ES2350598T3

ES2350598T3 - Método y aparato de moldeo.

Info

Publication number: ES2350598T3
Application number: ES06809175T
Authority: ES
Inventors: David Barry Crawford
Original assignee: Lomold Corp NV
Current assignee: Lomold Corp NV
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2011-01-25
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: ZA200803607B; ATE477101T1; US7846359B2; EP1940601B1; USRE45027E1; WO2007049146A1; EP1940601A1; KR101006147B1; RU2378114C1; KR20090084999A; CN101312815A; US20070090571A1; DE602006016151D1; JP2009513388A; US20090218709A1; CN101312815B; JP4871956B2

Abstract

Un método para moldear un artículo, comprendiendo dicho método: alimentar material moldeable dentro de una cavidad de dosificación (16); alimentar el material moldeable desde la cavidad de dosificación a una cavidad del molde a través de un paso de transición (26), estando definido el paso de transición (26) adyacente a la cavidad del molde; y empujar algo del material moldeable desde el paso de transición (26) al interior de la cavidad del molde, con una carrera de trabajo del émbolo de empaquetar (24), hasta que el émbolo de empaquetar (24) cierre una lumbrera (30) definida entre el paso de transición (26) y la cavidad del molde, y una cara delantera (32) del émbolo de empaquetar (24) forme parte de la pared periférica del molde; caracterizado por que un volumen dosificado predeterminado, conocido, del material moldeable es alimentado desde la cavidad de dosificación (16), mediante una carrera de trabajo de un émbolo de dosificación (14) que es desplazable dentro de la cavidad de dosificación (16), al interior de la cavidad del molde y el desplazamiento del émbolo de dosificación (14) dentro de la cavidad del molde (16) es vigilado para controlar el volumen de material moldeable que se alimenta desde la cavidad de dosificación (16), además caracterizado por que el émbolo de empaquetar (24) inicia su carrera de trabajo mientras el material moldeable está todavía siendo alimentado desde la cavidad de dosificación (16), de tal modo que se mantiene un flujo ininterrumpido del material moldeable en el paso de transición (26).

Description

CAMPO DEL INVENTO

Este invento se refiere a un método y un aparato para moldear que tienen aplicación en particular para el moldeo de materiales plásticos.

ANTECEDENTES DEL INVENTO

Los regímenes a los cuales pueden ser llenadas las cavidades del molde están limitados por el régimen al cual puede fluir el material plástico fundido a través de las estrechas mazarotas, canales de colada y agujeros de colada. El material plástico fundido ha de ser alimentado a la cavidad del molde a altas presiones, cuya aplicación es costosa y requiere una resistencia estructural sustancial del molde, del equipo de alimentación, etc. Estas desventajas pueden ser superadas aumentando las secciones transversales de los pasos por los cuales es alimentado al molde el material plástico fundido, los cuales admiten también que sea usado material plástico fundido con inclusiones, tales como de fibras largas, de materia en partículas de plásticos reciclados, o similares. Al aumentar las secciones transversales de los pasos de alimentación, se requieren presiones de alimentación más bajas.

Sin embargo, las alimentaciones de gran sección transversal a las cavidades del molde tienen la desventaja de que la lumbrera por donde entra la alimentación al molde ha de ser cerrada cuando se permite que el plástico fundido solidifique en el molde. Esto puede conseguirse por acumulación del material plástico fundido necesario para llenar la cavidad del molde, en una cámara de alojamiento cilíndrica adyacente al molde, y cierre de la lumbrera con un émbolo, cuya cara delantera se hace parte de la pared periférica de la cavidad del molde, cuando está cerrado. Sin embargo, en aparatos de este tipo, la cámara de alojamiento está abierta a la cavidad del molde y el material plástico fundido que fluye a la cámara de alojamiento hace contacto con la parte de la cavidad del molde que está inmediatamente adyacente a la lumbrera de alimentación, donde empieza a solidificar antes de que el émbolo fuerce al material plástico fundido que está dentro de la cámara.

Además, la cara del émbolo en este tipo de aparato de molde es típicamente enfriada internamente, para que se enfríe con el resto de la pared del molde, cuando se solidifica el material plástico fundido en la cavidad del molde. Cuando se retira el émbolo para volver a llenar la cámara de alojamiento para un ciclo siguiente de moldeo, el material plástico fundido que fluye dentro de la cámara de alojamiento hace contacto con la cara del émbolo fría y empieza a solidificar. La solidificación parcial del material plástico fundido en algunas áreas, antes de que el émbolo llene el molde, aumenta la viscosidad del material plástico fundido y por consiguiente requiere una presión de alimentación más alta para llenar la cavidad del molde, que es propensa a dejar marcas en los productos moldeados.

Estas desventajas del llenado de una cámara de alojamiento de gran sección transversal adyacente a la cavidad del molde, antes de empujar al material plástico fundido al interior de la cavidad del molde, se mejoran en cierta medida con el invento descrito en la Patente de EE.UU. Número 6.464.910, concedida a Smorgon y otros. En esta patente se expone un ciclo de moldeo en el cual el material plástico fundido es alimentado a un acumulador, desde donde es alimentado a la cavidad del molde a baja presión, a través de un paso de gran sección transversal y en que la lumbrera de alimentación del paso que conduce al interior de la cavidad del molde está cerrada por un émbolo de una válvula. El material plástico fundido no se acumula, por consiguiente, en una cavidad de alojamiento inmediatamente adyacente al molde, donde algo del material plástico fundido puede haberse solidificado.

Sin embargo, en el proceso de Smorgon y otros, el material plástico fundido es alimentado continuamente desde un extruidor al acumulador y desde el acumulador a la cavidad del molde, de modo que no hay control volumétrico de la cantidad de material plástico fundido alimentado a la cavidad del molde. En cambio, se mide la presión dentro de la cavidad del molde. El resultado es que se llena por completo la cavidad del molde antes de que el émbolo de la válvula empiece a cerrar la alimentación al molde. La válvula es de sección transversal de grandes dimensiones y el avance del émbolo de la válvula alimenta un considerable volumen de material plástico fundido adicional al interior del molde, haciendo así que se llene en exceso el molde. Smorgon no describe lo que ocurre al exceso de flujo de material plástico fundido alimentado al molde, pero éste es presumiblemente recibido en un depósito de rebosamiento y pasa al desecho.

Además, en el proceso de Smorgon y otros, el material plástico fundido es alimentado continuamente a baja presión desde el acumulador a la cavidad del molde, hasta que la cavidad del molde se llena y aumenta la presión en el molde. Solamente cuando este aumento de la presión es detectado, inicia su movimiento el émbolo de la válvula para cerrar el molde. Puede por consiguiente suponerse con seguridad que el flujo del material plástico fundido es interrumpido momentáneamente antes de que empiece el movimiento del émbolo de la válvula. La interrupción del flujo momentáneamente aumenta el tiempo de permanencia del material plástico fundido en la válvula adyacente al molde y produce cambios en la reología del material plástico. El émbolo de la válvula fuerza entonces a este material a entrar en la cavidad del molde, lo que da por resultado marcas visibles y/o debilitamiento local dentro del producto. Además del estancamiento que se produce en la válvula, se interrumpe también momentáneamente la velocidad del frente fundido de material plástico fundido que fluye al interior del molde, lo cual afecta a las propiedades físicas y al aspecto del producto moldeado.

En el documento WO-A-9900237 se describen un método y un aparato de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 11.

Un objeto del presente invento es proporcionar un método y un aparato de moldeo mejorados, con los cuales se permite que el material plástico fundido sea alimentado ininterrumpidamente a una cavidad del molde a través de un paso de gran sección transversal.

Otro objeto del presente invento es proporcionar un método y un aparato de moldeo mejorados, con los cuales se limita el desperdicio limitando para ello el llenado en exceso de una cavidad del molde con material plástico fundido, el cual es alimentado ininterrumpidamente a la cavidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

El invento queda definido por las características del método según la reivindicación 1, y por un aparato de acuerdo con la reivindicación 11.

De acuerdo con un aspecto del presente invento, se proporciona un método para moldear un artículo, comprendiendo dicho método:

alimentar material moldeable al interior de una cavidad de dosificación;

alimentar el material moldeable desde la cavidad de dosificación a una cavidad del molde a través de un paso de transición, estando definido el paso de transición adyacente a la cavidad del molde; y

empujar algo del material moldeable desde el paso de transición al interior de la cavidad del molde con una carrera de trabajo de un émbolo de empaquetar, hasta que el émbolo de empaquetar cierra una lumbrera definida entre el paso de transición y la cavidad del molde, y una cara delantera del émbolo de empaquetar forma parte de la pared periférica del molde; en que una cantidad predeterminada del material moldeable es alimentada desde la cavidad de dosificación a la cavidad del molde.

Puede estar llena de material moldeable menos del noventa por ciento de la cavidad del molde cuando el émbolo de empaquetar inicia su carrera de trabajo.

El émbolo de empaquetar inicia su carrera de trabajo mientras el material moldeable está siendo todavía alimentado desde la cavidad de dosificación, y el émbolo de empaquetar puede cerrar una entrada al paso de transición desde la cavidad de dosificación, durante dicha carrera de trabajo.

El material moldeable es alimentado desde la cavidad de dosificación mediante una carrera de trabajo de un émbolo de dosificación que es desplazable dentro de la cavidad de dosificación, y el desplazamiento del émbolo de dosificación dentro de la cavidad de dosificación es vigilado para controlar el volumen de material moldeable que es alimentado desde la cavidad de dosificación.

La posición del émbolo de empaquetar con relación a la lumbrera puede ser vigilada al final de la carrera de trabajo del émbolo de empaquetar, para determinar si la cavidad del molde ha sido llenada con una cantidad requerida de material moldeable, es decir, para determinar si ha sido llenada en exceso o llenada insuficientemente, y se puede ajustar automáticamente la distancia en que se desplaza el émbolo de dosificación durante una carrera de trabajo subsiguiente, para corregir la cantidad de material moldeable que es alimentado a la cavidad del molde desde la cavidad de dosificación, es decir, para compensar cualquier llenado en exceso o llenado insuficiente.

Se puede controlar la temperatura de las paredes del paso de transición y/o de la cara del émbolo de empaquetar.

El material moldeable puede ser alimentado desde una sola cavidad de dosificación a múltiples pasos de transición y desde ahí a una única cavidad del molde

o a múltiples cavidades de molde. En el caso de que el material moldeable sea impulsado a entrar en una sola cavidad del molde desde múltiples pasos de transición, los émbolos de empaquetar de los pasos de transición pueden efectuar sus carreras de trabajo en tiempos diferentes.

El material moldeable puede ser desde luego alimentado desde múltiples cavidades de dosificación a una sola cavidad del molde. El material moldeable puede comprender, al menos en parte, un material plástico fundido, o cualquier otro material moldeable.

De acuerdo con otro aspecto del presente invento, se proporciona un aparato para moldear un artículo, comprendiendo dicho aparato:

una cámara de dosificación y un miembro desplazable, que definen juntos una cavidad de dosificación, siendo variable el volumen de dicha cavidad de dosificación mediante el desplazamiento con movimiento alternativo del miembro

desplazable en la cavidad de dosificación, y siendo conectable dicha cavidad de dosificación a un suministro de material moldeable; una cámara de empaquetar y un émbolo de empaquetar, que definen juntos un paso de transición que está en comunicación de flujo con una cavidad interior de un molde a través de una lumbrera y que está en comunicación de flujo con la cavidad de dosificación a

través de un paso, siendo el émbolo de empaquetar desplazable con movimiento alternativo dentro del paso de transición entre una posición de retraído y una posición de adelantado, cerrando el émbolo de empaquetar dicha lumbrera

entre el paso de transición y la cavidad del molde y formando parte una cara delantera del émbolo de empaquetar de la pared periférica de la cavidad del molde, cuando el émbolo de empaquetar está en dicha posición adelantada;

en que el volumen de la cavidad de dosificación está configurado para ser variado en una cantidad predeterminada, durante el desplazamiento con movimiento alternativo del miembro desplazable.

El émbolo de empaquetar puede estar configurado para iniciar una carrera de trabajo desde su posición de retraído a su posición de adelantado cuando se haya llenado menos del noventa por ciento de la cavidad del molde con material moldeable, y está configurado para iniciar su carrera de trabajo mientras está todavía siendo alimentado el material moldeable desde la cavidad de dosificación.

El miembro desplazable es un émbolo de dosificación.

El émbolo de empaquetar puede incluir medios para controlar la temperatura de su cara delantera y, análogamente, la cámara de empaquetar puede incluir medios para controlar la temperatura del paso de transición.

El aparato puede definir una cavidad de dosificación que esté conectada a múltiples pasos de transición, los cuales a su vez pueden estar en comunicación de flujo con múltiples cavidades de molde o con una sola cavidad del molde.

En vez de eso, el aparato puede definir múltiples cavidades de dosificación que estén conectadas a través de múltiples pasos de transición a una sola cavidad del molde.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión del presente invento y para poner de manifiesto cómo se puede llevar a la práctica el mismo, se hará ahora referencia, a modo de ejemplo no limitador, a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es una sección que ilustra un aparato de moldeo de: acuerdo con

el presente invento en una primera condición operativa; y

Las Figuras 2 y 3 son vistas similares a la de la Figura 1 y que: ilustran, con

la Figura 1, el ciclo operativo del aparato.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS

Con referencia a los dibujos, el aparato de moldeo de acuerdo con el invento se ha indicado en general por el número de referencia 10. Algunas de las características del aparato 10 son visibles tan solo en algunos de los dibujos.

El aparato 10 comprende una cámara de dosificación 12, dentro de la cual hay un miembro desplazable con movimiento alternativo en forma de un émbolo de dosificación 14, de modo que queda definida una cavidad de dosificación 16 de volumen variable dentro de la cámara de dosificación. La cavidad de dosificación 16 tiene una abertura de entrada 18 que puede ser conectada a un suministro de material plástico fundido, por ejemplo, de tubería calentada que conduce desde un extruidor o mezclador, y tiene una abertura que conduce a un paso en forma de un camino de flujo fundido 20. El émbolo de dosificación 14 es desplazable hacia arriba y hacia abajo entre una posición de totalmente bajado, representada en la Figura 1, y una posición de elevado, representada en las Figuras 2 y 3, y es accionado por medios externos tales como un cilindro hidráulico de doble acción (no representado). La posición y el desplazamiento del émbolo de dosificación 14 se vigilan con precisión y la altura a la cual se eleva hasta su posición de elevado es controlada con precisión, usando para ello un potenciómetro digital.

Se apreciará por quien sea experto en la técnica que el suministro de material plástico fundido puede incluir un método de plastificar y/o de mezclar el polímero y/o los aditivos o los medios de refuerzo, como se ha mencionado en lo que antecede, y esto puede conseguirse usando para ello diferentes tipos de husillos, tales como de husillos simples o dobles, continuos, de acción intermitente o de un tipo de parada/arranque, etc.

El aparato comprende además una cámara de empaquetar 22 en forma de un barril, dentro de la cual hay un émbolo 24 de empaquetar desplazable con movimiento alternativo, de modo que dentro de la cámara de empaquetar queda definida una cavidad en forma de un paso de transición 26 (como puede verse mejor en la Figura 3). La cámara de empaquetar 22 define una entrada 28 en su pared desde el camino de flujo de masa fundida 20 al paso de transición.

El paso de transición 26 está definido inmediatamente adyacente a la cavidad del molde (no representada) y está abierto a la cavidad del molde, de modo que queda definida una lumbrera 30 en donde el paso de transición desemboca en la cavidad del molde. El molde que define la cavidad del molde ha sido omitido en los dibujos, puesto que es una cavidad que puede tener un número ilimitado de formas y dimensiones y es por lo tanto no fácilmente susceptible de ser ilustrada. Estará claro para quienes sean expertos en la técnica, que la cavidad del molde estará, en uso, inmediatamente a la izquierda del paso de transición 26, como se ha ilustrado.

El émbolo de empaquetar 24 es accionado externamente, por ejemplo mediante un émbolo hidráulico de doble acción, para que sea desplazable entre una posición de retraído, representada en la Figura 3, y una posición de adelantado, representada en las Figuras 1 y 2. Cuando el émbolo de empaquetar 24 esté en su posición adelantada, cierra la lumbrera 30 entre el paso de transición 26 y la cavidad del molde, y una cara delantera 32 del émbolo de empaquetar forma parte de la pared periférica de la cavidad del molde. El émbolo de empaquetar 24 cierra también la entrada 28, cuando está en su posición de adelantado. Cuando se retrae el émbolo de empaquetar 24, se abren la entrada 28 y la lumbrera 30, y la entrada 28 está espaciada a una pequeña distancia de la cara 32 delantera del émbolo.

Apreciarán quienes sean expertos en la técnica que los movimientos del émbolo de dosificar 14 y del émbolo de empaquetar 24 pueden ser controlados de una serie de formas, por ejemplo usando para ello accionamiento hidráulico con codificadores lineales y válvulas de control proporcional, que accionan hidráulicamente con topes enfilados ajustables eléctricamente, husillos de bola de recirculación operados por servomotores, motores lineales, o similares.

En uso, cuando la cavidad del molde está llena de material plástico fundido que puede solidificar para formar un artículo o una parte moldeada, el aparato está en la condición representada en la Figura 1, con el émbolo de empaquetar 24 en su posición adelantada y el émbolo de dosificación en su posición de totalmente bajado.

Mientras solidifica el material plástico fundido en la cavidad del molde, la cavidad de dosificación 16 se llena de material plástico fundido que entra en la cavidad de dosificación a través de la abertura de entrada 18 y el émbolo de dosificación 14 sube gradualmente para aumentar el volumen de la cavidad de dosificación para acomodar el flujo de entrada, hasta que el aparato 10 está en la condición representada en la Figura 2, en la cual el émbolo de dosificación 14 está en una posición elevada predeterminada, de modo que puede ser desplazado un volumen dosificado predeterminado mediante el émbolo de dosificación, entre sus posiciones de elevado y totalmente bajado. La cavidad de dosificación 16 recibe por consiguiente material plástico fundido incluso aunque el material que esté en la cavidad del molde esté todavía solidificando, manteniéndose así corto el tiempo del ciclo para el proceso de moldeo.

Una vez que haya solidificado el material plástico en la cavidad del molde, se abre el molde y se expulsa el artículo. El molde se vuelve entonces a cerrar y la cavidad del molde queda dispuesta para ser llenada de material plástico fundido para fabricar otro artículo en un ciclo siguiente de operación, el émbolo de empaquetar 24 es retirado a su posición representada en la Figura 3, para abrir la entrada 28 y la lumbrera 30.

El émbolo de dosificación 14 es hecho descender en una distancia predeterminada desde su posición de elevado hasta su posición de completamente bajado, de modo que el volumen dosificado predeterminado de material plástico fundido es desplazado por el émbolo de dosificación, desde la cavidad de dosificación 16, a través del camino 20 de flujo de masa fundida y de la entrada 28, al paso de transición 26, desde donde fluye ininterrumpidamente a través de la lumbrera 30 al interior de la cavidad del molde. El volumen de material plástico fundido alimentado desde la cavidad de dosificación 18 durante esta carrera del émbolo de dosificar 14, iguala en general al volumen requerido para hacer un artículo de calidad optimizada en la cavidad del molde.

Mientras se mueva hacia abajo el émbolo de dosificación 14, el material plástico fundido fluye continúa e ininterrumpidamente desde la cavidad de dosificación 16 a la cavidad del molde, de modo que se mantiene en el mínimo el tiempo de permanencia del material plástico en el paso de transición 26.

Mientras el émbolo de dosificación 14 está todavía desplazándose hacia abajo, pero está acercándose a su posición de completamente bajado, el émbolo de empaquetar 24 inicia una carrera de trabajo desde su posición de retraído hacia la lumbrera 30. Cuando el émbolo de empaquetar 24 llega a la entrada 28, la cierra. En la realización del invento que se ha ilustrado, el émbolo 24 de empaquetar se desplaza primero en una corta distancia desde su posición de retraído, antes de llegar al borde de la entrada 28, e inicia el cierre de la entrada. Esto no es esencial, pero permite que el émbolo de empaquetar 24 acelere y empiece a desplazar material plástico fundido desde el paso de transición 26, y permite que el émbolo de dosificación 14 alcance su posición de completamente bajado, de modo que se detenga el flujo, en el camino 20 para el flujo de masa fundida, antes de que el émbolo de empaquetar llegue a la entrada 28. El aparato 10 está configurado de modo que el émbolo de dosificación 14 alcanza su posición inferior justamente cuando el émbolo de empaquetar 24 está a punto de iniciar el cierre de la entrada 28.

El volumen dosificado desplazado por el émbolo de dosificar 14 iguala en general al volumen de la cavidad del molde, mientras que el volumen del paso de transición 26 se hace tan pequeño como es posible. Sin embargo, la sección transversal del paso de transición 26 deberá ser preferiblemente grande, por las razones que se han dado en lo que antecede, y la longitud de la carrera del émbolo de empaquetar no puede ser menor que la permitida por las limitaciones físicas, tales como el grosor de la pared del molde, el diámetro del camino 20 de flujo de masa fundida, etc. El volumen del paso de transición 26 es, preferiblemente, aproximadamente del diez por ciento al cuarenta y nueve por ciento del volumen dosificado, y de ello se sigue que la cavidad del molde se llena aproximadamente del cincuenta y uno por ciento al noventa por ciento de material plástico fundido que es alimentado por el movimiento del émbolo de dosificación, antes de que el restante diez al cuarenta y nueve por ciento de la cavidad del molde sea llenado de material alimentado por movimiento del émbolo de empaquetar.

Los movimientos alternativos que se solapan del émbolo de dosificación 14 y el émbolo de empaquetar 24 hacen que el flujo de material plástico fundido desde el paso de transición 26 al molde sea continuo y por consiguiente se mantenga la velocidad frontal de la masa fundida al fluir el material al interior de la cavidad del molde. El flujo puede ser acelerado momentáneamente cuando ambos émbolos 14, 24 se estén moviendo, pero ello no tiene en general consecuencias. Lo que es importante, es que el flujo de material plástico fundido no se estanque en el paso de transición 26 y que el tiempo de permanencia del material fundido en el paso de transición se mantenga en el mínimo. El flujo ininterrumpido de material durante el proceso es especialmente beneficioso cuando se moldean materiales que pueden ser afectados perjudicialmente por tiempos de permanencia largos durante el ciclo de inyección.

El mantener mínimo el tiempo de permanencia del material plástico en el paso de transición 26, es ventajoso dado que la cara 32 del émbolo de empaquetar 24 y las paredes del paso de transición 26 adyacentes a la cavidad del molde pueden estar más frías que las paredes internas de la cavidad de dosificación 16 y el camino 20 del flujo de masa fundida, debido a pérdidas térmicas que tienen lugar cuando las paredes de la cavidad del molde (incluida la cara 32 del émbolo) son enfriadas para formar un artículo en el molde. En realizaciones preferidas del invento, la cara 32 del émbolo y/o la cámara de empaquetar 22 pueden ser enfriadas y/o calentadas por separado, e independientemente, y pueden ser mantenidas a temperaturas que difieren de las de las paredes enfriadas de la cavidad del molde. Quienes sean expertos en la técnica apreciarán que todo el aparato 10 sería normalmente calentado y/o enfriado, como se desee, para mantener el aparato a temperaturas a las cuales el material plástico permanece fundido, pero a las cuales se mantiene en el mínimo la degradación térmica. Sin embargo, las paredes exteriores del molde (las cuales podrían incluir la cara 32 del émbolo en realizaciones en las que se haya previsto el enfriamiento para la cara del émbolo) han de ser enfriadas para solidificar el material plástico fundido en la cavidad del molde, y las pérdidas térmicas de las partes del aparato que están inmediatamente adyacentes al molde, son prácticamente inevitables.

La carrera del émbolo de empaquetar 24, el cual podría ser enfriado internamente, deberá ser mantenida preferiblemente tan corta como sea posible, con objeto de limitar la degradación y obtener el mejor acabado superficial. La relación de la longitud al diámetro del émbolo de empaquetar 24 podría estar en el margen de 7:1.

Cuando el émbolo de empaquetar 24 alcanza su posición adelantada, su cara 32 forma parte de la pared del molde y puede permitirse que el material plástico fundido contenido en el molde solidifique. El aparato 10 es ahora de nuevo como se ha representado en la Figura 1, y se completa el ciclo. Durante el principio del ciclo de moldeo, el molde puede ser ligeramente abierto y puede empezar a cerrar durante o después de la carrera de trabajo del émbolo de empaquetar, en forma similar a como ocurre en las técnicas de moldeo por compresión de inyección convencionales, aunque en la mayoría de los casos, se mantendría el molde cerrado al principio del ciclo de inyección.

La posición del émbolo de empaquetar 24 con relación a la lumbrera 30 se vigila en la etapa en la que el mismo llega a su posición de adelantado, para vigilar la medida en que se llena la cavidad del molde con el volumen de material plástico fundido alimentado desde la cavidad de dosificación. La carrera del émbolo de dosificación 14, es decir, la altura a la cual éste es elevado en el ciclo operativo siguiente, puede ser ajustada automáticamente para corregir un llenado en exceso o insuficiente de la cavidad del molde con relación a la posición de parada del émbolo de empaquetar en su carrera hacia delante.

La abertura de entrada 18 el camino 20 de flujo de masa fundida, la entrada 28, el paso de transición 26 y la lumbrera 30, son todos de diámetros de su sección transversal que excede en mucho de los diámetros de las estrechas mazarotas, canales de colada y agujeros de colada del aparato de moldeo convencional. El tamaño de la lumbrera 30 es al menos el doble que el del agujero de colada en el equipo de moldeo por inyección convencional. Como resultado, la velocidad de la masa fundida del material plástico fundido en la lumbrera 30 es al menos 10 veces menor que la que tiene en el caso de un proceso de moldeo por inyección convencional optimizado. Además, el tiempo requerido para llenar la cavidad del molde es menor que la mitad del requerido para llenar una cavidad del molde en un proceso de moldeo por inyección convencional, y puesto que el llenado se produce mucho más rápidamente, la temperatura de la cara frontal 32 del émbolo de empaquetar 24 puede ser controlada de tal modo que se obtengan el acabado superficial y/o las propiedades más óptimas en la parte moldeada, lo cual podría conducir a una disminución del tiempo total del ciclo, así como a una disminución en la inestabilidad dimensional (alabeo) de los artículos moldeados. La carrera de trabajo del émbolo de empaquetar 24 debería probablemente mantenerse tan corta como sea posible, con objeto de limitar la degradación y obtener el mejor acabado superficial.

Un beneficio adicional de este proceso de moldeo de baja cizalladura a través de una puerta grande, es el de que se pueden usar pieles decorativas y otras capas en el molde, que no serían perforadas tan fácilmente como lo que puede observarse en los procesos de moldeo por inyección convencionales. Las demás capas en el molde pueden incluir esteras de fibra, PET (tereftalato de polietileno), metal, textiles, o similares.

Usando el método del presente invento puede conseguirse el moldeo de fibras de vidrio largas, de una longitud media superior a 4 mm, en una matriz de poliolefina, debido a unos pasos o agujeros de colada ininterrumpidos, de mínima restricción, a través de los cuales se ha de mover el compuesto antes de entrar en el molde. En el moldeo por inyección convencional hay una relación directa entre el peso del material alimentado a una cavidad del molde (es decir, el peso de una carga) y la fuera de fijación requerida para mantener cerrado el molde. El presente invento permite que el volumen de la carga sea aumentado con relación a la fuerza de fijación requerida y por consiguiente permite el uso de un extruidor más pequeño con un ciclo de trabajo del 100% para suministrar dos moldes con material plástico fundido, ya sea material virgen o ya sea material reciclado.

Los materiales de bajo índice de fractura de masa fundida (MFI) pueden ser moldeados por el método del presente invento con una menor probabilidad de que se produzca llenado insuficiente de la cavidad del molde (a lo que se designa como de "cargas cortas") además, puesto que el régimen al que está siendo alimentado el material a la cavidad del molde está siendo controlado, los materiales "dilatant" (cuya viscosidad aumenta al ser deformados por expansión, presión o agitación) usando el presente invento. También los materiales sensibles a la temperatura, tales como la fibra de madera o las cargas, pueden ser moldeados a dimensiones geométricas de 2/3 debido a la muy baja cizalladura y al mínimo aumento de calor.

El presente invento puede ser implementado en muchas configuraciones diferentes, con corrientes de producto simples, múltiples y/o ramificadas. En particular, se puede usar un solo émbolo de dosificación 14 para suministrar cantidades dosificadas de material plástico fundido a múltiples pasos de transición 28 que desembocan en una sola cavidad del molde, o bien dentro de múltiples cavidades del molde. Además, los émbolos de empaquetar 24 pueden ser configurados y controlados para efectuar sus carreras de trabajo en tiempos diferentes. Esto permitirá la formación de líneas de soldadura que se forman cuando el material alimentado desde los diferentes pasos de transición 26 se encuentra en la cavidad del molde, para ser controlado y/o predicho. Los émbolos de empaquetar 24 pueden ser dispuestos en cascada para permitir que la cavidad del molde sea llenada rápidamente con una presión reducida.

En una realización alternativa, se pueden suministrar diferentes materiales fundidos desde diferentes cavidades de dosificación y pueden ser alimentados a la cavidad del molde en lugares predeterminados y/o según una secuencia predeterminada. Esto permite el uso de diferentes materiales en las diferentes partes o

5 artículos moldeados, el uso de diferentes materiales en una configuración estratificada dentro del producto moldeado, por ejemplo para proporcionar un buen acabado superficial con un material diferente usado debajo de una capa superficial, etc. En estas realizaciones del invento, se alimenta el volumen exacto de cada material a la cavidad del molde y se debe controlar con exactitud el régimen de flujo, tal como se

10 permite mediante el presente invento, dado que el mismo afecta a las propiedades de los artículos moldeados. No hay por tanto límite en cuanto al número de diferentes materiales que podrían ser alimentados a la cavidad del molde, aparte de las limitaciones de las dimensiones de la cámara de dosificación, de la unidad de moldeo, de la longitud del paso de transición y de la guía de colada caliente, y similares.

15 El presente invento permite optimizar la productividad de las unidades de plastificación que suministran material plástico fundido a las unidades de moldeo, usando para ello una sola unidad de plastificación para suministrar material fundido a las diferentes unidades de moldeo, cada una con su propio aparato 10, moldes, aparato de sujeción, etc. El material fundido procedente de la unidad de plastificación

20 puede ser alimentado continuamente a todas las cavidades de dosificación 16 de las diferentes unidades de moldeo, en vez de alimentar el material intermitentemente, como se hace en el moldeo por inyección convencional. Esto permite el uso de unidades de plastificación más pequeñas y/o de un más bajo consumo de energía en las unidades de plastificación.

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Claims

Reivindicaciones

1. Un método para moldear un artículo, comprendiendo dicho método:

alimentar material moldeable dentro de una cavidad de dosificación (16);

alimentar el material moldeable desde la cavidad de dosificación a una cavidad del molde a través de un paso de transición (26), estando definido el paso de transición (26) adyacente a la cavidad del molde; y

empujar algo del material moldeable desde el paso de transición (26) al interior de la cavidad del molde, con una carrera de trabajo del émbolo de empaquetar (24), hasta que el émbolo de empaquetar (24) cierre una lumbrera (30) definida entre el paso de transición (26) y la cavidad del molde, y una cara delantera (32) del émbolo de empaquetar (24) forme parte de la pared periférica del molde; caracterizado por que un volumen dosificado predeterminado, conocido, del material moldeable es alimentado desde la cavidad de dosificación (16), mediante una carrera de trabajo de un émbolo de dosificación (14) que es desplazable dentro de la cavidad de dosificación (16), al interior de la cavidad del molde y el desplazamiento del

émbolo de dosificación (14) dentro de la cavidad del molde (16) es vigilado para controlar el volumen de material moldeable que se alimenta desde la cavidad de dosificación (16), además caracterizado por que el émbolo de empaquetar (24) inicia su carrera de trabajo mientras el material moldeable está todavía siendo alimentado desde la cavidad de dosificación (16), de tal modo que se mantiene un flujo ininterrumpido del material moldeable en el paso de transición (26).
2.

Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que menos del noventa por ciento de la cavidad del molde está lleno del material moldeable cuando el émbolo de empaquetar (24) inicia su carrera de trabajo.
3.

Un método según la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizado por que, durante dicha carrera de trabajo, el émbolo de empaquetar (24) cierra una entrada (28) al interior del paso de transición (26) desde la cavidad de dosificación (16).
4.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la posición del émbolo de empaquetar (24) con relación a la lumbrera (30) es vigilada al final de la carrera de trabajo del émbolo de empaquetar

(24) para determinar si se ha llenado la cavidad del molde con una cantidad requerida de material moldeable, y se ajusta automáticamente la distancia en que el émbolo de dosificación (14) se desplaza durante una carrera de trabajo subsiguiente, para corregir la cantidad de material moldeable que es alimentado a la cavidad del molde desde la cavidad de dosificación (16).
5.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se controla la temperatura de las paredes del paso de transición (26).
6.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se controla la temperatura de la cara (32) del émbolo de empaquetar (24).
7.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el material moldeable es alimentado desde una sola cavidad de dosificación (16) a múltiples pasos de transición (26).
8.

Un método según la reivindicación 7, caracterizado por que el material moldeable es alimentado desde los múltiples pasos de transición (26) a una sola cavidad del molde.
9.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el material moldeable es empujado al interior de una sola cavidad del molde desde múltiples pasos de transición (26), y los émbolos de empaquetar (24) de los pasos de transición (26) efectúan sus carreras de trabajo en tiempos diferentes.
10.

Un método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se alimenta material moldeable desde múltiples cavidades de dosificación (16) a una sola cavidad del molde.
11.

Aparato para moldear un artículo, comprendiendo dicho aparato:

una cámara de dosificación (12) y un miembro desplazable (14) que definen juntos una cavidad de dosificación (16), siendo el volumen de dicha cavidad de dosificación (16) variable mediante el desplazamiento con movimiento alternativo del miembro desplazable (14) en la cavidad de dosificación (16), y siendo dicha cavidad de dosificación (16) conectable a un suministro de material moldeable;

una cámara de empaquetar (22) y un émbolo de empaquetar (24) que definen juntos un paso de transición (26) que está en comunicación de flujo con una cavidad interior de un molde a través de una lumbrera (30) y que está en comunicación de flujo con la cavidad de dosificación (26) a través de un paso (28), siendo el émbolo de empaquetar (24) desplazable con movimiento alternativo dentro del paso de transición

(26) entre una posición de retraído y una posición de adelantado, cerrando el émbolo de empaquetar (24) dicha lumbrera (30) entre el paso de transición (26) y la cavidad del molde y formando parte una cara delantera (32) del émbolo de empaquetar (24) de la pared periférica de la cavidad del molde cuando el émbolo de empaquetar (24) está en dicha posición adelantada;

caracterizado por que el miembro desplazable es un émbolo de dosificar (14) y el volumen de la cavidad de dosificación (16) está configurado para ser variado en una cantidad predeterminada, conocida, durante el desplazamiento con movimiento alternativo del émbolo de dosificación (14), además caracterizado por que el émbolo de empaquetar (24) está configurado para iniciar su carrera de trabajo mientras está siendo todavía alimentado el material moldeable desde la cavidad de dosificación (16), de tal modo que se mantiene un flujo ininterrumpido de material moldeable al paso de transición (26).
12.

Aparato según la reivindicación 11, caracterizado por que el émbolo de empaquetar (24) está configurado para iniciar una carrera de trabajo desde su posición de retraído a su posición de adelantado cuando menos del noventa por ciento de la cavidad del molde está lleno de material moldeable.
13.

Aparato según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado por que el émbolo de empaquetar incluye medios para controlar la temperatura de su cara delantera (32).
14.

Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que la cámara de empaquetar (22) incluye medios para controlar la temperatura del paso de transición (26).
15.

Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado por que define una cavidad de dosificación (16) que está conectada a múltiples pasos de transición (26).