ES2847880T3 - Una máquina de moldeo y un proceso para formar un molde - Google Patents

Abstract

Una máquina de moldeo que comprende los primeros y segundos moldes no complementarios definiendo el primer molde una cavidad (36) de molde hembra y definiendo el segundo molde una superficie (30) de moldeo plana, en donde el primer y segundo moldes son móviles entre una primera posición en la que los moldes están separados y la cavidad (36) de molde hembra y la superficie (30) de moldeo plana están ambas orientadas hacia arriba, y una segunda posición en la que los moldes se juntan y la superficie de moldeo plana (30) mira hacia y cierra la cavidad (36) de molde hembra y para formar una cavidad completamente cerrada, y en donde cada molde tiene una pluralidad de orificios (22) formados a través de ella con una abertura en cada extremo y al menos dos de los orificios (22) están conectados entre sí por un bloque (38) colocado sobre la abertura en un extremo de un orificio (22) y la abertura en el extremo de otro orificio (22), estando el bloque (38) formado por una ranura (40) que conecta las aberturas entre sí, en donde la o cada ranura (40) se forma con un primer extremo, un segundo extremo y una contracción (46) entre ellos.

Description

DESCRIPCIÓN

Una máquina de moldeo y un proceso para formar un molde

La presente invención se refiere a una máquina de moldeo y un proceso para formar un molde para usar en la fabricación de artículos de plástico moldeados. En particular, se refiere a un proceso simple y económico para formar un molde que se puede calentar y enfriar por conducción.

El proceso es adecuado para crear un molde para cualquier tipo de máquina de moldeo que requiera calentamiento y/o enfriamiento del molde. Sin embargo, es especialmente adecuado para un molde para su uso en el tipo de proceso de moldeo descrito en GB 2460838. Este proceso utiliza un par de moldes hembra, móviles entre las posiciones abiertas y cerradas. Cuando están cerrados, los moldes definen una cavidad de molde completamente cerrada. El proceso implica calentamiento de los moldes por conducción mientras los moldes están abiertos, formando un revestimiento de plástico en cada molde abierto, colocando un material de relleno expandible en un molde y solo entonces cerrando los moldes, después de lo cual los revestimientos se unen entre sí para formar un revestimiento externo continuo y el relleno se expande para llenar el volumen dentro del revestimiento. Los moldes se enfrían posteriormente por conducción antes de abrir y retirar el artículo moldeado.

Convenientemente, para proporcionar calentamiento y enfriamiento de manera eficiente, cada molde se forma con una red de canales internos a través de los cuales se puede hacer circular el fluido calentado o enfriado, como el aceite. Típicamente, para hacer esto, cada molde se forma como una construcción intercalada de dos cuerpos metálicos. Cada cuerpo tiene una red de canales cortados en una superficie. Por ejemplo, puede haber un canal serpenteante con una sola entrada y una sola salida. Los canales formados en un cuerpo están dispuestos en una imagen espejo a los del otro cuerpo. Los canales pueden cortarse por un proceso de fresado CNC, por ejemplo. Ambos cuerpos se intercalan entre sí, con un empaque entre ellos para sellar, de modo que los canales de cada cuerpo cooperen con los del cuerpo opuesto para formar un molde con un canal interno que lo atraviesa. Sin embargo, dicho proceso es bastante complejo, lento y costoso debido a la necesidad de un corte de precisión de los canales. Además, tales moldes pueden tener fugas o experimentar bloqueos en los canales si falla el empaque. Si esto ocurre, debe ser desmontado todo el molde para identificar y tratar el problema.

Además, es difícil controlar con precisión el calentamiento/enfriamiento del molde cuando se forma un canal largo, especialmente si hay un solo canal continuo que se extiende a través de todo el molde. Esto puede llevar a una distribución desigual de la temperatura en el molde, dando lugar a problemas en la calidad y fiabilidad de los artículos de plástico formados en el molde.

El documento US 5,658,522 describe un proceso y un aparato para producir un artículo de plástico por moldeo por inyección. Se proporciona un medio de control de temperatura con canales que atraviesan los moldes. JP 59182706 muestra una placa de retención para un molde también con canales para proporcionar un circuito de control de temperatura.

La presente invención aborda estos problemas y limitaciones de la técnica anterior.

La presente invención proporciona una máquina de moldeo que comprende un primer y un segundo moldes no complementarios, definiendo el primer molde una cavidad de moldeo hembra y definiendo el segundo molde una superficie plana de moldeo, en donde el primer y segundo moldes son movibles entre una primera posición en la que los moldes están separados y la cavidad del molde hembra y la superficie plana de moldeo ambas están orientadas hacia arriba, y una segunda posición en la que se unen el molde y la superficie plana de moldeo se enfrenta hacia y ciera la cavidad del molde hembra para formar una cavidad completamente cerrada, y en donde cada molde tiene una pluralidad de orificios formados a través de él con una abertura en cada extremo, y al menos dos de los orificios están conectados entre sí por un bloque colocado sobre la abertura en un extremo de un orificio y la abertura en el extremo de otro orificio, estando el bloque formado con una ranura que conecta las aberturas entre sí; en donde la o cada ranura está formada con un primer extremo, un segundo extremo y una contracción entre ellos.

Preferiblemente, cada orificio está conectado a cada orificio adyacente por un bloque formado con una ranura.

También se puede formar una ranura en el molde entre las aberturas de los orificios adyacentes que coopera con la ranura en un bloque para crear un canal más grande entre los orificios.

En la realización, el primer molde comprende un cuerpo que tiene una superficie plana de moldeo y uno o más miembros de marco fijados a la superficie plana de moldeo para definir una cavidad del molde hembra.

En este caso, el o cada miembro de marco puede fijarse de forma liberable a la superficie plana de moldeo.

El primer y segundo moldes pueden estar conectados con bisagras entre sí para un movimiento pivotante entre la primera posición y la segunda posición, y en donde la bisagra es ajustable para acomodar uno o más miembros del marco de diferente grosor entre los dos moldes en la posición cerrada.

La presente invención también proporciona un proceso para crear un molde, que comprende proporcionar un cuerpo sólido que tiene al menos una superficie que define una superficie de moldeo contra la cual se va a moldear un artículo en uso, y formar al menos dos orificios a través del cuerpo con una abertura en cada extremo y que no se cruza con la superficie de moldeo, conectando dos o más orificios entre sí colocando un elemento de conexión entre una abertura en un extremo de un orificio y una abertura en un extremo de otro orificio, en donde el elemento de conexión comprende un bloque ranurado, la ranura se forma con un primer extremo, un segundo extremo y una contracción entre ellos y la ranura define un canal entre los dos orificios.

Preferiblemente, cada orificio se forma mediante perforación.

Los orificios pueden ser paralelos entre sí y pueden estar igualmente espaciados entre sí.

Es posible que no todos los orificios tengan el mismo diámetro.

Preferiblemente, el diámetro de cada orificio está en el rango de 10 a 15 milímetros.

La invención se describirá ahora en detalle a modo de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva simplificada de un molde de la técnica anterior formado por dos cuerpos y un empaque.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un molde producido de acuerdo con el proceso de la presente invención, en una etapa intermedia del proceso;

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un molde terminado, con los orificios interconectados en una configuración, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones;

La Figura 4 es similar a La Figura 3 pero muestra los orificios interconectados en una configuración alternativa, que no cae dentro del alcance de las reivindicaciones;

La Figura 5 es una vista detallada de cómo dos orificios pueden estar interconectados mediante un bloque ranurado; y

La Figura 6 ilustra cómo dos moldes producidos de acuerdo con la presente invención pueden combinarse para formar una cavidad de molde completamente cerrada.

La Figura 1 muestra un proceso de la técnica anterior para crear un molde con un canal interno. Como se describió anteriormente, una red correspondiente de canales 10 se forma en una superficie de cada uno de los dos cuerpos 12. Un cuerpo se invierte y se coloca encima del otro para que los canales cooperen para definir un único canal interno a través de la estructura. Se coloca un empaque 14 entre los dos cuerpos 12. Una superficie de un cuerpo, opuesta a la que contiene el canal, definirá una superficie de moldeo contra la cual se creará un artículo moldeado cuando el molde esté en uso.

En la presente divulgación, se crea un molde con canales internos a partir de un solo cuerpo de material 20 como se muestra en La Figura 2. Por simplicidad y claridad, esto se ilustra como una única losa o placa rectangular. En uso, una superficie 30 del cuerpo definirá una superficie de moldeo contra la cual se formará una parte de un artículo cuando el molde esté en uso. Por ejemplo, la superficie 30 superior, como se ilustra, puede de hecho tener forma en lugar de ser plana, para definir una cavidad de molde hembra o una proyección de molde macho para cooperar con otro molde en uso.

El cuerpo 20 está formado por cualquier material conductor adecuado para formar un molde, típicamente un metal como el acero.

Una serie de orificios 22 separados se forma a través del cuerpo 20, que se extienden desde un lado hasta el final del otro. En este ejemplo, una serie de orificios 22 paralelos equidistantes de igual diámetro se extiende a través de todo el cuerpo 20, aunque son posibles otras configuraciones. Por tanto, cada orificio 22 tiene una abertura 24 en cada extremo y los orificios 22 no se cruzan con la superficie 30 de moldeo.

Los orificios 22 pueden formarse mediante cualquier proceso conveniente, pero la opción actualmente preferida es la perforación profunda con una broca lo suficientemente larga como para atravesar todo el cuerpo.

En un molde de ejemplo típico, el cuerpo 20 mide 1,300 mm por 2,600 mm y tiene 20mm de espesor. Los orificios 22 tienen un diámetro de 12mm y el espacio entre las líneas centrales de los orificios 22 adyacentes es de 36mm.

Por tanto, los orificios 22 pueden formarse de una manera sencilla y económica. Para crear interconexiones entre los orificios 22, se pueden colocar tubos 26 de conexión entre las aberturas 24 en los extremos de dos orificios 22. Este puede ser un tramo simple en forma de U de tubería de acero inoxidable asegurada en cada abertura 24 y provista de un sello 28 para evitar fugas de fluido fuera de los orificios 22

Como se muestra en La Figura 3, los tubos 26 de conexión pueden colocarse entre las aberturas 24 adyacentes alternativamente a cada lado del cuerpo 20, de modo que el resultado final sea un canal serpenteante continuo equivalente al de la disposición de la técnica anterior de La Figura 1.

Se puede proporcionar un molde versátil en el que se puede modificar la configuración del canal cambiando la posición de los tubos 26 de conexión. Por ejemplo, en la Figura 4, los pares de canales 22 están conectados en un extremo por un tubo 26 de conexión, mientras que los extremos opuestos forman la entrada y la salida. De esta manera se pueden conectar grupos de dos o más orificios 22 para que haya un número de canales separados que se extiendan a través del molde. Se apreciará que son posibles muchas otras configuraciones. Cada orificio 22 puede mantenerse completamente separado con fluido simplemente entrando por un extremo y saliendo por el otro. Los canales no adyacentes pueden estar conectados mediante un tubo de conexión el cual sobrepasa uno o más canales, etc.

Al alterar la configuración del canal de esta manera, es posible controlar el calentamiento/enfriamiento del molde. El uso de longitudes de canal más cortas, como en la configuración de La Figura 4 permite lograr un calentamiento/enfriamiento más uniforme porque existe un gradiente de temperatura más pequeño entre la temperatura del fluido en la entrada y la temperatura en la salida. Alternativamente, algunas partes del molde pueden ser calentadas/enfriadas más que otras partes haciendo circular fluido a través de los canales relevantes a diferentes temperaturas y/o con diferentes tasas de flujo. También sería posible calentar algunas áreas mientras se enfrían otras, algunos canales pueden simplemente dejarse abiertos sin que circule fluido a través de ellos y así sucesivamente.

De acuerdo con la presente invención, los orificios 22 adyacentes se interconectan mediante el uso de un bloque 38 de conexión como se muestra en La Figura 5. Cada bloque 38 consta de un bloque sólido de material con una ranura 40 fresada, o formada de otra manera, en una superficie 42 del mismo. En el molde 20, preferiblemente se fresa una ranura 44 correspondiente o se forma de otra manera entre las aberturas 24 de los orificios 22 adyacentes. La superficie 42 del bloque 38 se coloca contra el molde 20 con las ranuras 40 y 44 alineadas entre sí de modo que juntas forman un canal que comunica entre los dos orificios 22.

Puede colocarse un sello o empaque entre los bloques 38 y el molde 20.

El uso de un bloque 38 de conexión tiene ventajas significativas sobre un tubo 26 de conexión. El cuerpo del bloque 38 será calentado (o enfriado) por el fluido circulante y, a diferencia de un tubo de pared delgado, el bloque 38 retendrá su temperatura y sufrirá pérdidas mucho menores. Por lo tanto, el propio fluido mantiene una temperatura uniforme a medida que pasa a través del molde 20 y los bloques 38. Esto a su vez asegura una distribución uniforme de temperatura en toda la superficie de moldeo del molde 20 que es importante para asegurar una calidad constante del producto moldeado.

Preferiblemente, la ranura 40 en el bloque 38, y la ranura 44 correspondiente en el molde 20 si está presente, se forman en cada extremo para corresponder al tamaño y la forma de la abertura 24 para proporcionar una trayectoria suave para el fluido. Sin embargo, cada ranura 40, 44 está formada con una contracción 46 entre los dos extremos de modo que la trayectoria de flujo se estrecha y luego se ensancha de nuevo. A medida que el fluido fluye a través de esta contracción, su velocidad aumenta de acuerdo con el efecto Venturi, este tiene el efecto de mantener la tasa de flujo global del fluido de manera que el fluido circule eficientemente.

Una ventaja adicional de un molde formado por el proceso de la presente invención es que, si alguno de los sellos o empaques falla, es fácil quitar el bloque 38 de conexión relevante y reemplazarlo, a diferencia de la disposición del empaque de área grande de la técnica anterior. De manera similar, si cualquier orificio 22 se bloquea de alguna manera es sencillo remover el bloque 38 de conexión relevante y limpiar el orificio 22.

Por tanto, se proporciona un proceso muy simple y rentable para formar un molde que puede calentarse o enfriarse mediante la circulación de fluido a través de este en una red de canales internos. El molde es más barato de fabricar y más versátil que los moldes de la técnica anterior porque los canales son más fáciles de crear y sellar y su configuración se puede alterar interconectando canales de diferentes maneras.

Como se mencionó anteriormente, el proceso de la presente divulgación es particularmente útil para crear moldes para su uso en el proceso descrito en el documento GB2460838, en el que un par de moldes hembra pueden cerrarse para formar una cavidad de molde completamente cerrada. De acuerdo con la presente divulgación, se proporciona un molde simplificado para su uso en este tipo de proceso utilizando un único molde hembra junto con una superficie plana de moldeo.

Cada molde consta de un cuerpo 20 formado con orificios 22 como se describió anteriormente. Un molde consta de un cuerpo que define una cavidad de molde hembra. Esta puede crearse de cualquier manera convencional o, como se muestra en La Figura 5, el molde hembra puede crearse a partir de un cuerpo 20a plano con un marco 32 asegurado a la superficie 30 de moldeo. El marco 32 proporciona una pared 34 perimetral que se extiende alrededor de un área de la superficie 30 de moldeo, creando así una cavidad 36 de molde hembra.

El marco 32 puede estar asegurado permanentemente al cuerpo 20a. Sin embargo, en una realización preferida, se asegura de forma liberable al cuerpo 20a, por ejemplo, con sujetadores mecánicos o alguna forma de disposición de sujeción mecánica. De esta manera, se pueden apilar múltiples marcos 32 uno encima de otro para crear una cavidad de molde más profunda, o el marco 32 se puede remover y reemplazar por otro marco de diferentes dimensiones para crear una cavidad 36 de molde hembra con un área de base diferente, y/o una profundidad diferente. La forma del marco 32 y, por lo tanto, la forma de la cavidad 36 del molde creada también puede ser variada. El marco 32 podría subdividirse para formar dos o más cavidades de molde más pequeñas.

El otro molde es simplemente otro cuerpo 20b, con orificios 22, y sin dicho marco 32 y, por lo tanto, proporciona una superficie 30 plana de moldeo. Esto se puede colocar en la parte superior del molde hembra, con la superficie 30 de moldeo orientado en la cavidad 36 del molde actuando, así como una tapa para formar una cavidad completamente cerrada. Por tanto, se puede crear un molde que se puede cerrar fácil y rápidamente y se puede adaptar para proporcionar diferentes tamaños y formas de cavidad de molde según sea necesario. Por lo tanto, un molde tan versátil es extremadamente rentable.

Convenientemente, los dos cuerpos 20a y 20b pueden conectarse con bisagras para abrir y cerrar fácilmente la cavidad 36 del molde. Para acomodar uno o más marcos 32 de diferente espesor, la bisagra puede ser ajustable (de manera conocida) para alterar la separación entre los cuerpos 20a y 20b cuando están en la posición cerrada de modo que la distancia entre ellos, y por lo tanto el grosor del marco 32 que se puede acomodar, se puede alterar según sea necesario.

En uso, los moldes 20a,b están inicialmente abiertos con la cavidad 36 del molde hembra y la superficie 30 plana de moldeo orientada hacia arriba. De acuerdo con el proceso descrito en GB 2460838, los moldes 20a,b se pueden calentar pasando fluido calentado a través de los orificios 22 y los bloques 38. Se puede aplicar material particulado a la cavidad 36 del molde hembra y en la superficie 30 plana de moldeo, que luego se derrite para formar un revestimiento de plástico. El material de relleno se puede colocar dentro del revestimiento de plástico en la cavidad 36 del molde hembra. La superficie 30 plana de moldeo gira 180° alrededor de las bisagras para juntar los moldes 20a,b. El revestimiento de plástico sobre la superficie 30 plana de moldeo se adhiere a la superficie mientras está caliente y por lo tanto permite esta rotación del molde 20b. La superficie 30 plana de moldeo se convierte en una tapa, orientada hacia adentro y cerrando la cavidad 36 del molde hembra para proporcionar una cavidad de molde completamente cerrada. Una vez cerrados, los revestimientos se unen para formar una capa continua que recubre completamente el material de relleno.

Por tanto, la máquina de moldeo de la presente invención es simple y rentable de fabricar y, en particular, es ideal para producir artículos moldeados de panel plano que tienen un revestimiento exterior continuo que rodea un material de relleno. Por supuesto, se apreciará que se pueden realizar diversos cambios y modificaciones en el aparato y el proceso como se describe sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una máquina de moldeo que comprende los primeros y segundos moldes no complementarios definiendo el primer molde una cavidad (36) de molde hembra y definiendo el segundo molde una superficie (30) de moldeo plana, en donde el primer y segundo moldes son móviles entre una primera posición en la que los moldes están separados y la cavidad (36) de molde hembra y la superficie (30) de moldeo plana están ambas orientadas hacia arriba, y una segunda posición en la que los moldes se juntan y la superficie de moldeo plana (30) mira hacia y cierra la cavidad (36) de molde hembra y para formar una cavidad completamente cerrada, y en donde cada molde tiene una pluralidad de orificios (22) formados a través de ella con una abertura en cada extremo y al menos dos de los orificios (22) están conectados entre sí por un bloque (38) colocado sobre la abertura en un extremo de un orificio (22) y la abertura en el extremo de otro orificio (22), estando el bloque (38) formado por una ranura (40) que conecta las aberturas entre sí, en donde la o cada ranura (40) se forma con un primer extremo, un segundo extremo y una contracción (46) entre ellos.

2. Una máquina de moldeo como se reivindica en la reivindicación 1, en donde cada orificio (22) está conectado a cada orificio adyacente por un bloque (38), formado con una ranura (40).

3. Una máquina de moldeo como se reivindica en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde se forma una ranura (44) en el molde entre las aberturas de los orificios (22) adyacentes que cooperan con la ranura (40) en un bloque (38) para crear un canal más grande entre los orificios (22).

4. Una máquina de moldeo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer molde comprende un cuerpo (20a) que tiene una superficie (30) de moldeo plana y uno o más miembros (32) de marco asegurados a la superficie (30) de moldeo plana con el fin de definir una cavidad (36) de molde hembra.

5. Una máquina de moldeo como se reivindica en la reivindicación 4, en donde el o cada miembro (32) de marco está asegurado de manera liberable a la superficie (30) de moldeo plana.

6. Una máquina de moldeo como se reivindica en la reivindicación 5, en donde el primer y el segundo moldes están conectados entre sí con bisagras para un movimiento pivotante entre la primera posición y la segunda posición, y en donde la bisagra es ajustable para acomodar uno o más miembros (32) del marco de diferente espesor entre los dos moldes en la posición cerrada.

7. Un proceso para crear un molde, que comprende proporcionar un cuerpo (20) sólido que tiene al menos una superficie que define una superficie (30) de moldeo contra la cual se va a moldear un artículo en uso, y formar al menos dos orificios (22) a través del cuerpo (20) con una abertura en cada extremo y que no cruza con la superficie (30) de moldeo, conectando dos o más orificios (22) entre sí mediante la colocación un elemento de conexión entre la abertura en un extremo de un orificio (22) y una abertura en un extremo de otro orificio (22), en donde el elemento de conexión comprende un bloque (38) ranurado, la ranura está formada con un primer extremo y un segundo extremo, y la ranura (40) define un canal entre los dos orificios (22), caracterizado porque la ranura (40) está formada con una contracción (46) entre el primer extremo y el segundo extremo.

8. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 7, en donde cada orificio (22) se forma mediante perforación.

9. Un proceso como se reivindica en la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde los orificios (22) son paralelos entre sí.

10. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde los orificios (22) están igualmente espaciados entre sí.

11. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en donde los orificios (22) no tienen todos el mismo diámetro.

12. Un proceso como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en donde el diámetro de cada orificio (22) está en el rango de 10 a 15 milímetros.