo
de la fundición será controlada, la temperatura y la presión
interna en la cavidad (5, 5.1) serán adaptadas a un recorrido de
referencia mediante el ajuste de la temperatura de la herramienta
del final de la fase de llenado o bien a través de un máximo de
presión (13) en la cavidad (5, 5.1) hasta el final del ciclo de
inyección, y la presión atmosférica será alcanzada siempre con la
misma temperatura de la herramienta.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
caracterizado en que la determinación de la temperatura de
la herramienta ocurre en el área del circuito de templar (16) de la
cavidad (5, 5.1).
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1
ó 2, caracterizado en que se determina la presión interna
cerca del bebedero de alimentación (9, 9.5).
4. Procedimiento conforme a una de las
reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado en que se regula
cada circuito de templado (16) con varios circuitos de templado
(16) (para piezas de moldeo con grandes superficies) en el caso de
cavidades (5.1) y en que el momento en el cual se regulan las
diferentes temperaturas será determinado por la presión interna de
la herramienta al alcanzar la presión atmosférica.
5. Procedimiento conforme con al menos una de
las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado en que el
recorrido real de la temperatura y/o de la presión será
representado a través del correspondiente recorrido de
referencia.
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