PROYECTO TÉCNICO-ECONÓMICO DE DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOLDE DE ... · Índice: DOCUMENTO...
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ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERIA (ICAI) INGENIERO TÉCNICO MECÁNICO
PROYECTO TÉCNICO-ECONÓMICO DE DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOLDE DE
INYECCIÓN DE PIEZAS DE PLÁSTICO
Autor: Juan Sánchez-Guerrero Rubio Director: Javier Manini Gumz
Madrid Mayo 2014
Proyecto realizado por el alumno/a:
Juan Sánchez-Guerrero Rubio
Fdo.:……………………… Fecha: ……./……./………
Autorizada la entrega del proyecto cuya información no es de carácter confidencial
Javier Manini Gumz
Fdo.:……………………… Fecha: ……./……./………
Vº Bº del Coordinador de Proyectos
Luis M. Mochón Castro
Fdo.:……………………… Fecha: ……./……./…
Índice:
DOCUMENTO Nº1 MEMORIA
CAPÍTULO 1 Memoria descriptiva -------------------------------------- pág. 5 a 50
CAPÍTULO 2 Cálculos ---------------------------------------------------- pág.51 a 64
Bibliografía y páginas web ------------------------------------------------------ pág. 65
DOCUMENTO Nº2 PLANOS
Planos ------------------------------------------------------------------------ pág. 67 a 86
DOCUMENTO Nº3 PLIEGO DE CONDICIONES
CAPITULO 1 Pliego de condiciones generales -------------------- pág. 87 a 97
CAPITULO 2 Pliego de condiciones técnicas --------------------- pág. 97 a 104
CAPITULO 3 Pliego de cláusulas administrativas
particulares --------------------------------------------------------------- pág. 105 a 106
CAPITULO 4 Pliego de condiciones de montaje --------------- pág. 107 a 114
DOCUMENTO Nº4 PRESUPUESTO
Presupuesto -------------------------------------------------------------- pág. 115 a 122
DOCUMENTO Nº5 ANEXOS
Anexos -------------------------------------------------------------------- pág. 123 a 170
RESUMEN:
El proyecto consiste en el diseño de un molde de inyección de plástico para la
máquina del laboratorio de fabricación de la marca ENGEL y modelo ES 80-25 HL-V,
recién donada por una empresa, con la posibilidad de fabricar el propio molde en dicho
laboratorio usando las máquinas de las que hay disponibles.
Partiendo el diseño de cero ya que es una máquina de reciente adquisición se
obtendrá la información midiendo la máquina, con los manuales de esta y observando
la construcción y midiendo los moldes existentes que hay en el laboratorio para la otra
máquina, extrapolando las dimensiones para adaptarlas a la máquina nueva, se
realizará un diseño en tres dimensiones usando el programa Catia y se simularán
aspectos como el mecanizado del electrodo de electroerosión para el grabado del
molde.
Se explicará brevemente como es el proceso de inyección de plástico, la
clasificación de los distintos polímeros según sus propiedades y según su cantidad de
producción, los tipos de máquinas de inyección más utilizados así como las partes
más importantes de estas
Se mencionará también el proceso de fabricación de las distintas piezas del
molde, tipos de acero empleados, métodos de fabricación y posibles alternativas,
tratamientos térmicos y tratamientos superficiales.
También se explicará cómo sería el montaje de las distintas partes del molde,
los pasos a seguir y su montaje en la máquina ENGEL que es una máquina de
mayores dimensiones que la que había existente en el laboratorio y con una capacidad
de producción mayor, más semejante a lo que hay en la industria de inyección de
plásticos.
Se hablara de como optimizar el proceso de la inyección de plástico para
reducir el tiempo y coste y de los principales defectos que puedan aparecer en una
pieza de plástico mencionando sus características, el motivo por el que aparecen y sus
posibles soluciones
SUMMARY:
The Project consist on the design of a mold for plastic injection for the
machine of the manufacturing laboratory which is from the brand ENGEL model ES 80-
25 HL-V, recently donated by a company, with the possibility to make the mold in that
laboratory using the machines that are available.
Starting the design from zero because is a machine recently acquired the
information will be obtained measuring the machine, with the user manual of this
machine and observing an measuring the existing molds in the laboratory for the other
machine extrapolating the dimensions and adapting it to the new machine, there will
make a three-dimensional design using the software Catia and there will simulate
aspects such as the machining of the EDM electrode for graving the mold.
There will be explained lightly how is the process of injecting plastic, the
classification of different types of polymers according its properties and quantity of
production, types of injecting machines more used and the most important parts of this
machines.
Also will be mentioning the fabrication process of the different parts of the
mold, types of steel used on it, manufacturing methods and possible alternatives, heat
and surfaces treatments.
It will also explained how it would be fitting the different parts of the mold, the
steps to follow and their ensemble to the ENGEL machine which is bigger than the
existing in the laboratory and with increased capacity of fabrication, more like that are
in the plastic manufacturing industry.
It will present how optimize the plastic injection process for reduce time and
cost and the principal defects that appear in a plastic part mentioning its features, why
they appear, and their possible solutions.
Documento 1: Memoria
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 3
Índice:
CAPÍTULO 1: MEMORIA DESCRIPTIVA ........................................ 5
1. INTRODUCCIÓN: .......................................................................................... 5 1.1 Método de inyección de plásticos ................................................................................. 5
1.1.1 Clasificación de los materiales plásticos según sus propiedades. ..................................... 5 1.1.2 Clasificación de los materiales plásticos según su cantidad de producción. ............. 6 1.2.3 Proceso de moldeo por inyección de plástico: .................................................................... 8 1.2.4 Tipos de máquinas de inyección de plástico. ............................................................................. 9 1.2.5 Partes fundamentales de una máquina para la inyección de plásticos con tornillo roto-alternativo. ......................................................................................................................................... 10
2. OBJETIVO: ............................................................................................... 12 3. DESCRIPCIÓN DE LA PIEZA: ........................................................................ 12 4. DISEÑO DE LA PIEZA: ................................................................................ 13 5. MATERIAL DE LA PIEZA. ............................................................................. 14 6. DISEÑO DEL MOLDE. .................................................................................. 16
1.1 Lista de materiales: ......................................................................................................... 17 1.1.1 Tipos de aceros: ......................................................................................................................... 18
1.1.1.1 Templado: ........................................................................................................................... 22 1.1.1.2 Recocido:............................................................................................................................ 22 1.1.1.3 Revenido:............................................................................................................................ 22 1.1.1.4 Cementado: ........................................................................................................................ 22 1.1.1.5 Normalizado: ...................................................................................................................... 22
6.2 Piezas del molde: ............................................................................................................. 23 6.2.1 Soporte de la placa fija: ............................................................................................................ 23 6.2.2 Placa fija: ...................................................................................................................................... 24 6.2.3 Placa móvil: ................................................................................................................................. 24 6.2.4 Soporte de columnas guía: ...................................................................................................... 25 6.2.5 Expulsora: .................................................................................................................................... 26
6.2.5.1 Soporte de expulsores: ................................................................................................... 26 6.2.5.2 Placa de sujeción de expulsión: ................................................................................... 27 6.2.5.3 Expulsores y guías de expulsión: ................................................................................ 28
6.2.6 Columna guía: ............................................................................................................................. 28 6.2.7 Boquilla de inyección: .............................................................................................................. 29 6.2.8 Soporte de la placa móvil: ....................................................................................................... 29 6.2.9 Tornillos y arandelas: ............................................................................................................... 30
6.3 Fases del moldeado: ....................................................................................................... 30 6.3.1 Inyección: ..................................................................................................................................... 30 6.3.2 Apertura: ...................................................................................................................................... 32 6.3.3 Expulsión: .................................................................................................................................... 33
7. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL MOLDE: ..................................................... 34 7.1 Arranque del material: .................................................................................................... 36 7.2 Grabado de la pieza: ....................................................................................................... 36 7.3 Templado: .......................................................................................................................... 37 7.4 Rectificado: ....................................................................................................................... 37
8. MONTAJE DEL MOLDE: .............................................................................. 38 9. MONTAJE DEL MOLDE EN LA MÁQUINA: ....................................................... 38 10. POSIBLES DEFECTOS DE PIEZAS INYECTADAS DE PLÁSTICO:......................... 39
Mayo 2014 Página 4 Memoria descriptiva
10.1 Formación de hilos: ........................................................................................................ 40 10.2 Puntos negros: ................................................................................................................. 40 10.3 Estrías de color: ............................................................................................................... 40 10.4 Estrías plateadas: ............................................................................................................ 41 10.5 Estrías oscuras: ............................................................................................................... 41 10.6 Material no fundido: ........................................................................................................ 42 10.7 Efecto Diesel: .................................................................................................................... 42 10.8 Rechupes: .......................................................................................................................... 43 10.9 Oclusiones de aire: ......................................................................................................... 43 10.10 Deformaciones al desmoldar: .................................................................................. 44 10.11 Piezas no llenas: .......................................................................................................... 44 10.12 Formación de rebaba: ................................................................................................ 44 10.13 Deformación: ................................................................................................................ 45 10.14 Marcas de los expulsores: ........................................................................................ 45 10.15 Líneas de unión: .......................................................................................................... 46 10.16 Canal de inyección atascado en el molde: ........................................................... 46 10.17 Piezas pegadas en el molde: .................................................................................... 46
11. ENSAYO DEL PROCESO DE INYECCIÓN: ....................................................... 47
CAPÍTULO 2: CÁLCULOS Y SIMULACIONES ............................. 51
1. CÁLCULOS: .............................................................................................. 51 1.1 Fuerza de cierre: .............................................................................................................. 51 1.2 Presión de inyección: ..................................................................................................... 52 1.3 Tiempo de enfriamiento: ................................................................................................ 54
2. SIMULACIONES: ........................................................................................ 56 2.1 Mecanizado del electrodo de electroerosión: .......................................................... 56
2.1.1 Proceso de mecanizado: .......................................................................................................... 56 2.1.2 Simulación con Catia: ............................................................................................................... 56
2.1.2.1 Creación del bloque del electrodo: .............................................................................. 56 2.1.2.2 Creación del material base: ........................................................................................... 57 2.1.2.3 Establecer los parámetros de máquina: ..................................................................... 57 2.1.2.4 Selección de operación (Roughing): ........................................................................... 58 2.1.2.5 Selección de la herramienta: ......................................................................................... 59 2.1.2.6 Selección de parámetros de mecanizado. ................................................................. 60 2.1.2.7 Simulado del mecanizado. ............................................................................................. 61
2.1.3 Posibles errores: ........................................................................................................................ 62 2.1.3.1 Radios no mecanizados: ................................................................................................ 62 2.1.3.2 Choques máquina-pieza ................................................................................................. 63
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................. 64
ANEXOS ....................................................................................... 66
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 5
Capítulo 1: Memoria descriptiva
1. Introducción:
1.1 Método de inyección de plásticos
n el último medio siglo la industria de los materiales plásticos ha tenido
un desarrollo exponencial dominando sobre materiales básicos como la
madera superando incluso a la industria del acero. Los plásticos han
entrado en nuestras vidas sin importar la condición social, desde las ciudades más
remotas hasta los países más industrializados. El desarrollo de esta industria es ha
cambiado el aspecto del mundo en el que vivimos.
1.1.1 Clasificación de los materiales plásticos según sus propiedades.
Lo que normalmente se entiende por plásticos son realmente polímeros
orgánicos, es decir grandes moléculas formadas por la unión repetida de una o
varias moléculas. Ya que plástico en realidad es una cualidad exclusiva de
algunos de estos polímeros, nosotros nos referiremos con plástico al material no
a la cualidad.
Los polímeros están formados por monómeros, y estos están formados
por moléculas orgánicas más simples. El proceso mediante el cual las moléculas
de monómero se enlazan entre sí para formar un polímero se denomina reacción
E
Mayo 2014 Página 6 Memoria descriptiva
de polimerización. Usualmente se utilizan, catalizadores, control de pH, calor y
vacío para acelerar y mantener controlada la reacción de polimerización y así
optimizar el proceso de obtención. Actualmente, existen más de 20 familias de
plásticos comerciales, los cuales vamos a clasificar respecto a su
comportamiento termo-mecánico, y se agrupan en termo-estables y termo-plásticos.
Los termo-plásticos son polímeros con una estructura molecular lineal
que durante el moldeo en caliente no sufren ninguna modificación química. La
adición de calor causa que estos polímeros se fundan, solidificándose
rápidamente por enfriamiento en el aire o al contacto con las paredes del molde,
una característica importante de estos es que se pueden volver calentar y enfriar
casi indefinidamente, esto último es porque el calentamiento puede dar como
resultado la degradación del polímero, lo que les hace especialmente
interesantes para poder ser reciclados. Podríamos decir que entre el 60% y el
70% de los plásticos usados en el mundo son termoplásticos. Unos ejemplos de
termo-plásticos son el ABS, el poliestireno, el PVC etc.
Los termo-estables por su parte pueden ser fundidos únicamente una
sola vez. En los polímeros de este grupo la estructura molecular es reticulada o
entrelazada, por lo que les hace especialmente sensibles al calor prolongado por
encima de su temperatura de fusión ya que experimentan un cambio químico
irreversible, el cual provoca que los polímeros no plastifiquen. La familia de estos
materiales no es reciclable. Unos ejemplos de polímeros termo-estables son la
baquelita, las resinas epóxicas, etc. Los primeros materiales de moldeo,
producidos comercialmente fueron termo-estables.
1.1.2 Clasificación de los materiales plásticos según su cantidad de producción.
Plásticos de gran volumen de producción: En el mundo
aproximadamente las dos terceras partes de los plásticos utilizados son plásticos
de gran volumen, tales como polietilenos, polipropilenos, policloruro de vinilo
(PVC). En la tabla de más abajo (Tabla 1.1) se exponen algunas de las
condiciones típicas de moldeado.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
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Plástico
Tª de
fundido
(ºC)
Tª del
molde
(ºC)
Presión
(kg/cm2)
Poliestireno
BD 190-288 10-38 3,5-7,03
Poliestireno
AD 204-315 10-38 3,5-7,03
Polipropileno 218-288 10-65 3,5-7,03
Poliestireno 190-288 38-65 3,5-7,03
PVC flex. 154-288 38-65 3,5-7,03
PVC rig. 165-182 38-65 10,5-
14,07
Tabla 1.1 Tabla de algunos plásticos de uso general
Plásticos de características especiales: Son polímeros cuyas
características son únicas y exclusivas de ellos mismos, son sumamente útiles
en aplicaciones muy específicas y pese a su elevado precio tienen una gran
importancia en cuanto a volumen de fabricación, entre estos materiales podemos
mencionar: poliamidas, polieteramidas, etc. El teflón o también conocido como
politetrafluoroetileno (PTFE) es de los más importantes de los plásticos de este
grupo.
Plásticos para aplicaciones de ingeniería: Se caracterizan por tener
propiedades superiores a los plásticos de gran volumen de producción.
Presentan una buena estabilidad térmica y buena resistencia al impacto, alta
temperatura de plastificación, alta resistencia a la tensión y una tenacidad alta.
Entre estos materiales los más comunes podríamos mencionar: ABS, poliamidas
(nylon), policarbonato, etc. En la siguiente tabla (Tabla 1.2) vemos algunas de
las características de moldeado de este grupo.
Mayo 2014 Página 8 Memoria descriptiva
Plástico
Tª de
fundido
(ºC)
Tª del
molde
(ºC)
Presión
(kg/cm2)
Acrílicos 222-274 65-93 3,5
ABS 246-274 38-93 5,3-8,8
Polióxido de
fenileno 246-315 65-207 3,5
Policarbonato 274-329 79-107 3,5
Nylon 6 222-274 38-93 3,5-7,03
Nylon 6-6 260-288 38-93 3,5-7,04
Acetal 204-260 65-121 3,5-7,05
polietilen-
tereftalato 232-260 65-107 3,5
Tabla 2.2 Características de algunos plásticos para ingeniería
1.2.3 Proceso de moldeo por inyección de plástico:
Lo podemos dividir en tres operaciones básicas y son las siguientes:
i) Elevando la temperatura del polímero hasta el punto en el cual
puede fluir aplicándole presión, esto se suele hacer triturando y
calentando los granos del polímero, esto se hace dentro de la
cámara de la máquina mediante un husillo con forma de tomillo,
el cuál aporta el fricción que junto con el calor aplicado a la
cámara plastifican el polímero como se ve en la figura 1.1.
ii) Inyección y solidificación del material en el molde cerrado.
En esta operación plastificado en cámara de la máquina se
inyecta aplicando presión al husillo y el polímero plastificado
pasa a través de un inyector que conecta la cámara con los
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 9
canales del molde, se deja dentro manteniendo la presión
aplicada por el fluido hidráulico. (figura 1.1).
Figura 1.1 Esquema básico de una máquina de inyección de plástico
iii) Apertura del molde y extracción de la pieza. Se deja solidificar
la pieza y se abre el molde.
1.2.4 Tipos de máquinas de inyección de plástico.
Máquinas de inyección con pistón: Es el sistema más simple y
consta de una cámara que se llena con el polímero, el cuál es fundido mediante
calentadores localizadas alrededor de la cámara, Posteriormente el material
fundido es forzado a través de husillo llamado torpedo el cual mediante el
movimiento axial de un pistón inyecta el material dentro del molde. En este tipo
de máquinas, ocurre un problema importante y es que el fundido del polímero no
es homogéneo.
Máquinas con pre-plastificación o de dos etapas, el calentamiento del
material y el aumento de la presión necesaria para llenar el molde son
independientes, es decir, el material se calienta a la temperatura de moldeo
durante la primera etapa y después pasa a un cilindro desde el cual se inyecta
Mayo 2014 Página 10 Memoria descriptiva
en el molde en la segunda etapa, los tipos de máquinas más comunes son
aquellos con base en pistón y tornillo.
Máquina con tornillo roto-alternativo realizan la fusión e inyección del
material mediante un tomillo que gira y a la vez se mueve longitudinalmente por
lo que se plastifica e inyecta el material fundido al molde desde una misma
cámara, es el sistema más utilizado hoy en día. Máquinas para espumas rígidas. Esta técnica de inyección de
espumas rígidas involucra la expansión del material fundido, ya sea de manera
directa mediante el uso de un gas disuelto o de un gas producido por la
descomposición de un reactivo químico a la temperatura del fundido. El material
fundido se expande por el gas, produciendo un aumento del volumen.
Máquinas de inyección reactiva en este proceso se usan varias
resinas o polímeros líquidos reactivos y en lugar de ser fundidos son mezclados
a alta presión, materiales como el nylon, resinas poliéster, acrílicas y epóxicas,
entre otras se fabrican por este método. La principal ventaja de este proceso
sobre el proceso convencional, es la facilidad de moldear piezas grandes,
normalmente mayores
Estos son los sistemas básicos de inyección habiendo muchos otros en los que
no vamos a entrar ya que son los mismos pero con diferentes puntos de
inyección en una misma pieza como la inyección multicolor, inyección radial,
rotativas, co-inyección etc.
1.2.5 Partes fundamentales de una máquina para la inyección de plásticos con tornillo roto-alternativo.
i) Unidad inyectora. La unidad inyectora es la que se encarga de
introducir y plastificar el material sólido mediante el giro del tomillo,
mover el tornillo en dirección axial para inyectar el material hacia las el
molde y mantenerlo bajo presión hasta que sea expulsado de este.
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plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 11
La unidad de inyección consta de una cámara de acero cilíndrica
capaz de soportar altas presiones, un tornillo que rota para hacer
pasar el material hacia el extremo por donde se inyectará y se mueve
axialmente para aplicar presión al material, unas resistencias
calefactoras para fundir el material mientras avanza por el tornillo.
.
ii) Sistema de potencia eléctrica. Este sistema puede emplearse
tanto para el giro del tonillo, como para la apertura y cierre del molde.
Es predominante sobretodo en máquinas pequeñas
iii) Sistema de potencia hidráulica. Es el más utilizado y es una
alternativa al sistema de potencia eléctrica sobretodo en máquinas de
gran tamaño aunque también se puede ver en máquinas pequeñas, y
basa su funcionamiento en generar movimiento mediante la presión
suministrada a un líquido, normalmente aceite.
iv) Sistema de control. Es la parte necesaria de la máquina para
controlar las variables del proceso, este sistema puede ser eléctrico
mediante botones e interruptores, hidráulico, mediante llaves de paso,
o electrónico, mediante un sistema de control automático.
Mayo 2014 Página 12 Memoria descriptiva
2. Objetivo:
l objetivo de este proyecto es diseñar un molde partiendo de cero para la
máquina de inyección de plástico del laboratorio de fabricación, para ello se
tomaran medidas de las partes que se acoplan a los moldes de la máquina
así como de los mismos ya existentes y de todas sus partes para su posterior diseño
en el entorno gráfico de Catia, también se procederá a simular el llenado del molde y
el enfriamiento de la pieza con distintos tipos de plásticos además se estudiará la
viabilidad económica de realizar este proyecto.
3. Descripción de la pieza:
a plaquita o moneda que se quiere fabricar es hueca de 40 milímetros de
diámetro, cuatro milímetros de altura, un milímetro de espesor y con el
grabado de 0,5 milímetros de profundidad. Se estudiará el comportamiento a
la hora de moldear esta pieza con diferentes plásticos usando programas informáticos.
Es una pieza que no va a realizar tareas que requieran esfuerzos mecánicos ni
térmicos por lo que las variables principales a la hora de seleccionar el material van a
ser el llenado del molde y el tiempo de enfriado.
E
L
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
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4. Diseño de la pieza:
a pieza se trata de un tronco de cono hueco en su interior con el escudo de
la Universidad Pontificia Comillas grabado en sobre-relieve en la parte
superior del tronco de cono, las medidas deseadas son 40 milímetros de
diámetro cuatro milímetros de altura inclinación del tronco de dos grados con respecto
a la vertical, espesor de un milímetro, y el grabado con una altura de 0,5 milímetros. La
pieza quedaría tal que así (figura 4.1).
Figura 4.1 Pieza delineada en 3D en Catia
L
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5. Material de la pieza. l material seleccionado para realizar las piezas es poliestireno (PS) ya que es
un material de fácil obtención y de fácil moldeo y con unas propiedades
mecánicas aceptables lo que lo hace idóneo para el propósito de este molde
que es la enseñanza.
El poliestireno es un material muy versátil ya que si lo mezclamos con un
determinado disolvente y lo inyectamos a cierta temperatura que hace que el
disolvente se evapore rápidamente en la cavidad del molde obtenemos lo que
llamamos poliestireno expandido o corcho blanco que es una de las aplicaciones más
conocidas de este material, también existen otro tipos de poliestireno como pueden ser
el PS cristal que se usa para fabricar cristales de relojes, PS de alto impacto que es
bastante resistente y opaco, y el PS extrusionado que es igual que el anterior pero
impermeable y con mayor rigidez.
Al moldear poliestireno, se obtiene una pieza con una corteza bastante
compacta que a medida que nos acercamos al centro de la pieza van apareciendo
burbujas de mayor tamaño debido a que los gases no se expulsan del molde, por lo
que es necesario un buen secado previo a la inyección de este material, este secado
se hará en una tolva con ventilación situada antes de la alimentación de la máquina a
una temperatura controlada entre 50ºC y 80ºC dependiendo del poliestireno lo que la
sitúa bastante por debajo de su temperatura de fusión que está entre los 170ºC y
230ºC según el tipo de resina que lleve.
La velocidad de inyección del poliestireno ha de ser media-alta, mientras que
la presión del molde ha de ser media-baja, la temperatura del molde debe estar
controlada entre 20ºC o 25ºC hasta 65ºC o 70ºC dependiendo del tipo de poliestireno.
En lo concerniente a este proyecto se ha seleccionado el poliestireno de alto
impacto, ya que es un material relativamente fácil de moldear y cuyas características
son:
- Buen llenado del molde, lo que implica que las piezas tienen un gran detalle.
- Buena resistencia al impacto.
- Opaco o casi opaco, debido al butadieno.
E
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
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Las características principales del poliestireno que se va a usar se muestran
en la siguiente tabla:
Material Poliestireno
Nombre comercial Polystyrol
Referencia E143
Estructura Amorfo
Densidad a T. ambiente 1030 kg/m3
Temp. Transición 85ºC
Viscosidad 73 Pa/s
Temp. De fusión 180-280 ºC
Factor de flujo 130 kPa/mm
Temp. Del molde 10-60 ºC
Velocidad periférica del husillo (máx.) 0,9 m/s
Temperatura de presecado 80 ºC
Tiempo de presecado 4 h
Factor de descarga 967 kg/m3
Temperatura máx. de desmoldeo 84 ºC
Contracción de moldeo 0,45 %
Absorción de humedad <0,1 %
Tabla 5. 1 Características del Poliestireno
Mayo 2014 Página 16 Memoria descriptiva
6. Diseño del molde. l molde contará con dos cavidades para sacar dos piezas a la vez, sin entrada
sumergida, es decir, las piezas saldrán con el canal de inyección adherido.
Imagen 6.1 Explosionado
E
1 2 3
4
5
6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17
18 19
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plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 17
1.1 Lista de materiales:
19 4 Tornillo Allen M10x18 ISO 4762 -
18 4 Arandela 10x18 ISO 7092 -
17 6 Arandela 6x11 ISO 7092 -
16 6 Tornillo Allen M6x45 ISO 4762 -
15 3 Barra expulsora grande Hasco Z41 DIN 1530
14 4 Arandela 4x8 ISO 7092 -
13 4 Tornillo Allen M4x20 ISO 4762 -
12 4 Tornillo Allen M10x35 ISO 4762 -
11 4 Arandela 10x18 ISO 7092 -
10 1 Soporte placa móvil - Böhler M333
9 1 Contra placa expulsión. - Böhler M333
8 4 Barra expulsora peq. Hasco Z41 DIN 1530
7 1 Soporte expulsores - Böhler M333
6 2 Soporte columnas - Böhler M333
5 1 Placa móvil - Böhler M333
4 1 Placa Fija - Böhler M333
3 4 Columna Guía Hasco Z011 720 HV30
2 1 Boquilla inyección Hasco Z51 ISO 10072
1 1 Soporte de placa fija - Böhler M333
Marca Cantidad Denominación Norma Material
Fecha: 03/03/2014 Autor: Juan Sánchez-Guerrero Rubio
ETSI (ICAI) – PFC 2014
Materiales para la fabricación del molde: Los materiales con los que se fabrican los moldes son cruciales
para la optimización del proceso de inyección de plástico, ya que se
necesitan materiales de gran calidad y han de ser fabricados con una gran
precisión, estos moldes se suelen fabricar con aceros, metales no férricos
etc.
Las características necesarias que debe cumplir un material para
que se puedan fabricar moldes son:
Mayo 2014 Página 18 Memoria descriptiva
• Buena maleabilidad, que se puedan templar y que se
pueda troquelar en frio.
• Buena resistencia a la abrasión.
• Buenas cualidades mecánicas, resistencia a tracción y
compresión, tenacidad, resistencia a los cambios de
temperatura, deformación reducida etc.
• Conductividad térmica.
• Resistencia a ataques químicos.
• Posibilidad de tratamientos térmicos.
• Fácil mecanización o relativamente fácil.
Para cubrir las necesidades mecánicas se consigue endureciendo
el material y eliminando las grietas internas del material mediante un
tratamiento térmico, por otra parte el tratamiento térmico dificulta la
mecanización del material.
Para evitar los ataques químicos de los gases o de los polímeros
inyectados en el molde se pueden realizar tratamientos superficiales como
cromado, niquelado…
Cumpliendo estas aptitudes descritas también se busca la máxima
rentabilidad que dependen de:
• Exigencias de la pieza a fabricar.
• Coste de fabricación del molde.
• Número de piezas de plástico a fabricar.
• Tiempo de ciclo.
1.1.1 Tipos de aceros:
La designación la haremos según la norma UNE-36009 y se
basa en un código con cuatro campos, y es un tipo de designar a
los aceros que se sigue utilizando mucho en la industria.
Como se ha dicho, es una codificación que contiene cuatro
campos, según la forma siguiente:
F- XYZZ
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 19
El primer campo para la designación de los aceros
comienza por la letra mayúscula F seguida de un guion.
La primera cifra, X, que constituye el siguiente campo se
utiliza para indicar los grandes grupos de aceros, siguiendo
preferentemente un criterio de utilización. De acuerdo con este
criterio, se distinguen los siguientes grupos:
- Aceros especiales: grupos 1, 2, 3, 4 y 5;
- Aceros de uso general: grupos 6 y 7;
- Aceros moldeados: grupo 8;
La segunda cifra, Y, del campo siguiente establece los
distintos subgrupos afines dentro de cada grupo, mientras que las
dos últimas cifras, ZZ, sin valor significativo, sólo tienen por misión
la clasificación y la distinción entre elementos, según se van
definiendo cronológicamente.
A continuación se indica la codificación de los grupos más
representativos:
- Grupo 1: F-11XX: Aceros no aleados especiales para temple y
revenido;
F-12XX: Aceros aleados de calidad para temple y revenido;
F-14XX: Aceros aleados especiales;
F-15XX: Aceros al carbono y aleados para cementar;
- Grupo 2: F-26XX: Chapas y bandas de acero aleado para calderas y
aparatos a presión;
- Grupo 3: F-3XXX: Aceros inoxidables de uso general;
Mayo 2014 Página 20 Memoria descriptiva
- Grupo 5: F-51XX: Aceros no aleados para herramientas;
F-52XX: Aceros aleados para herramientas;
F-53XX: Aceros aleados para herramientas de trabajo en
caliente;
F-55XX: Aceros para herramientas de corte rápido;
F-56XX: Aceros para herramientas de corte rápido;
- Grupo 6: F-6XXX: Aceros para la construcción;
- Grupo 7: F-72XX: Aceros para semiproductos de uso general;
F-73XX: Aceros al carbono para bobinas;
F-74XX: Aceros al carbono para alambres;
- Grupo 8: F-81XX: Aceros moldeados para usos generales;
F-82XX: Aceros moldeados de baja aleación resistentes a la
abrasión;
F-83XX: Aceros moldeados de baja aleación para usos
generales;
F-84XX: Aceros moldeados inoxidables;
A continuación se relacionan algunos ejemplos de
designación de los aceros según la UNE-36009:
- F-1280: Se trata de un tipo de acero especial de baja
aleación. Su designación simbólica es 35NiCrMo4, donde la
cifra 35 marca el contenido medio de carbono en porcentaje
multiplicado por 100, mientras que Ni, Cr, Mo se corresponden con
los símbolos de los elementos químicos de aleación básicos. 4 es
el contenido medio de molibdeno en porcentaje multiplicado por
100.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 21
- F-1150: Se trata de un tipo de acero no aleado. Su
designación simbólica es C55K, donde C es el símbolo genérico
para este tipo de aceros, 55 es el contenido medio de carbono en
porcentaje multiplicado por 100 y K es la exigencia de límite
máximo de fósforo y azufre.
- F-6201: Se trata de un tipo de acero caracterizado por la
resistencia a la tracción. Su designación simbólica es A37a,
donde A es el símbolo genérico para este tipo de aceros, 37 es la
resistencia mínima a la tracción en kg/mm2 y, a es un grado
distintivo del tipo.
- F-6102: Se trata de un tipo de acero caracterizado por el
límite elástico. Su designación simbólica es AE42N, donde AE es el
símbolo genérico para este tipo de aceros, 42 es el límite elástico
garantizado en kg/mm2, y N es el estado de suministro.
- F-8102: Se trata de un tipo de acero moldeado
caracterizado por la resistencia a la tracción. Su designación
simbólica es AM38b, donde AM es el símbolo genérico para este
tipo de aceros, 38 es la resistencia mínima a tracción en
kg/mm2 y, b es el grado distintivo del tipo.
Para este proyecto usaremos un acero no normalizado especial
aleado de la marca Böhler® concretamente un M333 IsoPlast® ya que
es un acero especialmente diseñado para esta industria. Se trata de
un acero aleado con un 0,28% de carbono, un 0,3% de silicio, un 0,3%
de manganeso, un 13,5% de cromo y trazas de nitrógeno.
Mayo 2014 Página 22 Memoria descriptiva
Tratamientos térmicos de los aceros especiales:
Hay muchos tipos de tratamientos térmicos pero que no se van
a nombrar, los principales tratamientos térmicos, de los cuales no se
va a entrar en profundidad, de los aceros especiales son:
1.1.1.1 Templado: El proceso de templado le aporta tenacidad al acero se
calienta la pieza por encima de su temperatura de cristalización
a unos 840ºC a 870ºC y su posterior enfriado en aceite.
1.1.1.2 Recocido: Es parecido al templado solo que se usa un horno de sales
calentándose por encima de la temperatura de cristalización a
unos 860ºC a 890ºC dejándose enfriar lentamente en el mismo
horno u otro distinto, o al aire libre.
1.1.1.3 Revenido: El revenido suele ir acompañado de un templado para
aumentar su tenacidad ya que esto le hace al acero que sea
frágil y quebradizo aunque muy duro, el proceso es calentarlo a
unos 790ºC a 830ºC y se enfría bruscamente con aire agua o
aceite.
1.1.1.4 Cementado: Se realiza calentado el acero a su temperatura crítica y
luego se deja enfriar al aire libre, este tratamiento le aporta una
gran dureza superficial.
1.1.1.5 Normalizado: Se eleva la temperatura unos 50ºC por encima de su
temperatura crítica y se deja enfriar al aire libre, esto hace que
la estructura interna del acero se libere de pretensiones.
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plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 23
6.2 Piezas del molde:
Hay dos piezas destacables en el molde que son la placa fija y la placa móvil
aunque consta de otras muchas piezas que se describen a continuación.
Imagen 6.2 Explosionado del molde
6.2.1 Soporte de la placa fija: Esta pieza se sitúa en la parte de inyección de la máquina
amarrada mediante mordazas o tornillos a esta y es la pieza
encargada de sujetar la parte fija del molde, tiene una cavidad en el
centro donde se situará la boquilla de inyección es de acero Böhler®
M333 IsoPlast®.
Imagen 6.2.1 Soporte placa fija
Mayo 2014 Página 24 Memoria descriptiva
6.2.2 Placa fija: Esta es una de las partes principales del molde, es donde
está el canal de inyección principal y las hembras de la pieza a
moldear, se fija mediante cuatro tornillos de métrica 10 al Soporte de
la placa fija, tiene agujeros pasantes para refrigeración y control de la
temperatura de moldeo, agujeros pasantes para las columnas guía, el
tamaño de esta parte es ligeramente inferior a su soporte para dejar
unos bordes de sujeción, es de acero Böhler® M333 IsoPlast®
templado.
Imagen 6.2.2 Placa fija.
6.2.3 Placa móvil: Es la otra parte característica del molde, en esta se sitúan
los canales de ataque del molde para el llenado de la pieza, también
se encuentra dentro de la zona de moldeo los agujeros de los
elementos expulsores, como la pieza 6.1.2 también tiene canales de
refrigeración pasantes, y agujeros para las columnas guía con
abocardado para que queden incrustadas, y en la parte posterior seis
agujeros roscados ciegos de métrica 6 el acero usado debería ser
Böhler® M333 IsoPlast® templado.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 25
Imagen 6.2.2 Placa móvil
6.2.4 Soporte de columnas guía:
Son dos elementos simétricos las partes encargadas de
mantener las columnas guía en su posición y de hacer de guiado a la
placa expulsora, como es un molde destinado a la enseñanza se ha
dejado una ranura para la visualización del movimiento de la placa
expulsora. Cada uno de los elementos consta de tres agujeros
pasantes con un avellanado profundo y dos agujeros ciegos de
métrica 10, el material empleado para su fabricación es acero Böhler®
M333 IsoPlast®.
Mayo 2014 Página 26 Memoria descriptiva
Imagen 6.2.4 Soporte de columnas guía
6.2.5 Expulsora: Este subconjunto consta de dos piezas no normalizadas que
son el soporte de expulsores y la placa de sujeción de expulsión.
Imagen 6.2.3 Expulsora
6.2.5.1 Soporte de expulsores: En esta pieza se colocaran los elementos
normalizados conocidos como barras expulsoras que se
sitúan en cuatro agujeros avellanados en el centro de la
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 27
pieza, en los extremos hay cuatro agujeros roscados de
métrica 4, el material es acero Böhler® M333 IsoPlast®.
Imagen 6.2.5.1 Soporte de expulsores:
6.2.5.2 Placa de sujeción de expulsión: Es la pieza que sujeta los expulsores a su soporte y
los une a la parte de expulsión de la máquina al igual que la
pieza anterior tiene cuatro orificios para su unión, el material
de fabricación es acero Böhler® M333 IsoPlast®.
Imagen 6.2.5.2 Placa de sujeción de expulsión
Mayo 2014 Página 28 Memoria descriptiva
6.2.5.3 Expulsores y guías de expulsión: Pese a que son elementos normalizados hay que
hacerles una pequeña modificación en su longitud, son los
que expulsan la pieza moldeada, el fabricante y modelo
elegido es el Hasco® Z41 y el material del que están hechos
son acero DIN 1530
Imagen 6.1.5.3 Expulsor
6.2.6 Columna guía: Se encarga de el alineamiento de las dos mitades del molde,
es también un elemento normalizado, pero en este caso no se
realizará ninguna modificación es de la marca Hasco Z011 y está
hecha de acero 720 HV30.
Imagen 6.2.6 Columna guía
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plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 29
6.2.7 Boquilla de inyección:
También es otro elemento normalizado y es por donde se
inyecta el material al molde es de la marca Hasco® y modelo Z51 es
de acero ISO10072.
Imagen 6.2.7 Boquilla de inyección
6.2.8 Soporte de la placa móvil:
Esta es la parte que sujeta la parte móvil del molde a la
máquina, las dimensiones que se han tomado de esta son las del
soporte de la placa fija para que sea más fácil alinear el molde, consta
de cuatro agujeros para unir el molde con los soportes de las
columnas, tiene un agujero cuadrangular para que el mecanismo de
expulsión se pueda sujetar a la máquina el acero empleado es un
Böhler® M333 IsoPlast®.
Mayo 2014 Página 30 Memoria descriptiva
Imagen 6.2.4 Soporte de la placa móvil
6.2.9 Tornillos y arandelas: Se usaran varios tornillos arandelas normalizados de las
clases ISO 4762 e ISO 7092 de métricas y diámetros de 4,6 y 10 de
longitudes 20 milímetros, 45 milímetros y 35 milímetros
respectivamente mientras que sus arandelas asociadas son de 4x8,
6x11, 10x18.
6.3 Fases del moldeado: El moldeado de las piezas se divide en tres fases principales que son
cíclicas, es decir se repiten hasta completar la serie de la producción.
6.3.1 Inyección: Mientras que el molde permanece completamente cerrado
se procede al llenado de las cavidades del molde inyectando el
polímero por la boquilla de entrada situada en la placa fija, para
controlar la temperatura del molde, se bombea agua por los conductos
de refrigeración de este para que la pieza se enfrié los más rápido
posible.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 31
Imagen 6.3.1 Inyección
Entrada de agua
Salida de agua
Entrada de plástico
Mayo 2014 Página 32 Memoria descriptiva
6.3.2 Apertura: Una vez solidificadas las piezas se procede a la apertura del
molde para su posterior expulsión. La contracción del material hace
que las piezas moldeadas se adhieran a la parte móvil del molde.
Imagen 6.3.2 Apertura
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Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 33
6.3.3 Expulsión:
Cuando el molde está abierto si las piezas no han caído
solas la parte expulsora del molde actúa empujando las piezas a la
zona de recogida de piezas. En este molde las piezas caerán con su
canal de llenado adherido ya que no dispone de entrada sumergida.
Imagen 6.3.3 Expulsión
Mayo 2014 Página 34 Memoria descriptiva 7. Proceso de fabricación del molde:
l proceso de fabricación de un molde para inyección de plástico
debe seguir las pautas de diseño marcadas por la máquina y la
pieza. Salvo los elementos normalizados como puedan ser
tornillos, tuercas, arandelas, columnas guía y barras expulsoras, el resto de
piezas placa fija, placa móvil, soportes de columna soporte de placa fija y
soporte de placa móvil han de ser fabricadas.
Hay dos opciones principales de hacerlo, subcontratar a una empresa
fabricante de moldes lo que podría provocar demoras en el tiempo de entrega
del molde y elevaría el coste del proyecto, pero por otra parte al ser una
empresa especializada en este tipo de fabricación la precisión y acabado del
molde suele ser mejor, la otra opción sería llevar a cabo la fabricación del molde
en el propio laboratorio, los inconvenientes de este caso es que no se dispone
de una máquina de fresado alta velocidad para hacer los grabados ya que no se
dispone de sistema de extracción para el mecanizado del grafito de los
electrodos por lo que habría que o bien adquirir una máquina nueva, o una
turbina de aire comprimido para la fresadora existente o encargarle los
grabados a una tercera empresa lo que dispararía el coste de fabricación, si el
acabado no es importante se podría optar a hacer el grabado a baja velocidad
lo que supondría un mayor gasto en herramientas pero no tan elevado como los
casos anteriormente descritos, pese a este inconveniente el laboratorio de la
Universidad Pontificia de Comillas cuenta con los elementos necesarios para la
fabricación del molde.
Las operaciones que necesita cada pieza para fabricarse son las
siguientes:
Placa fija:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Limpieza de viruta.
• Templado (si el material viene sin templar).
• Rectificado tangencial.
• Limpieza de la pieza.
E
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Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 35
• Grabado de la pieza a moldear.
Placa móvil:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Limpieza de viruta.
• Templado (si el material viene sin templar).
• Rectificado tangencial.
• Limpieza de la pieza.
Soportes de columnas:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Limpieza de la pieza.
Soporte de la placa fija:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Limpieza de la pieza.
Soporte de la placa móvil:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
Mayo 2014 Página 36 Memoria descriptiva
• Limpieza de la pieza.
Soporte de expulsión:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Limpieza de la pieza.
Placa de sujeción del soporte de expulsión:
• Desbaste de todas las caras.
• Acabado de todas las caras.
• Taladrado y roscado de todos los agujeros.
• Chaflanado.
• Rectificado tangencial de las caras en contacto con otras.
• Limpieza de la pieza.
Si se decide fabricar el molde en la propia universidad las técnicas que
se usan para las distintas piezas pueden ser las siguientes:
7.1 Arranque del material: Una vez adquiridos los materiales para la construcción del
molde se procederá a darles una preforma casi definitiva, en el caso
de la placa fija se desbastarán las seis caras del prisma para ajustarlo
a sus dimensiones dejando la cara que posteriormente se grabará
fuera de dimensiones. En la placa móvil se hará lo propio dejando la
pieza casi terminada se perforarán los agujeros para tornillos,
refrigeración, expulsores y columnas en todas las piezas que sean
necesario, en los soportes de las placas fija y móvil, también se harán
los agujeros centrales. Se chaflanarán los bordes de todas las piezas
tanto interiores como exteriores para evitar rebabas cortantes.
7.2 Grabado de la pieza:
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 37
Para el grabado del molde existen dos técnicas principales que
son:
• Grabado mediante electroerosión, este método es menos
costoso en herramientas de arranque de material ya que al
fabricar los electrodos en cobre la dureza de este es menor que
la de cualquier acero, pero se requiere otra fase más que es la
de electroerosión que consume mucha energía eléctrica ya que
se crea un arco voltaico en un fluido dieléctrico y tarda mucho en
finalizar la pieza. A este método se le conoce por las siglas en
inglés EDM (Electric Discharge Machining) o Mecanizado por
Descarga Eléctrica, es el método que vamos a usar para fabricar
el molde en el laboratorio.
• Grabar la pieza con una fresadora directamente en la placa fija,
esto implica herramientas de arranque de material más duras y
por lo tanto con más coste ya que el acero empleado va a ser un
F-1250 templado.
Es importante que una vez hecha esta fase se proceda a una
limpieza de las piezas para eliminar todas las virutas producidas para
su posterior templado.
7.3 Templado: Como se describe en el punto 6.1.2.1 de este proyecto el
templado le aporta tenacidad a la pieza que se va a templar, en el
caso de un molde es necesario templar la placa fija y móvil debido a
que la inyección de plástico es muy abrasiva.
7.4 Rectificado: Una vez hechas las operaciones anteriores se procederá al
rectificado de las caras planas que están en contacto entre sí, con esto
se consigue corregir las imperfecciones geométricas, dimensionales y
de rugosidad que se han producido en las fases anteriores de
arranque de material y templado.
Mayo 2014 Página 38 Memoria descriptiva
Después de esta fase es conveniente una limpieza de todas las
partes del molde ya que el rectificado produce un polvo muy fino que
podría dañar las piezas la máquina o el propio molde.
8. Montaje del molde: na vez fabricadas todas las piezas se procede al montaje del
molde, se situará en una mesa estable ya que el peso de las
piezas es elevado primero se atornilla la placa fija a su soporte
mediante cuatro tornillos Allen de métrica 10 con sus respectivas arandelas, se
deberán apretar en cruz para evitar posibles desviaciones.
Posteriormente se insertarán las cuatro columnas en sus respectivos
agujeros situados en las esquinas de la placa móvil con un ligero golpe de maza
y se colocarán los dos soportes de las columnas fijados mediante tornillos Allen
de métrica 6 con sus respectivas arandelas.
Para el montaje de la placa de expulsión se insertarán las cuatro barras
de expulsión en sus respectivos agujeros en el soporte de los expulsores y se
fijarán mediante cuatro tornillos Allen de métrica 4 con sus respectivas
arandelas a la placa de sujeción de los expulsores apretándolos en cruz para
evitar desviaciones. Una vez montado este bloque se insertara con cuidado por
los cuatro agujeros de la placa móvil destinados a la expulsión.
Por último se montara el soporte de la placa fija encima de los soportes
de las columnas con 4 tornillos Allen de métrica 10 y sus respectivas arandelas,
apretándose en cruz para evitar desviaciones.
9. Montaje del molde en la máquina:
l montaje del molde en la máquina se hará con el molde
completamente cerrado para evitar des alineamientos de la placa
fija y móvil. Como se trata de un conjunto bastante pesado pese a
su tamaño se necesitarán dos o más operarios que lo sostengan mientras se
monta en la máquina.
U
E
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 39
Lo que primero se fijará será la placa fija prestando especial atención a
su correcto alineamiento con la boquilla de inyección, luego se pasará a la parte
móvil que ambas piezas se sujetarán mediante unas abrazaderas que se
atornillan a la placa perforada de la máquina, una vez hecho esto se abrirá el
molde para evitar romper los expulsores en la siguiente operación
El mecanismo de expulsión de la máquina permanecerá en su punto
más alejado del molde para hacer más accesible el montaje del molde se
colocará un espárrago roscado de sujeción con rosca métrica 14 en la parte
expulsora del molde y una vez apretado se aproximará el mecanismo de
expulsión al molde con cuidado hasta hacer contacto con la expulsión del molde
y se fijará a este.
10. Posibles defectos de piezas inyectadas de plástico:
n la fabricación de piezas moldeadas por inyección pueden
cometerse frecuentemente defecto por parte del fabricante. Esto
puede empezar en la construcción de las piezas y prolongarse a
través de la construcción del molde hasta los parámetros de ajuste de las
máquinas, y con ello producir piezas defectuosas. Pueden diferenciarse las
siguientes categorías de defectos:
- Defecto de construcción de la pieza a moldear: Gran
acumulación de material en la pared de la pieza, diferencias en grueso de
pared.
- Defectos de construcción del molde: Colada desfavorable,
emplazamiento desfavorable o erróneo de la refrigeración.
- Defecto técnico de máquina: Tamaño de máquina erróneo o
equipamiento inadecuado.
- Defectos técnicos de inyección: velocidad de inyección demasiado
lenta.
E
Mayo 2014 Página 40 Memoria descriptiva
A continuación se describen los defectos según su forma:
10.1 Formación de hilos:
- Características: Al abrir el molde se forma un hilo de
material desde la pieza o colada hasta la máquina de inyección o hasta
la boquilla de canal caliente.
- Motivo: Durante enfriamiento no produce una separación
entre masa fundida de la pieza o colada y la boquilla. Esto se produce
por la reducida diferencia de temperatura entre o por que la boquilla del
canal caliente posee un orificio demasiado grande.
- Posibles soluciones: Aumentar la temperatura de la
boquilla, Conectar el programa de separación de boquilla, emplear
boquillas de cierre por aguja.
10.2 Puntos negros:
- Características: En la pieza inyectada aparecen de forma
dispersada al azar pequeños o grandes puntos oscuros, la
mayoría de ellos puntos negros. Generalmente no aparecen en
todas las piezas.
- Motivo: Mayoritariamente se trata de impurezas, que
aparecen a través de la materia prima o por un cilindro plastificador no
limpiado correctamente. También se conocen casos, donde por
desgaste de la unidad de plastificación se forman puntos donde el
material queda atrapado, dañándose térmicamente.
- Posibles soluciones: Control de la materia prima,
especialmente cuando se emplea recuperado; limpieza del cilindro
plastificador y el husillo; comprobar que no existan puntos en la unidad
de plastificaci6n donde se haya depositado material degradado.
10.3 Estrías de color:
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 41
- Características: Incorrecta coloración y estrías de color
en dirección flujo de material.
- Motivo: Dispersión insuficiente del colorante a través del
husillo. Aparece normalmente cuando se emplean aparatos de
coloración.
- Posibles soluciones: Aumento de la contrapresión;
aumento de la concentración de colorante; empleo de elementos de
mezcla.
10.4 Estrías plateadas:
- Características: En dirección inyección de material aparecen
estrías plateadas brillantes sobre la superficie de la pieza inyectada.
- Motivo: Generalmente se trata de humedad en la granza. En
raros casos puede ser provocado por dañado térmico por temperatura
de masa demasiado elevada o excesivo cizallamiento.
- Posibles soluciones: Secar suficientemente la granza de
material; Descender la temperatura de masa; Aumento de la
temperatura de moldeo; Ampliación de los canales de distribución y
secciones de paso; Reducción de la velocidad de inyección.
10.5 Estrías oscuras:
- Características: Coloración de la pieza moldeada o bien
estrías oscuras en la dirección de flujo del material (desde marrón a
negro).
- Motivo: Dañado térmico por sobrecalentamiento o
excesivo cizallamiento.
Mayo 2014 Página 42 Memoria descriptiva
- Posibles soluciones: Comprobar si el dañado térmico
sucede en cilindro plastificador de ser así, corregir las temperaturas del
cilindro; reducir la contrapresión, limpiar el cilindro y comprobar si
existen puntos de desgaste; emplear el programa de retardo de
dosificación, verificar si existen daños en el molde, aumentar la
temperatura del molde, reducir la velocidad de inyección; ampliar los
canales de distribución y secciones de paso.
10.6 Material no fundido:
- Características: En la pieza moldeada existen granos de
material, parcial o totalmente sin fundir. Se observan fácilmente a
contraluz.
- Motivo: Al haber aportado la suficiente energía a la masa
moldeada no se ha fundido completamente.
- Posibles soluciones: Aumento de la temperatura del
cilindro; Aumento de la contrapresión; incremento del tiempo de
permanencia de material en la cámara mediante aumento de tiempo de
ciclo; Empleo de un husillo con mayor compresión.
10.7 Efecto Diesel:
- Características: En la superficie de observan estrías, que
corresponden al contorno de un disco.
- Motivo: Cuando el plástico se enfría rápidamente en la
superficie, la resistencia de flujo es demasiado elevada interrumpiendo
el flujo principal. Las estrías se enfrían no pudiendo ser alisadas
mediante la pos-presión.
- Posibles soluciones: Aumento de la velocidad de
inyección; aumento de la temperatura del molde; aumento de la primera
y segunda presión de inyección; aumento de la temperatura de masa.
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plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 43
10.8 Rechupes:
- Características: Aparecen en piezas de paredes gruesas
o en zonas de paso de pared gruesa, creando una desviación con
respecto a la geometría deseada.
- Motivo: La concentración de volumen durante la fase de
enfriamiento se enfría la zona exterior de la pieza formando tensiones
internas en la misma. Si estas son suficientemente grandes se produce
una deformación plástica de la capa externa.
- Posibles soluciones: Descenso de la velocidad de
inyección; Descenso de la temperatura de masa, Aumento de la pos-
presión; Aumento del tiempo de pos-presión; Enfriamiento diferenciado
del molde, Aumento de la sección; Evitar acumulaciones de material y
zonas de paso con paredes gruesas; Empleo de material espumante
(aprox. 0.5%).
10.9 Oclusiones de aire:
- Características: En piezas de paredes gruesas se forman
debido a la contracción espacios huecos en la misma. Las
consecuencias son una disminución de la resistencia en estas zonas.
- Motivo: Como en los rechupes el alma plástica no puede
contraerse libremente. Las tensiones no son suficientes para deformar
la superficie exterior, agrietándose la pieza por su interior.
- Posibles soluciones: Disminución de la velocidad de
inyección; Disminución de la temperatura de masa, Aumento de la pos-
presión y del tiempo de pos-presión; Aumento de la temperatura del
molde; Aumento de la sección.
Mayo 2014 Página 44 Memoria descriptiva
10.10 Deformaciones al desmoldar:
- Características: En el proceso de desmoldeo la pieza
inyectada es deformada plásticamente.
- Motivo: La pieza moldeada no está totalmente endurecida
en el momento del desmoldeo o los expulsores no están emplazados en
el lugar adecuado y tensionan la pieza, deformándola o rompiéndola.
Sobrecargando el molde pueden producirse deformaciones.
- Posibles soluciones: Aumento del tiempo de enfriamiento;
reducción de la temperatura del molde; posicionado correcto del
expulsor. En caso de sobrecarga, aumentar la fuerza de cierre, reducir
la pos-presión.
10.11 Piezas no llenas:
- Características: La pieza moldeada no está
completamente llena.
- Motivo: La pérdida de presión en molde es demasiado
grande o bien la masa plástica fundida se enfría antes de que la pieza
esté llena. También puede ocurrir, que el volumen de inyección elegido
sea demasiado pequeño.
- Posibles soluciones: Aumento del volumen de inyección;
aumento de la presión de inyección; aumento de la temperatura del
molde; ampliación del canal distribuidor y la sección de paso.
10.12 Formación de rebaba:
- Características: En la división del molde sale material.
- Motivo: Primeramente no alcanza la fuerza de cierre, para
cerrar suficientemente el molde. También puede darse el caso, que
sean motivos puramente mecánicos como, por ejemplo, placas de
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 45
máquina no paralelas, moldes no paralelos o bien deformación excesiva
de las placas del molde.
- Posibles soluciones: Reducción de la temperatura de
molde; Aumento de la fuerza de cierre; Reducción de la pos-presión;
Aumento de la velocidad de inyección conmutando a pos-presión
dependiente de carrera o presión hidráulica; comprobación de daños en
molde.
10.13 Deformación:
- Características: La pieza moldeada difiere de la
geometría deseada después del desmoldeo o un tiempo más tarde.
- Motivo: La deformación es casi exclusiva debida a las
tensiones internas en las pieza moldeada. Éstas tienen su origen en el
proceso de enfriamiento, contracción irregular, orientaciones de aditivos
o deformaciones en el desmoldeo.
- Posibles soluciones: Enfriamiento específico como por
ejemplo diferentes temperaturas en las dos mitades del molde; en
materiales sin cargas aumento de la velocidad de inyección; en
materiales con cargas descienden por si mismos; correcta construcción
de la pieza (Evitar diferencias en los gruesos de pared).
10.14 Marcas de los expulsores:
- Características: Marcas en la superficie de la pieza con la
forma de los expulsores.
- Motivo: es debido principalmente a que los expulsores
están fuera de tolerancia lo que provoca que o sobresalgan o estén un
poco hundidos en el molde, otra causa puede ser que haya demasiado
juego entre el molde y los expulsores lo que provoca que se cuele un
poco de material entre estos.
Mayo 2014 Página 46 Memoria descriptiva
- Soluciones: Dimensionar bien el juego que han de tener
las barras expulsoras y cambiarlas o pulir el molde montado en el caso
que sea que los expulsores sobresalen.
10.15 Líneas de unión:
- Características: Se produce una pequeña rebaba en la
pieza justo donde está unión entre placa fija y placa móvil del molde.
- Motivo: Se produce principalmente por un mal
alineamiento de las caras de la pieza en el molde.
- Soluciones: Las solución en este caso es si la pieza sale
con la línea de unión muy acentuada rehacer el molde completo
10.16 Canal de inyección atascado en el molde:
- Características: El bebedero o canal de inyección se
queda adherido a la parte fija del molde.
- Motivo: La causa principal de este defecto son la
suciedad del canal de inyección o de la boquilla.
- Soluciones: Limpiar la boquilla de la máquina antes de
iniciar el proceso de inyección así como su unión con el molde.
10.17 Piezas pegadas en el molde:
- Características: La pieza queda pegada a la parte fija del
molde y es difícil despegarla
- Motivos: Lo causa la excesiva compactación del material,
poco tiempo de enfriamiento también provoca que se pegue al molde o
la temperatura del molde alta lo que provoca que se adhiera a este
- Soluciones: Controlar la velocidad de inyección y la
presión para que no sean tan alta, dejar enfriar en el molde el tiempo
adecuado, refrigerar si se puede el molde.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 47
11. Ensayo del proceso de inyección:
El ensayo del proceso de inyección se llevará a cabo tomando una serie
de valores con los moldes ya existentes para la máquina BabyPlast del
laboratorio ya que es una máquina de fácil manejo y en la cual se pueden
modificar los valores de tiempo y presión de inyección, apertura del molde etc.
sin miedo a causar grandes daños a la maquina o el molde como sucedería
con la máquina ENGEL ES 80-25 HL-V que es más profesional, aunque el
molde se haga para esta máquina los ensayos de fabricación de las piezas de
plástico se pueden extrapolar y exportar de la BabyPlast a la ENGEL ya que se
pueden controlar los mismos parámetros e incluso más, no ocurriendo así para
el reciproco, de la ENGEL a la BabyPlast.
Antes de iniciar el proceso de inyección se enciende el refrigerador
situado debajo de la máquina y después el interruptor del control de la máquina
dejando que se inicialice, una vez hecho esto se procede a encender el motor
de la máquina que alimenta a las bombas hidráulicas de los accionadores de
las distintas partes de la máquina y se enciende también las resistencias para
calentar el material a fundir y se deja que alcancen la temperaturas requeridas.
No hace falta darle caudal al refrigerante en la parte del molde porque pese a
que este molde tiene conductos de refrigeración no se van a usar.
Los resultados obtenidos se muestran en una tabla para el molde de la
moneda del centenario de ICAI se muestran en la siguiente tabla:
Mayo 2014 Página 48 Memoria descriptiva Ref. Pieza
Moneda aniversario de ICAI
Material PS
Peso inyectada -
Peso pieza -
Tiempo ciclo 9,6 seg.
BOQUILLA
Tiempo Boquilla 0 Seg.
Velocidad Boquilla - %
PLASTIFICACIÓN
Tiempo 2ª Carga 12
Vel. Plastificación 100 %
EXPULSIÓN
Vel. De Expulsión 100 %
Nº de Golpes 2
Presión de expulsión 30 Bar
Tiempo expulsión 0.2 Seg.
T. Recoger expulsión 0.3 Seg.
Tiempo soplo aire - Seg.
Pausa expulsión - Seg
Pausa fin de ciclo - Seg.
Final de carrera
expulsión -
Seg.
Fuera a fin ciclo - Seg.
INYECCIÓN
Carga de material 12 mm
Tiempo de enfriamiento 3 Seg.
1ª presión de inyección 60 Bar
Tiempo 1ª presión 0.7 Seg.
2ª presión de inyección 75 Bar.
Tiempo 2ª presión. 0,7 Seg
Cota 2ª presión - mm
Succión - mm
Velocidad de inyección 100 %
2ª Velocidad de
inyección 100
%
Cota 2ª Velocidad - mm
Modalidad de inyección PICO
Acumulador -
CIERRE
Nº de cavidades 1
Carrera de apertura 50 mm
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 49
Presión de cierre 75 Bar
Alarma de cierre 60 Bar
Cota presión de
seguridad 10
mm
Velocidad cierre 1 100 %
Velocidad cierre 2 50 %
Cambio velocidad cierre 30 mm
margen cierre 10 mm
Velocidad de apertura 100 %
Tabla 11.1 Datos del ensayo
Se observó mientras se hacía el ensayo que las primeras piezas tenían
defectos como piezas no llenas debido a un problema con la tolva o piezas con
oclusiones de aire debido a que la máquina no estaba debidamente purgada.
También apareció un problema de temperatura de la tolva al intentar simular un
ciclo de 5 piezas que se solvento aumentando el caudal de refrigerante en la
parte de la tolva, posteriormente un problema que hacía que el canal de
inyección no se expulsara correctamente del molde lo que obligaba a usar unas
pinzas y una varilla de latón para sacarlo, se solucionó temporalmente
añadiendo acetona al canal de inyección en el molde, pero el problema volvió a
aparecer y se cree que es por un mal ajuste de los expulsores en concreto el
que hace la expulsión del canal de inyección, con la placa móvil de este molde.
Mayo 2014 Página 50 Memoria descriptiva
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 51
Capítulo 2: Cálculos y simulaciones
1. Cálculos: 1.1 Fuerza de cierre:
La fuerza de cierre del molde viene dada por la fuerza que genera
la presión a la que se quiere inyectar ya que se debe contraponer a
esta. Si esta fuerza es demasiado pequeña el molde durante la
inyección tenderá a abrirse por lo que es necesario un correcto
dimensionado de las piezas para que puedan soportar las fuerzas
requeridas.
La fuerza de cierre es la suma de las fuerzas que sobrecargan a
tracción las columnas de la máquina, o bien su bancada en el caso de
que carezcan de estos elementos, después de efectuar el movimiento
de cierre y antes del inicio de la inyección. La fuerza de aguante es la
suma de las fuerzas anteriormente mencionadas. La fuerza de cierre
necesaria resulta de multiplicar la presión interior en la cavidad del
molde y la proyección del área de la pieza inyectada más sus canales
de ataque. Cuando se inicia la inyección el volumen de la cavidad
aumenta en dirección al cierre del molde. Este aumento de volumen, así
como otras deformaciones elásticas dependen de la rigidez de la unidad
de cierre, de la resistencia del molde, de la fuerza de cierre, de la fuerza
de aguante y de presión en el interior del molde.
𝐹𝐶 =(𝑃𝐼 ∙ 𝐴𝑝)
100
Dónde:
FC Fuerza de cierre (kN).
PI Presión de inyección (bar).
Ap Área proyectada más canales de ataque (cm2).
En relación a nuestro molde nos queda:
Mayo 2014 Página 52 Memoria descriptiva
𝐹C =[70 bar ∙ (25,13cm2 + 0,9cm2)]
100= 18,21kN
Lo que significa que inyectando a 70 bares de presión se requerirá
una fuerza de cierre de 18210 Newtons o lo que es lo mismo
aproximadamente 1,9 Tm de fuerza.
En la siguiente tabla se muestran las distintas presiones que
puede inyectar la máquina ENGEL ES 80-25 HL-V la pieza diseñada
sabiendo que como máximo puede inyectar a 1590 bar.
Presión de inyección (bar)
Fuerza requerida (N)
Fuerza en Kg
10 2603 265 20 5206 531 40 10412 1061 80 20824 2123
160 41648 4245 320 83296 8491 640 166592 16982
1280 333184 33964 1590 413877 42189
Tabla 1. 1 Presiones de inyección y fuerzas de cierre
Sabiendo que la máquina tiene una capacidad máxima de 25000
kg podríamos decir que la presión máxima de inyección viene dada por
la expresión:
𝑃𝐼 =100𝐴𝑝
∙ 𝐹𝐶
Donde FC tomara el valor de 245,250 kN resulta de multiplicar
25000 kg x 9,81m/s2 y dividirlo por 1000 para pasarlo a los kN que pide
la formula, lo que sale una presión de inyección máxima de 942,18 Bar.
1.2 Presión de inyección:
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 53
La presión necesaria para el correcto llenado de la pieza depende
de factores diversos como podían ser la fluidez del material y el grosor
mínimo que tiene la pieza. Y viene dado por la formula siguiente:
PL=PCAVIDAD·kF
Donde PL es la presión de llenado en Bar, PCAVIDAD viene de
sacarla del gráfico 1.2 mediante la relación RF/Ep donde RF es el
recorrido de fluidez máximo que viene dado por la expresión de RF
(colada) + (Pieza) es decir RF=(63+20)+(10)=93mm y EP es el espesor
máximo de la pieza 1,2 mm y de ahí se obtiene una Rf (relación de
flujo) de 77,5:1 por lo que la PCAVIDAD sale de aproximadamente 185 bar, kF el factor de fluidez del material a inyectar, en este caso al ser
Poliestreno es de 1,2 por lo tanto sale una PL de 222 bar y.
Normalmente y pese a que existe fórmula para controlar esta variable
no se inyecta nunca al valor que te pueda dar ya que es el mínimo
requerido, se hace típicamente a la máxima presión para aumentar la
productividad.
Gráfico 1.2. 1 relación entre Rf y Ep
Mayo 2014 Página 54 Memoria descriptiva
1.3 Tiempo de enfriamiento:
El tiempo de llenado físico comienza una vez que se ha llenado
completamente las piezas, excluyendo el canal de inyección y ataque y
termina cuando el molde se abre. Se calcula de forma aproximada para
moldes con un espesor de pared de entre 1 y 4 mm y la temperatura del
molde sin exceder los 60ºC mediante la expresión:
𝑇𝐹 = 𝐸𝑃 ∙ (𝑘𝑡 ∙ 𝐸𝑃)
Donde TF es el tiempo de enfriamiento en segundos y EP el
espesor máximo de la pieza que en este caso es de 1,2 milímetros
donde kt va de 1 a 2 y sus unidades son s/mm2. En la siguiente tabla se
muestran los tiempos variando los valores de kt.
kt (seg/mm2) TF (seg)
1 1,44 1,1 1,584 1,2 1,728 1,3 1,872 1,4 2,016 1,5 2,16 1,6 2,304 1,7 2,448 1,8 2,592 1,9 2,736
2 2,88 Tabla 1. 2 tiempos de enfriado TMolde<60ºC
Se observa que los tiempos que ha de permanecer la pieza en el
molde si está a menos de 60ºC van desde 1,44 segundos a 2,88
segundos, mientras que si el molde se encuentra a más de 60ºC los
tiempos son un 30 % mayores como se muestra en la siguiente tabla.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 55
kt (seg/mm2) TF (seg)
1 1,872 1,1 2,0592 1,2 2,2464 1,3 2,4336 1,4 2,6208 1,5 2,808 1,6 2,9952 1,7 3,1824 1,8 3,3696 1,9 3,5568
2 3,744 Tabla 1. 3 tiempos de enfriado TMolde > 60ºC
Un tiempo de enfriamiento demasiado bajo aumenta la
contracción y las deformaciones mecánicas por esfuerzos
descompensados en la expulsión y en piezas con paredes gruesas
puede crearse una fusión de las capas superficiales ya frías como
consecuencia de las temperaturas que hay en el interior de la pieza.
El tiempo de enfriado restante viene dado por la expresión
TR=TF-TP donde TP es el tiempo de pos-presión que es el tiempo que
la máquina sigue intentando introducir material en las piezas. Es
importante determinar el tiempo restante para que la pieza pueda ser
desmoldada sin deformaciones.
Mayo 2014 Página 56 Memoria descriptiva
2. Simulaciones: 2.1 Mecanizado del electrodo de electroerosión:
El electrodo se fabricará de cobre o grafito partiendo de un bloque
circular de diámetro 40 milímetros y una altura de 60 milímetros
2.1.1 Proceso de mecanizado:
Se generará un programa ISO para fresadora de CNC usando
el módulo de mecanizado de Catia dando los parámetros que se
describirán más adelante.
El mecanizado se llevará a cabo mediante una herramienta
especial para grabados a alta velocidad con una punta de un
diámetro a 0,2 mm de la marca LMT BELIN referencia 91096 (ver
catalogo en anexo) que es el menor radio de la pieza. También se
necesita una turbina de alta velocidad si se quiere hacer el grabado
en el laboratorio, en el anexo se incluye el catálogo de BIG
DAISHOWA de la herramienta RBX así como un presupuesto de lo
que costaría
2.1.2 Simulación con Catia:
2.1.2.1 Creación del bloque del electrodo: Partiendo desde la pieza de la moneda se aumentará
el tamaño un 7% para las posteriores contracciones que
tendrá la pieza de plástico y se creará un cuerpo nuevo que
envuelva dicha pieza como se muestra en la imagen.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 57
Imagen 2.1.2. 1 Bloque del electrodo
2.1.2.2 Creación del material base: Se creará un material base que servirá como
referencia del material en bruto antes del mecanizado con
las mismas dimensiones que el anterior ya que solo se va a
tratar el mecanizado en acabado por lo que habría que
hacerle al material real una pasada de refrentado para
eliminar las posibles creces que tenga el material.
Imagen 2.1.2. 2 Material en bruto y con la pieza incrustada
2.1.2.3 Establecer los parámetros de máquina:
Mayo 2014 Página 58 Memoria descriptiva
Establecemos como máquina una de 3 ejes y
colocamos los ejes correctamente sobre la pieza a
mecanizar, seleccionamos el material en bruto (stock
material) y la pieza a mecanizar (Desing part for simulation) y
cerramos la ventana.
Imagen 2.1.2. 3 Ventana de selección de máquina y operación
2.1.2.4 Selección de operación (Roughing): A continuación se escogerá la operación de desbaste
aunque en realidad lo que se va a hacer sea el acabado. En
esa ventana se seleccionará cual es el material en bruto
(Stock), la parte a mecanizar (part) y el plano de seguridad
(safety plane). También se situará el grosor mínimo para el
mecanizado (mínimum thickness to machine) en 0,001 es
decir una micra.
Selección de ejes
Desing part for simulation
Stock material
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 59
Imagen 2.1.2. 4 ventana de la operación de desbaste (roughing)
2.1.2.5 Selección de la herramienta: En la ventana anterior hay que seleccionar la
herramienta en la pestaña siguiente. Una fresa de acabado
con un diámetro de 0,25 milímetros en la punta.
Mayo 2014 Página 60 Memoria descriptiva
Imagen 2.1.2. 5 Ventana de selección de herramienta
2.1.2.6 Selección de parámetros de mecanizado. En la primera pestaña se selecciona los distintos
parámetros de mecanizado como pueden ser el paso (axial)
que será de 0,2 mm para dos pasadas, el tipo de pasada
(Helical), la tolerancia de mecanizado (machining tolerance)
seleccionada en 0,1mm. A continuación se presionara al
botón de simular y guardar situado abajo a la derecha (Tool
Path Replay).
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 61
Imagen 2.1.2. 6 Ventana de parámetros de mecanizado
2.1.2.7 Simulado del mecanizado. En esta ventana se muestra una simulación del
mecanizado paso a paso y en tiempo real si se desea, el
resultado es el mostrado en las imágenes de abajo.
Mayo 2014 Página 62 Memoria descriptiva
Imagen 2.1.2. 7 Conjunto de imágenes de la simulación
2.1.3 Posibles errores:
A continuación se muestran alguos de los errores que Catia
no detecta como tal y en los que se debe tener cuidado.
2.1.3.1 Radios no mecanizados:
- Causas: Radio de la herramienta mayor que los
radios de la pieza.
- Características: Como aparece en la imagen de
más abajo algunos radios pequeños no se mecanizan
correctamente, lo que provoca defecto en la pieza si no nos
damos cuenta.
- Solución: Encontrar un fabricante de herramientas
de grabado que tenga el radio deseado y modificarlo en el
programa.
Imagen 2.1.3. 1 Error por radio de la herramienta demasiado grande
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 63
2.1.3.2 Choques máquina-pieza
- Causas: Longitud del filo menor que la
profundidad de la pieza
- Características: Aparecen durante la simulación
unos surcos que no han sido generados por el filo, han sido
generados por el mango, como se ve en la imagen más
abajo.
- Solución: Encontrar un fabricante de herramientas
de grabado que tenga la longitud del filo más grande que el
surco más profundo de la pieza y modificarlo en el programa.
Imagen 2.1.3. 2 Error por longitud de la herramienta demasiado corta
Mayo 2014 Página 64 Memoria descriptiva
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de
plástico
Mayo 2014 Memoria descriptiva Página 65
BIBLIOGRAFÍA Y WEBS DE INTERÉS - http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/rojas_p_f/capitulo2.pdf - Moldeo por inyección de termoplásticos/ Thermoplastic Injection
Molding
Saúl Sánchez
ISBN-10: 9681855817
- http://oycmaquinasinyeccionsji.blogspot.com.es/2013_02_01_archive.html
- http://www.hasco.com/es/
- http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn101.html#seccion33
- http://www.acerosbohler.com/spanish/
- http://www.exapro.es/inyectora-para-plastico-engel-es-80-25-hl-v-p40128031/
- http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno
- http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com.es/2012/08/fuerza-de-cierre-clamping-force.html
ANEXOS
Contenido - Extracto del documento de estructura de la máquina ENGEL.
- Extracto del documento del curso de ENGEL, Manual de inyección
- Catálogo LMT BELIN de herramientas de grabado
- Catálogo BIG DAISHOWA RBX
- Presupuesto BIG DAISHOWA
- Parámetros de Catia para el mecanizado del electrodo
COMPONENTES DE MAQ. S. COLUM.WAR
Cilindro Puerta Elemento Plato fijo Cilindro Grupo de Tolva de Cilindro Motorde cierre de prot. flexible y móvil plastific. inyección material de inyec. hidráulico
Soportes Bancada Deposito Armario Conexión Interrup.elásticos de la maq. aceite h. eléctrico eléctrica general
(Part. trasera)Mando Puerta de protección-Unidad de inyección
CONSTRUCCION DE LA UNIDAD DE INYWAR
2600
2400
2200
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0 1016
2032
3048
4064
5080
6096
80128
90144
70112
SPEZIFISCHERSPRITZDRUCK
bar
HYDRAULIKDRUCK
2400 ( 40)
1900 ( 45)1800 ( 40)
1550 ( 50)1400 ( 45)
1150 ( 50)
99.9 %160 bar
Diagrama de la presión de inyección
Presión iny. especificaaumentada = si
Presión iny. especificaaumentada = no
ELEMENTOS DE SEGURIDAD ES80WAR
Protección unid. cierre fija.
Puerta de prot.unid. de cierre
Puerta de prot.unid. de inyección
Protección unid.inyección fija
bE2 bE7 bE1 Puls.Paro de emerg. Int. General
bE9
ELEMENTOS DE SEGURIDAD ES80WAR
bE9.1
bE9.2 bE3 bE4
Los finales de carrera bE3 y bE4 sonParo de emergencia al abrir la puertatrasera
DIAGRAMA DE FUNCIÓN
MOVIMIENTO EN VACIO ES 80
Válvula activada: Válvula - Y Presión en M1 aprox. 16 bar
Aceite en movimiento Presión estática
S12A
16.1
YS 15.1
11.1
12.1
14.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar17.1
T1P PM T
BF1
B
P2
M6
P
TA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
2.2
2.2
s u
s u
Y M
Presión de sistema250 bar
Caudal en refrigeración 50 % var 35051Presión aproximada 12 bar var 35098Caudal en vacío 5 % var 35035Presión en vacío 20 bar var 35109
DIAGRAMA DE FUNCIÓN
PRECALENTAMIENTO ES 80
Válvula activada: Válvula - Y Presión en M1 aprox. 100 bar
Aceite en movimiento Presión estática
S12A
16.1
YS 15.1
11.1
12.1
14.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar17.1
T1P PM T
BF1
B
P2
M6
P
TA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
2.2
2.2
s u
s u
Y M
Presión de sistema 250 bar
Caudal al precalentar: 80% var 35034
Presión al precalentar: 40% var 35080
DIAGRAMA DE FUNCIÓN
Aceite en movimiento Presión estática
GRUPO DE INYECCION AVANCE
Válvula activada: S5,S10Y: V9 var 04200, V10 var 04201 P5 var 06200 (limitado a 160 bar con
var 35216)
Presión de sistema 250 bar
M1= Presión de consumoM4= Presión de consumo, menos la perdida de presión
por válvulas y circuitoM6= Captador de presión
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
14.2
S6 S5
13.2
S24
11.2
S4
12.2
S12A
16.1
YS 15.1
11.1
12.1
14.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar17.1
T1P PM T
BF1
B
P2
M6
PTA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
2.2
2.2
Y M
E
S10
S U
SU
P U
Aceite en movimiento Presión estática
FORMACIÓN PRESIÓN GRUPO IN.
Válvula activada: S5, S10Y: var 35039 100% P5 var 06200
Presión de sistema 250 bar
M1= Presión de consumoM4= Presión de consumo menos la perdida de presión
por válvulas y circuito. M6= Captador de presión
DIAGRAMA DE FUNCIÓN
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
14.2
S6 S5
13.2
S24
11.2
S4
12.2
S12A
16.1
YS 15.1
11.1
12.114.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar17.1
T1P PM T
BF1
B
P2
M6
P
TA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
2.2
2.2
Y M
E
S10
S U
SU
P U
Aceite en movimiento Presión estática
GRUPO INYECCIÓN RETROCESO
Válvula activada: S6, S10Y: V11 var 04202 P var 35085
Presión de sistema 250 bar
M1= Presión de consumoM6= Captador de presión
DIAGRAMA DE FUNCIÓN
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
14.2
S6 S5
13.2
S24
11.2
S4
12.2
S12A
16.1
YS 15.1
11.1
12.1
14.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar17.1
T1P PM T
BF1
B
P2
M6
P
TA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
2.2
2.2
Y M
E
S10
S U
S U
P U
M
su
su
UP PH2
CERRAR MOLDE HASTA G1
RKP63EHV1
S2.2
A ZA ZB X P T
P2 P PM T1 T
M6
P
TA
P1
X
M1
L P1 P TA P2
S26S25
16.3S1.2S2 S1
S2.1
UE BF1
YB
13.3
D1 7
18.320.31.20.8
S318.1
175bar
YS
S12a
S102.2
2.2
11.1
1.4
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
VALVULAS ACTIVADAS
S1, S2.1, S10, S12a, YS: V1 var 04000, V2 var 04001, V3 var 04002, Y: V1, V2, V3, P var 35106
12.2
13.1280bar
y
FORM. FUERZA DE CIERRE
M
su
su
UP PH2
S2.2
S25 S26
A ZA ZB X P T
D1 7
S1.216.3
S2 S1 S2.1
13.3
0.8
18.3
1.220.3
L P1 P TA P2
P2 P PM T1 T
18.1175bar
YS
S12a1.4
2.2
2.2S10
11.1
12.2
13.1
UE BF1
RKP63EHV1
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
VALVULAS ACTIVADAS
S1, S10, S1.2, YS: var 35052, Y: var 35065, P var 0600.
280bar
S3
y
ABRIR MOLDE
M
su
su
UP PH2
S2.2
S25 S26
A AZ ZB X P T
D1 7
16.3
S2.1
S1.2S1S2
13.3
0.8
18.3
1.220.3
L P1 P TA P2
P2 P PM T1 T
M6
P
TA
P1
X
M1
S318.1175bar
YS
S12a
2.2
2.2
S1012.2
13.1280bar
11.1
1.4
Y
UE BF1
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
VALVULAS ACTIVADAS
YS: V6 var 04003, V7 var 04004, V8 var 04005, Y: V6, V7, V8, P var 35088 hasta W4, P var 35081 desde W4S2, S10, S12a, S2.1, S2.2, SEA
INYECCIÓN CON PRESIÓN DE INY. AUMENTADA
M
s u
su
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
S6 S5S24
S4
E
PM TMT1P
P U
X
P2 P PM T1 T
S3175bar
18.1
YS
S12a
S10
280bar
12.1
13.1
11.1 2.2
2.2
1.4
Y
RKP63EHV1
UE BF1
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
VALVULAS ACTIVADAS
S4, S10, Y: V12 - V21, var04100 - 04109, P6 var 06100
INYECCIÓN SIN INY. DE PRESIÓN AUMENTADA
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
VALVULAS ACTIVADAS
S4, S10, S24, Y: V12 - V21, var 04100 - var 04109, P6 var 06100
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
S6 S5S24
S4
E
PM TMT1P
PU
X
P2 P PM T1 T
S3175bar
18.1
YS
S12a
S10
280bar
12.1
13.1
11.1 2.2
2.2
1.4
MY
RKP63EHV1
UE BF1
SU
S U
D O S I F I C A R
M4
PH3OA
QA
RA
S6A
S6 S5S24
S4
E
PM TMT1P
PU
X
P2 P PM T1 T
S3 175bar
18.1
YS
S12a
S10
280bar
12.113.1
11.1 2.2
2.2
1.4
MY
RKP63EHV1
UE BF1
SU
SU
M6
P
TA
P1
X
M1
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión PH3 Contrapresión
VALVULAS ACTIVADAS
S3, S4, S10, YS: P17 - P21= var 06111 - 06115, Y: V22.1 - V22.5 = var04110 - 04114, P var35101
AVAN. Y RETR. EXPULSOR
VALVULAS ACTIVADAS
Expulsor avance: S5, S10, Y: V25-var-04300, V27-var-04407, P25-var-06300.Expulsor retroceso: S6, S10, Y: V26-var-04301, P26-var-06301
S12A
YS
11.1
12.1
RKP63 EHV1
S318.1
175bar
T1P P M T
BF1
B
P2
M6
PTA
P1
X
M1
UE
13.1
280bar
Y M
S10
1.4
2.2
2.2
T
P T
S25 S26
S25 S26
su
su
Movim. aceite Presión estática M1 Presión de consumo M6 Med. de presión
CERRAR MOLDE
Toleranz Variable 35962 resultierender Schließdruck eingestellter SchließdruckPi *7)
Ausgabe auf schließseitigesProportionalventil und Y Ventil
3506535052
3519535193
1077435286
weiter mit Düse vor
------- Zyklusstart ---- Formschließen
Formschutzbereich
Saug-ventil Schließdruck-schließen aufbau
*2)
SFx A 10308 W3 KS1 W1 G1 06551 G2 *6)*4) KS2 35018 35276 35255
KS3 08006
S1S2.1S12aS1.2
S10
SEA
35106
35146 35177 35194*4)10307 V2 35148
P2(a) *5)
35177
35177 V 1
V3
*1)
*3)
3517135133
35131 35139
35171 35132 35043
EHV1, EHV2, EHV3
AVANCE DEL GRUPO DE INYEC.
in Hand *1)
P5-36457P5
35039Druckaufbau *2) 35194V935138
35138
V1035173
in Automatik
35193
J J1 K
35255
S5S10
S1
35084
35054
weiter mitEinspritzen Druckaufbau Düse vorfahren
35256 Z5A
36456
vorherFormschließen
SDx
*1) Im Handbetrieb bleibt S5und S10 solange aktiv, wie die Handtaste, für Düse vor, gedrückt ist.
*2) Düsenanlegedruckaufbau mit Hilfe des Systemdruckaufnehmers
INYECCION Y POSTPRESION
V21V20
V18V17
V16V15
V14V13
C3u
SSx
SSx=0 C2*
Z210
C1
V19
P6
P12 - P7
P16P15
P14P13
V12
C110
S4S10S4BS4DS24
Nachdruckzeit Z2 Vorspritzzeit Z1
35175
K
Y
35256
8479
V-Istwert
35129
12814
35046 35164
35258
Nachdruck Einspritzen
Weiter mitZ3Z4Z6
35282
DOSIFICACION
P17P18
P19
P21
V22.1V22.2
V22.3V22.4 V22.5
V24
SSx
C1 535176
268
35161
35103
P20
35194
35168
35177
35103
35194
3516835249
t
**)
V24
SSx=0 CPx C4 C1 C2
S3S3AS10S4DS4S24S4BS6A
Zeit Z4Zeit Z6Zeit Z3 35297 *2) 35297 *2) 35287
35284
Nachdruck
Kompressionsentlastungvor Dosieren
Dosieren
Kompressionsentlastungnach Dosieren
DruckabbauDüse
weitermit Düsezurück
VerzögerungKompressionsentlastung
*1)
36167
RETROCESO DEL GRUPO DE INYEC.
SDxKJZ6
V11
35174
35177
35085
S6S6AS10
35142
35157
(SDx max - 35010)
35142
35054
Düse zurückfahren
in Hand
in Hand
voher Dosieren weiter mit
Formöffnen
*)
V7
SFx
A W4W2 KO1KO2
V8
A1B (G2)WA4
S2S10
KO2
Z4
S12a
V6
SEA
35286
Form öffnen
ABRIR MOLDE
EHV1EHV2EHV3
35081 3508835114
35066
35144 35140 35172 35136 35135 35177
35177 35162
3517235036 35143
35273 35275 35274
S2.1S2.2Druckaufbau und
Saugventil öffnennur bei Direkt-schlußmaschinen
vorherDüsezurück
weiter mitAuswerfen
35193 35194
AVANCE Y RETROCESO EXPULSOR
Auswerfer zurück
Zyklusende
P26P25
V25
L L3 L1ZAV
SAx
S25S10
S26S10
V26
ZA Z5
V27
35177
3516936134
35153
35163
voher Formöffnen
Auswerfer vor
3613436134
35186
10770
35177
35170
SAx
L L2 L1 ZA
10770
33
Fraises de gravage GREngraving cutters GR / Gravierfräser GRFrese per incidere GR / Fresas para grabar GR
Tous matériauxAll types of materials / Alle Materialen / Tutti i mareriali / Todo tipo de materiales
Beñat ZipitriaEmitida por:
12/04/2013Fecha Oferta:
OF13-0371 / 0OFERTA
91 475 5668Fax:91 475 0800Tfno.:
Email:
Contacto:
Tfno.: 943 376 050
SR. JAVIER MANIN
DTC - Políg. Osinalde - Zelai Haundi, 1 - 20170 Usurbil (Guipúzcoa) Spain
Nº:
Su Nº Prov.:
Delegado Zona:
CARMAN S.A.
CIF:
CARMAN S.A.
SAN MARIO, 8
28041 - MADRID (MADRID)
A28452860
Total €Precio Ud.Cant.DescripciónCódigo PlazoPos.
RBX5 40,000-50,000 RPM
1,00BBT40-RBX5-4S-151H, Montaje manual sin Stop Block 7.722,00 7.722,00lm 4 semanas 1
1,00TOPE DE CABEZAL #40 301,00 301,00SB-A 4 semanas 2
1,00PINZA NBC4S DIA. 4 CLASE AA 88,00 88,00NBC 4S- 4.0(AA) 4 semanas 3
1,00FILTRO REGULADOR DE AIRE PARA RBX 646,00 646,00XF1 4 semanas 4
0,00PORTES INCLUIDOS HASTA SUS INSTALACIONES 0,00 0,00LM 4 semanas 5
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0,00 0,00LM 4 semanas 6
8.757,00 €Total RBX5 40,000-50,000 RPM
RBX7 60,000-80,000 RPM
1,00BBT40-RBX7-4S-175-65 7.020,00 7.020,00lm 4 semanas 7
7.020,00 €Total RBX7 60,000-80,000 RPM
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Importes superiores a 2.000,-€+ IVA – 30% con el pedido 70% a 75 días f/fra. supeditado seguro crédito y caución.
REPARACIONES/ REVISIONES/ INSTALACIONES:
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Embalaje incluido.
Instalación excluida.
IVA no incluido.
Es posible reducir el plazo de entrega contratando un transporte urgente. A cotizar por separado.
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Por: Firma: Fecha:
SHOP FLOOR DOCUMENTATIONElectrodoMoneda.CATPart.CATProcess
Part operation : Part Operation.1Program : Manufacturing Program.1
Roughing.1
Roughing
No Description
Strategy
Machining quality Rough
Nurbs Output false
Tool path style Helical
Machining tolerance 0,1mm
Machining mode Outer part and pockets
Direction of cut Climb
Maximum depth of cut 0,2mm
Pass overlap (diameter ratio) 50
Tool path style Zig-zag
Radial safety distance 3mm
Smallest area to machine (%Ø) 0
Interpolation mode Straight
Página 1 de 4ElectrodoMoneda.CATPart.CATProcess : Part Operation.1 : Manufacturing Progra...
27/03/2014file:///C:/Users/200803580/Desktop/11/PartOperation1/Operation_1_2.html
Unused false
Approach distance 10mm
Drilling safety distance 0mm
Engagement mode Ramping
Ramping angle 15deg
Helix diameter (% Ø) 70
Drilling tool diameter 25mm
Drilling tool angle 30deg
Drilling tool length 100mm
High speed machining false
Engagement mode From outside
Axial safety distance 10mm
Corner radius 1mm
Offset on top plane 0mm
Offset on bottom plane 0mm
Overshoot true
Part contouring false
Pass overlap mode Overlap ratio
Unused 0mm
Pass overlap (length) 0,125mm
Unused -1mm
Unused 1mm
Unused 10deg
Unused 0,5deg
Unused false
Unused 1mm
Unused 10deg
Unused 1mm
Unused 45deg
Unused 45deg
Unused 100
Unused true
Machine only ordered areas false
Unused true
Rework threshold 0,001mm
Offset 0mm
Helical movement Both
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Unused false
Página 2 de 4ElectrodoMoneda.CATPart.CATProcess : Part Operation.1 : Manufacturing Progra...
27/03/2014file:///C:/Users/200803580/Desktop/11/PartOperation1/Operation_1_2.html
Horizontal areas detection false
Bottom thickness 1mm
Semi finishing thickness on bottom 0mm
Maximum angle for horizontal areas 0deg
Bottom pass overlap (length) 5mm
Bottom pass overlap (ratio) 50
Bottom overlap definition Overlap ratio
Unused true
Unused 100
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Tolerance 0,3mm
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Tool path style in pocket Helical
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Maximum full material cut depth 2,5mm
Fully engaged tool management None
Unused 25
Unused 75
Unused 75
Unused 100
Unused 120deg
Unused M3xTrochoidParamModeDist
Minimum trochoid radius 1mm
Unused 30mm
M3xIgnoreHole false
M3xIgnoreHoleInt 2
M3xIgnoreHoleLength 10mm
Feedrate
Spindle unit Angular
Feedrate unit Linear
Spindle output true
Automatic compute from tooling Feeds and Speeds true
Automatic compute from tooling Feeds and Speeds true
Feedrate reduction in corners false
Reduction rate 80
Maximum radius 1mm
Distance before corner 1mm
Machining Time
Cutting time 13' 4''
Total time 17' 35''
Página 3 de 4ElectrodoMoneda.CATPart.CATProcess : Part Operation.1 : Manufacturing Progra...
27/03/2014file:///C:/Users/200803580/Desktop/11/PartOperation1/Operation_1_2.html
Distance after corner 1mm
Minimum angle 45deg
SlowdownRate 100
Machining spindle 70turn_mn
Machining feedrate 1000mm_mn
Approach feedrate 300mm_mn
Retract feedrate 1000mm_mn
Página 4 de 4ElectrodoMoneda.CATPart.CATProcess : Part Operation.1 : Manufacturing Progra...
27/03/2014file:///C:/Users/200803580/Desktop/11/PartOperation1/Operation_1_2.html
2. Planos
Indice:
P00.0 Lista de materiales ------------------------------------------------------------------------- 1
P00.1 Plano de conjunto explosionado -------------------------------------------------------- 2
P01.1 Soporte placa fija --------------------------------------------------------------------------- 3
P01.2 Placa fija -------------------------------------------------------------------------------------- 4
P01.3 Placa móvil ----------------------------------------------------------------------------------- 5
P01.4 Soporte columnas -------------------------------------------------------------------------- 6
P01.5 Soporte placa móvil ------------------------------------------------------------------------ 7
P02.0 Explosionado conjunto expulsor -------------------------------------------------------- 8
P02.1 Contra placa expulsión -------------------------------------------------------------------- 9
P02.2 Soporte expulsores ------------------------------------------------------------------------ 10
P02.3 Barra expulsora pequeña ---------------------------------------------------------------- 11
P02.4 Barra expulsora grande (centro) ------------------------------------------------------- 12
P02.5 Barra expulsora grande (guía de expulsión) ---------------------------------------- 13
P03.1 Electrodo ------------------------------------------------------------------------------------- 14
P04.1 Molde montado ----------------------------------------------------------------------------- 15
6
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A3Nombre Plano
P00.1 Plano de conjunto explosionado
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
2/15
21/03/2014
02/02/2014
12
34
5
78
9
10
1112
1314
1516
17
18
19
1,2
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto Nombre Plano
TITULO
I.C.A.I.
3/15
A4
Molde de inyección de plástico
P01.1 Soporte placa Fija21/03/2014
02/02/2014
190
190
20
10
95
60
60
12
18
18
9 5
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
60 60
B
16
26
BEscala: 1:1
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P01.2 Placa fija
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
4/15
21/03/2014
02/02/2014
150
1 5075
10M7
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
0,4
0.02 A B
0.02 A B
0.02 A B
A
B
0.02 A B
B
C
C
3.11
45
6.35
40
3R
27
18
30
10M
454
30
0.02
Vista isométricaEscala 1:5
Detalle BEscala 1:1
Profundidad del grabado 0,4 mm
12
3
Sección C−CAgujero columna guía
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P01.3 Placa móvil
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
5/15
21/03/2014
02/02/2014
15
20
10
6M
0,4 ( 1,2 )
0.02 A B
0.02 A B
0.02 A B 0.02 A B
A
B
15 60 60 15
35 20 20 20 20
51
24
6M
2 0
4H7
1,2
1,2
6.35
2 H7
45
45
22
0.02
20
37
4.2
C
21.5
2.5
R3
R
Detalle CEscala 2:1
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P01.4 Soporte columnas
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
6/15
21/03/2014
02/02/2014
12
150
1,2
D D
45
50
6M
25
10M
30
Sección D−D
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P01.5 Soporte placa móvil
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
7/15
21/03/2014
02/02/2014
190
70
30
20
1,2
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
F
F20
10
M
8
190
Sección F−F
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:2 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P02.0 Explosionado conjunto expulsor
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
8/15
21/03/2014
02/02/2014
7
15
8
9
1314
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
P02.1 Contra placa expulsión9/15
21/03/2014
02/02/2014
58
1 4M
10
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
1,2
11
18
G
G
118
20
15
4M10
Sección G−G
1445
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P02.2 Soporte expulsores
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
10/15
21/03/2014
02/02/2014
4 H7
2 H7
8
4
118
58
1,2
Radios no indicados: 1mmTolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
11
524H
H
10
4M32
Sección H−H19 20 20 14
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P02.3 Barra expulsora peq.
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
11/15
21/03/2014
02/02/2014
91
0.6
Tolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
Rz 4(0.6
)
I
2 −g6
4 −0.2
2−0.05
0 .2
R
+0.2
Detalle IEscala 5:1
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P02.4 Barra expulsora grande (centro)
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
12/15
21/03/2014
02/02/2014
84
Tolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
1,2
)(Rz 41,2
J
0.2R
+0.2
8 −0.2
3−0.05
4 g6
Detalle JEscala 5:1
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto
A4Nombre Plano
P02.5 Barra expulsora grande (guía exp.)
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
13/15
21/03/2014
02/02/2014
87
1,2
)(Rz 41,2
Tolerancias no indicadas segun norma: UNE−EN 20286−f
K
4 g6
8 −0.2
3−0.05
0.2
R+0.2
Detalle KEscala 5:1
(0.6
)1.8
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA 1:1 Firma: HOJA
fmto Nombre Plano
TITULO
I.C.A.I.
A4 P03.1 Electrodo14/15
21/03/2014
02/02/2014
18.2
R
18.5
R
38
0.60.6
L
0.4Detalle IEscala 5:1
0.6
AD
BC AD
32
3
2
41
4
1
Diseñado
Juan S−G. R.
FECHA
revisado
Javier M. G.
FECHA
dibujado
Juan S−G. R.
FECHA
03/03/2014
este plano es de nuestra propiedad, no puede ser reproducido sin nuestro acuerdo
ESCALA Firma: HOJA
fmto Nombre Plano
TITULO
Molde de inyección de plástico
I.C.A.I.
P04.1 Molde montadoA41:2 15/15
21/03/2014
02/02/2014
3. Pliego de condiciones
Pliego de condiciones Página 3
Índice: CAPÍTULO 1: PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES. ......................................... 5
1.1 ALCANCE Y CONTENIDO DEL PROYECTO ............................................................ 5
1.2 NORMAS APLICABLES ....................................................................................... 6
1.3 MATERIALES Y ENSAYOS EN LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS ........................... 6
1.4 OTRAS CONSIDERACIONES A CUMPLIR POR LOS MATERIALES ............................. 7
1.5 OBJETO DE LOS PLANOS Y ESPECIFICACIONES .................................................. 7
1.6 CONTRADICCIONES Y OMISIONES EN LA DOCUMENTACIÓN .................................. 7
1.7 CONDICIONES GENERALES DE LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS ........................ 8
1.8 VARIACIONES EN LAS CONDICIONES GENERALES DE LA EJECUCIÓN DE LOS
TRABAJOS .................................................................................................................. 9
1.9 RECEPCIÓN Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO .................................................... 9
CAPÍTULO 2: PLIEGO DE CONDICIONES TÉCNICAS. ........................................... 11
2.1 POLIESTIRENO: .............................................................................................. 11
2.2 PRINCIPIO DEL MOLDEO. ................................................................................. 14
2.3 PARTES FUNDAMENTALES DE LA MÁQUINA ...................................................... 14
2.4 MOLDE .......................................................................................................... 15
2.5 CONTROL DE PARÁMETROS DE INYECCIÓN ....................................................... 16
2.5.1 Ciclo de moldeo: .................................................................................. 16
2.5.2 Temperatura de proceso ..................................................................... 16
2.5.3 Dimensiones de la máquina ................................................................ 17
2.5.4 Defectos ............................................................................................... 17
CAPÍTULO 3: PLIEGO DE CLAUSULAS ADMINISTRATIVAS PARTICULARES .... 19
3.1 CONDICIONES GENERALES .............................................................................. 19
3.2 CONDICIONES PARA FIJAR PRECIOS CONTRADICTORIOS EN OPERACIONES NO
PREVISTAS ............................................................................................................... 20
CAPÍTULO 4: PLIEGO DE CONDICIONES DE MONTAJE ....................................... 21
4.1 ANTECEDENTES ............................................................................................. 21
4.2 CONDICIONES GENERALES .............................................................................. 22
4.3 CONDICIONES TÉCNICAS Y PARTICULARES ....................................................... 23
4.3.1 Documentación dinámica ................................................................... 23
4.3.2 Montaje del producto .......................................................................... 24
4.3.2.1 Preparación del montaje .................................................................... 24
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 4 Pliego de condiciones
4.3.2.2 Montaje en máquina ........................................................................... 24
4.3.3 Precauciones en el uso ....................................................................... 24
4.3.4 Mantenimiento del producto ............................................................... 25
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 5
Capítulo 1: Pliego de condiciones
generales.
1.1 Alcance y contenido del proyecto
El alcance del proyecto abarca la ejecución de todas las prescripciones
técnicas y trabajos que integran el proyecto que aquí se trata, y de las que sin
estar indicadas en este proyecto, considere conveniente el ingeniero
proyectista.
El objeto del presente pliego de condiciones es definir principalmente
las obligaciones del constructor para llevar a cabo los trabajos con la garantía
necesaria. También contienen las prescripciones generales y técnicas que han
de regir la ejecución del proyecto y por cuyo cumplimiento velará celosamente
el ingeniero proyectista.
En el pliego de condiciones técnicas se especificará, más
especialmente aquellos capítulos que no estén debidamente definidos en el
resto de los documentos del proyecto, profundizando menos, por el contrario,
en aquellos otros que quedan perfectamente definidos en los planos, detalles
constructivos, memoria y presupuesto. Si bien ellos no supondrán menoscabo
en su cumplimiento y han de entenderse como incluidos en el presente pliego.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 6 Pliego de condiciones
1.2 Normas aplicables
A parte de las condiciones específicas de este proyecto expuestas mas
adelante en este pliego, se tendrán en consideración durante la ejecución de
este proyecto las normas típicamente aplicables a este diseño que
corresponden al nivel de calidad exigido por el ingeniero proyectista. Se
deberán cumplir las siguientes normas:
- Normas UNE.
- Normas ISO.
- Normas DIN.
1.3 Materiales y ensayos en la ejecución de los trabajos
El constructor deberá emplear los materiales señalados en el presente
proyecto, y realizará los trabajos de montajes de acuerdo con el mismo. La
totalidad de los materiales que se emplean serán de buena calidad,
desechando lo que a JUlClO del ingeniero proyectista no los sean.
Si los materiales no satisfacen las características y las condiciones
establecidas en este pliego de condiciones, deberán ser reemplazados por el
constructor por otros que si cumplan las características y condiciones exigidas.
Si fuese necesario, se realizará todos los análisis y pruebas que ordene
el ingeniero proyectista, aunque estos no se indiquen en el pliego de
condiciones, los cuales se realizarán en aquellos laboratorios que designe el
ingeniero proyectista, siendo los gastos originados a cuenta del constructor. Si
el constructor no se mostrase de acuerdo con los resultados obtenidos del
ensayo, pruebas o análisis se podrán repetir las mismas en un laboratorio
oficial.
La admisión de los materiales no excluye la responsabilidad del
fabricante por la calidad de los mismos, que se prolongarán hasta la recepción
o entrega de los trabajos.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 7
1.4 Otras consideraciones a cumplir por los materiales
Los materiales cumplirán las prescripciones que estén contenidas en las
normativas y reglamentos vigentes. Si se ha indicado en algún momento de
este proyecto la marca y tipo concreto de algunos materiales a usar, ello se
tendrá en consideración a título de orientación respecto a los requisitos y
calidades de los materiales. Es posible la sustitución de un material por otro,
siempre que tengan características similares y con la aprobación del ingeniero
proyectista.
1.5 Objeto de los planos y especificaciones
El objeto de los planos y especificaciones es mostrar al constructor las
formas, dimensiones, calidades y cuantías de las piezas y sistemas a realizar,
su disposición relativa en el conjunto de la instalación, la mano de obra a
emplear, equipos y medios de montaje necesarios para la ejecución del objeto
mientras específicamente el ingeniero proyectista no indique lo contrario.
El fabricante realizará todo el trabajo indicado en los planos y descrito
en las especificaciones o pliegos de todos los trabajos considerados como
necesarios para completar el montaje de manera aceptable y consistente, y a
los precios ofertados.
1.6 Contradicciones y omisiones en la documentación
Lo dispuesto en el pliego de condiciones técnicas y no recogido en los
planos, o viceversa habrá de ser ejecutado como si estuviesen ambos
documentos. En el caso contrario prevalece lo dispuesto en el pliego de
condiciones técnicas. En todo caso prevalecerá la aclaración que al respecto
dé el ingeniero proyectista.
Las omisiones en el pliego de condiciones y en los planos o las
descripciones erróneas de los detalles en los trabajos, que sean indispensables
para realizar lo expuesto en los planos y pliegos de condiciones técnicas o que
por su uso y costumbre deben ser realizados, no eximen al fabricante de la
obligación de ejecutar dichos detalles omitidos o erróneamente descritos,
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 8 Pliego de condiciones
debiendo ser ejecutados como si hubiera sido completamente especificados en
los planos y pliegos de condiciones técnicas del proyecto.
1.7 Condiciones generales de la ejecución de los trabajos
Todos los trabajos se ejecutarán con estricta sujeción a la
documentación presentada en el presente proyecto. La forma y dimensiones de
las diferentes partes que componen el proyecto, así como los materiales a
emplear, se ajustarán a lo que se detalla en los planos y estado de mediciones.
El fabricante es el único responsable de la ejecución de los trabajos que
ha subcontratado y de las faltas o defectos que en estos puedan existir por su
incorrecta realización o por el empleo de materiales de deficiente calidad no
autorizados expresamente por el ingeniero proyectista. En este caso, el
ingeniero proyectista podrá disponer que las palies defectuosas sean
desmontadas y reconstruidas de acuerdo con las especificaciones requeridas.
El fabricante deberá atenerse a las medidas y tolerancias dispuestas en
los planos o especificaciones. En caso de elaboración de piezas, se ha de
considerar en esta su mecanización y acabado, debiendo en todo caso
consultar con el ingeniero proyectista cualquier cambio que se crea oportuno
realizar, en caso de falta de precisión en los medios de elaboración de las
piezas.
Las dimensiones de todas las piezas han de ser cuidadosamente
comprobadas por el fabricante antes de iniciar su ejecución y montaje.
Cualquier error comprobado ha de ser puesto en conocimiento del
ingeniero proyectista inmediatamente, con el fin de subsanar y comprobarlo.
No se harán reformas de ningún tipo en las piezas sin consulta previa al
ingeniero proyectista.
Durante el proceso de montaje, el ingeniero proyectista podrá dar
instrucciones adicionales por medio de dibujos o notas que aclaren con detalle
cualquier dato confuso de los planos o especificaciones. Podrá dar, de igual
modo, instrucciones adicionales necesarias para explicar o ilustrar los cambios
que en el trabajo tuvieran que realizarse.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas de plástico
Pliego de condiciones Página 9
En caso de oscuridad o divergencia en la interpretación de este se
estará dispuesto a lo dispuesto por el ingeniero proyectista y en todo caso a las
estipulaciones y cláusulas por las partes contratantes.
1.8 Variaciones en las condiciones generales de la ejecución
de los trabajos
Siempre caben modificaciones oportunas durante la ejecución los
trabajos que solo podrán ser realizados por el ingeniero proyectista. Los
trabajos se ejecutarán según las modificaciones del mismo que previamente
hayan sido aprobados y a las órdenes e instrucciones que bajo su
responsabilidad entregue el ingeniero proyectista, siempre que estas encajen
en las cifras a que ascienden los presupuestos aprobados.
Cuando sean necesarios introducir cambio en los trabajos que rijan el
contrato, el ingeniero proyectista redactará la oportuna propuesta formada por
los documentos que justifiquen, describan y valoren dichos cambios.
Cuando se crea conveniente el empleo de nuevos materiales o realizar
unidades de obra que no se recojan en el presupuesto base del contrato, la
propuesta de nuevos precios a fijar del ingeniero proyectista bastará, en cuanto
resulte de aplicación, en los costes elementales fijados en los precios unitarios
integrados en el contrato. Solo se considerarán en cuanto a mejoras o
modificaciones del proyecto aquellas que hayan sido ordenadas por escrito y
cuyo precio se ha convenido antes de preceder a su ejecución o instalación.
1.9 Recepción y pruebas de funcionamiento
Concluida la fabricación del elemento se someterá a un test de uso
donde se verificará que todos los elementos y subsistemas están de acuerdo
con lo especificado. El uso global quedará impedido al carácter experimental
de la máquina.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 10 Pliego de condiciones
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 11
Capítulo 2: Pliego de condiciones
técnicas.
2.1 Poliestireno:
El poliestireno es un material muy versátil ya que si lo mezclamos con un
determinado disolvente y lo inyectamos a cierta temperatura que hace que el
disolvente se evapore rápidamente en la cavidad del molde obtenemos lo que
llamamos poliestireno expandido o corcho blanco que es una de las aplicaciones más
conocidas de este material, también existen otro tipos de poliestireno como pueden ser
el PS cristal que se usa para fabricar cristales de relojes, PS de alto impacto que es
bastante resistente y opaco, y el PS extrusionado que es igual que el anterior pero
impermeable y con mayor rigidez.
imagen 2.1. 1 Simbolo del poliestireno
Al moldear poliestireno, se obtiene una pieza con una corteza bastante
compacta que a medida que nos acercamos al centro de la pieza van apareciendo
burbujas de mayor tamaño debido a que los gases no se expulsan del molde, por lo
que es necesario un buen secado previo a la inyección de este material, este secado
se hará en una tolva con ventilación situada antes de la alimentación de la máquina a
una temperatura controlada entre 50ºC y 80ºC dependiendo del poliestireno lo que la
sitúa bastante por debajo de su temperatura de fusión que está entre los 170ºC y
230ºC según el tipo de resina que lleve.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 12 Pliego de condiciones
La velocidad de inyección del poliestireno ha de ser media-alta, mientras que
la presión del molde ha de ser media-baja, la temperatura del molde debe estar
controlada entre 20ºC o 25ºC hasta 65ºC o 70ºC dependiendo del tipo de poliestireno.
En lo concerniente a este proyecto se ha seleccionado el poliestireno de alto
impacto, ya que es un material relativamente fácil de moldear y cuyas características
son:
- Buen llenado del molde, lo que implica que las piezas tienen un gran detalle.
- Buena resistencia al impacto.
- Opaco o casi opaco, debido al butadieno.
Las características principales del poliestireno que se va a usar se muestran
en la siguiente tabla:
Material Poliestireno
Nombre comercial Polystyrol
Referencia E143
Estructura Amorfo
Densidad a T. ambiente 1030 kg/m3
Temp. Transición 85ºC
Viscosidad 73 Pa/s
Temp. De fusión 180-280 ºC
Factor de flujo 130 kPa/mm
Temp. Del molde 10-60 ºC
Velocidad periférica del husillo (máx.) 0,9 m/s
Temperatura de presecado 80 ºC
Tiempo de presecado 4 h
Factor de descarga 967 kg/m3
Temperatura máx. de desmoldeo 84 ºC
Contracción de moldeo 0,45 %
Absorción de humedad <0,1 % Tabla 2. 1 Características del Poliestireno
Las ventajas principales del poliestireno son su facilidad de uso y su
costo relativamente bajo. Sus principales desventajas son su baja resistencia a
la alta temperatura (se deforma a menos de 100 °C, excepto en el caso del
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 13
poliestireno sindiotáctico) y su resistencia mecánica modesta. Estas ventajas y
desventajas determinan las aplicaciones de los distintos tipos de poliestireno.
- El poliestireno choque se utiliza principalmente en la fabricación
de objetos mediante moldeo por inyección. Algunos ejemplos: carcasas de
televisores, impresoras, puertas e interiores de frigoríficos, maquinillas de
afeitar desechables, juguetes. Según las aplicaciones se le pueden añadir
aditivos como por ejemplo sustancias ignífugas o colorantes.
- El poliestireno cristal se utiliza también en moldeo por inyección
allí donde la transparencia y el bajo coste son importantes. Ejemplos: cajas de
CD, perchas, cajas para huevos. Otra aplicación muy importante es en la
producción de espumas rígidas, denominadas a veces "poliestireno extruido" o
XPS, a no confundir con el poliestireno expandido EPS. Estas espumas XPS se
utilizan por ejemplo para las bandejas de carne de los supermercados, así
como en la construcción.
- En Europa, la mayor aplicación del poliestireno es la elaboración
de envases desechables de productos lácteos mediante extrusión-
termoformado. En estos casos se suele utilizar una mezcla de choque y de
cristal, en proporción variable según se desee privilegiar la resistencia
mecánica o la transparencia. Un mercado de especial importancia es el de los
envases de productos lácteos, que aprovechan una propiedad casi exclusiva
del poliestireno: su secabilidad. Es esto lo que permite separar un yogur de otro
con un simple movimiento de la mano.
- La forma expandida (poliestireno expandido) se utiliza como
aislante térmico y acústico y es ampliamente conocido bajo diversas marcas
comerciales (Poliexpan, Telgopor, Emmedue, Icopor, etc.).
- La forma extruida (poliestireno extruido) se emplea como
aislamiento térmico en suelos, debido a su mayor resistencia mecánica, y
también como alma en paneles sandwich de fachada. Pero su uso más
específico es el de aislante térmico en cubiertas invertidas, donde el
aislamiento térmico se coloca encima del impermeabilizante, protegiéndolo de
las inclemencias del tiempo y alargando su vida útil.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 14 Pliego de condiciones
- Otras aplicaciones menores: indumentaria deportiva, por
ejemplo, por tener la propiedad de flotar en agua, se usa en la fabricación de
chalecos salvavidas y otros artículos para los deportes acuáticos; o por sus
propiedades ligeras y amortiguadoras, se usa en la fabricación de cascos de
ciclismo; también se utiliza como aglutinante en ciertos explosivos como el
RDX y en el Napalm
2.2 Principio del moldeo.
El moldeo por inyección es una de las tecnologías de procesamiento de
plástico más famosas, ya que representa un modo relativamente simple de
fabricar componentes con formas geométricas de alta complejidad. Para ello se
necesita una máquina de inyección que incluya un molde. En este último, se
fabrica una cavidad cuya forma y tamaño son idénticos a las de la pieza que se
desea obtener. La cavidad se llena con plástico fundido, el cual se solidifica,
manteniendo la forma moldeada.
Los polímeros conservan su forma tridimensional cuando son enfriados
por debajo de su temperatura de fusión para polímeros semicristalinos. Los
polímeros amorfos, se encuentran en un estado termodinámico de cuasi
equilibrio. En ese estado, los movimientos de rotación y de relajación
(desenredo de las cadenas) del polímero están altamente impedidos. Es por
esta causa que, en ausencia de esfuerzos, se retiene la forma tridimensional.
Los polímeros semicristalinos poseen, además, la característica de
formar cristales. Estos cristales proporcionan estabilidad dimensional a la
molécula, la cual también es (en la región cristalina) termodinámicamente
estable. La entropia de las moléculas del plástico disminuye drásticamente
debido al orden de las moléculas en los cristales.
2.3 Partes fundamentales de la máquina
Unidad inyectora. La unidad inyectora es la que se encarga de
introducir y plastificar el material sólido mediante el giro del tomillo, mover el
tornillo en dirección axial para inyectar el material hacia las el molde y
mantenerlo bajo presión hasta que sea expulsado de este.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 15
La unidad de inyección consta de una cámara de acero cilíndrica capaz
de soportar altas presiones, un tornillo que rota para hacer pasar el material
hacia el extremo por donde se inyectará y se mueve axialmente para aplicar
presión al material, unas resistencias calefactoras para fundir el material
mientras avanza por el tornillo.
.
Sistema de potencia eléctrica. Este sistema puede emplearse tanto
para el giro del tonillo, como para la apertura y cierre del molde. Es
predominante sobretodo en máquinas pequeñas
Sistema de potencia hidráulica. Es el más utilizado y es una
alternativa al sistema de potencia eléctrica sobretodo en máquinas de gran
tamaño aunque también se puede ver en máquinas pequeñas, y basa su
funcionamiento en generar movimiento mediante la presión suministrada a un
líquido, normalmente aceite. Sistema de control. Es la parte necesaria de la máquina para controlar
las variables del proceso, este sistema puede ser eléctrico mediante botones e
interruptores, hidráulico, mediante llaves de paso, o electrónico, mediante un
sistema de control automático.
2.4 Molde
El molde también llamado herramienta se divide en tres partes fundamentales que son:
- Placa fija:
Esta es una de las partes principales del molde, es donde
está el canal de inyección principal y las hembras de la pieza a
moldear, se fija mediante cuatro tornillos de métrica 10 al Soporte de
la placa fija, tiene agujeros pasantes para refrigeración y control de la
temperatura de moldeo, agujeros pasantes para las columnas guía, el
tamaño de esta parte es ligeramente inferior a su soporte para dejar
unos bordes de sujeción, es de acero Böhler® M333 IsoPlast®
templado.
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Página 16 Pliego de condiciones
- Placa móvil: Es otra parte característica del molde, en esta se sitúan los
canales de ataque del molde para el llenado de la pieza, también se
encuentra dentro de la zona de moldeo los agujeros de los elementos
expulsores, como la pieza 6.1.2 también tiene canales de refrigeración
pasantes, y agujeros para las columnas guía con abocardado para que
queden incrustadas, y en la parte posterior seis agujeros roscados
ciegos de métrica 6 el acero usado debería ser Böhler® M333
IsoPlast® templado.
- Conjunto de expulsión: Es la parte encargada de sacar las piezas terminadas o
semiterminadas del molde una vez acabada su fase de moldeo, en
este se encuentran las barras de expulsión que se encargan de este
cometido.
2.5 Control de parámetros de inyección 2.5.1 Ciclo de moldeo:
El moldeo se divide en varias fases principales.
- Molde cerrado y vacio: la unidad de inyección carga el material,
lo funde y lo inyecta en la cavidad del molde.
- La presión se mantiene constante para que la pieza se llene
completamente y tenga las dimensiones adecuadas.
- Se elimina la presión
- Enfriamiento de la pieza dentro del molde, es lo que mas tiempo
lleva, y por ende, uno de los parámetros que busca la optimización
- Apertura del molde y expulsión mediante el mecanismo de
expulsión.
- Cierre del molde y comienzo del ciclo
2.5.2 Temperatura de proceso
Para inyectar un termoplástico es necesario conocer su
temperatura de transición vítrea (Tg) y su temperatura de fusión en la
región cristalina (Tm).
Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
de plástico
Pliego de condiciones Página 17
La temperatura de operación de cada termoplástico no es la
misma incluso tratándose del mismo, varia dependiendo del provedor
por lo que es necesario solicitarle luna hoja de especificaciones
técnicas que vengan datos como la temperatura de trabajo o rango de
estas, índice de fluidez etc.
2.5.3 Dimensiones de la máquina
Dependiendo de la máquina la inyección será más o menos
efectiva debido a la presión que es capaz de ejercer sobre el molde o al
plástico.
Al aumentar la presión de inyección se disminuye la temperatura
de fusión del material y por lo tanto las piezas del molde tienen un
menor calentamiento y se enfría mas rápido la pieza, lo que se traduce
en menor tiempo de enfriamiento y mayor productividad.
2.5.4 Defectos Los defectos en partes moldeadas requieren experiencia tanto
para ser identificados como para ser resueltos. Los operarios con años
de experiencia eninyección son los mejores maestros de identificación y
solución de problemas, ya que su expenencia les da las ideas y
recursos necesanos para solucionar problemas rápidamente.
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de plástico
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Capítulo 3: Pliego de cláusulas
administrativas particulares
3.1 Condiciones generales Todas las unidades del proyecto se abandonarán a los precios
establecidos en el cuadro de precios del proyecto de las operaciones cuya
ejecución regula el presente Pliego de Condiciones, multiplicado por el
coeficiente de baja que oferte el fabricante adjudicatario.
Dichos precios se abonarán por las cantidades determinadas y
ejecutadas con arreglo a las condiciones que se establezcan en ese Pliego de
Condiciones y comprende el suministro, transporte, manipulación y empleo de
los materiales, la mano de obra y utilización de la maquinaria y medios
auxiliares necesarios para su ejecución, así como cuantas necesidades
circunstanciales se les presente para la realización y terminación de las
unidades del proyecto.
También se consideran incluidos en los precios los gastos de carácter
general y beneficio industrial del fabricante.
Cualquier operación necesaria para la total terminación de las obras o
para la ejecución de prescripciones de este Pliego de Condiciones, aun en el
caso de no encontrarse explícitamente especificada o imputada en él, se
entenderá incluidas en las obligaciones del fabricante. Su coste se entenderá,
en todo caso, englobando en el precio de cuadro de precios que corresponde a
la unidad o unidades de proyecto que forman parte, en el sentido de ser física y
perceptivamente necesaria para la ejecución de la operación o de la
prescripción de la que se tratase.
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Excepcionalmente el Ingeniero Director podrá autorizar a la ejecución
de determinadas unidades, su medición en unidades de distinto tipo al previsto
establecido por escrito y con la conformidad del fabricante los oportunos
factores de conversión.
Para aquellos materiales cuya medición se haya de realizar por peso, el
fabricante deberá situar, en los puntos que señale el Ingeniero Director, las
básculas o instalaciones necesarias, debidamente contrastadas. Todas las
mediciones básicas para la utilización del proyecto deberán ser conformadas
por el Representante del fabricante y por el Ingeniero Director, y aprobadas por
este último.
Las unidades que se hayan de quedar ocultas deberán ser medidas
antes de su ocultación. Si la medición no se efectuó a su debido tiempo será
cuenta del fabricante las operaciones necesarias para llevarlas a cabo.
3.2 Condiciones para fijar precios contradictorios en operaciones no previstas
Si se presentase algún caso excepcional e imprevisto para lo cual sea
absolutamente necesaria la fijación de precios contradictorios entre la
propiedad y el fabricante, este precio será establecido con arreglo a lo que
prescribe el vigente Pliego de Cláusulas administrativas.
La fijación de precio contradictorio deberá hacerse antes de que se
ejecute la operación a que hubiera de ser aplicado pues si ella se realizase sin
que el referido precio haya sido aprobado por la propiedad se entenderá que el
fabricante se conforma con el que se señale por parte de la dirección del
proyecto, sin derecho a reclamación alguna.
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Capítulo 4: Pliego de condiciones de
montaje
4.1 Antecedentes La denominada "Directiva de Máquinas" ha sufrido una importante
evolución desde que se aprobó la Directiva 89/392/CEE del Consejo, de 14 de
junio de 1989, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados
miembros sobre maquinas. En efecto, las Directivas 911368/CEE y 93/44/CEE
ampliaron su campo de aplicación, la Directiva 93/68/CE modifico ciertos
aspectos "horizontales" derivados de la actualización de las reglas generales
del denominado "Nuevo Enfoque" establecido por Resolución del Consejo de 7
de mayo de 1985, relativa a una nueva aproximación en materia de
armonización y de normalización. Todo ello tuvo su correspondencia en los
Reales Decretos 1435/1992, de 27 de noviembre y 56/1995, de 20 de enero.
Desde hace tiempo se discute sobre los principios del «Nuevo enfoque»
y la forma de plasmarlos en un instrumento horizontal aplicable a todas las
directivas adoptadas dentro de ese marco. No obstante, la Comisión Europea
y los Estados miembros consideraron que no se podía esperar a la
culminación de esos debates, dada la complejidad de la directiva de maquinas,
la evolución de otras directivas y la experiencia extraída al tratar problemas
derivados del texto anterior, añadido a la demanda para definir más
concretamente el ámbito de aplicación de la directiva vigente y los conceptos
relativos a su aplicación, así como mejorar otros elementos de la directiva,
todo lo cual resultaba de tal envergadura que requería la elaboración de un
nuevo texto, aunque tratando de mantener al máximo la estructura anterior,
para facilitar la transición entre ambos. La Directiva 2006/42/CE del
Parlamento Europeo y del Consejo, de 17 de mayo de 2006, relativa a las
maquinas y por la que se modifica la Directiva 95/16/CE, es el resultado de
esa decisión.
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La Constitución Española, así como el Acta de Adhesión a la
Comunidad Económica Europea (hoy Unión Europea) establecieron los dos
grandes soportes legales básicos que sustentan el posterior desarrollo
normativo en nuestro país, dentro del cual, como no podría ser de otra forma,
se encuentra la actividad económica y, en particular, la reglamentación relativa
a la seguridad de instalaciones y productos.
Así, la Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria, estableció el nuevo
marco jurídico en el que se desenvuelve la actividad industrial.
4.2 Condiciones generales
En este apartado se indicarán las normas, reglamentos y leyes de
carácter general que sean aplicables a la ejecución del proyecto y se indicará
en cada caso la procedencia de dicha normativa y su ámbito de aplicación.
En primer lugar, al estar el cambio automático de cabezales incluido en
una máquina-herramienta, serán aplicables a él todas las normas de seguridad
relativas a la manipulación de máquinas-herramienta.
Real Decreto 1644/2008 que tiene como objeto establecer las
prescripciones relativas a la comercialización y puesta en servicio de las
máquinas, con el fin de garantizar la seguridad de las mismas y su libre
circulación, de acuerdo con las obligaciones establecidas en el Directiva
2006/42/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 17 de Mayo de 2006,
relativa a las máquinas y por la que se modifica la Directiva 95116/CE. El
ámbito de aplicación de esta normativa es:
• Las máquinas.
• Los equipos intercambiables.
• Los componentes de seguridad. O Los accesorios de elevación.
• Las cadenas, cables y cinchas.
• Los dispositivos amovibles de transmisión mecánica.
• Las cuasi máquinas.
Este Real Decreto entró el vigor el pasado 29 de Diciembre de 2009,
quedando derogados:
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• Real Decreto 1435/1992, de 27 de noviembre, por el que se
dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo 89/392/CEE,
relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre
máquinas.
• Real Decreto 56/1995, de 20 de enero, por el que se modifica el
Real Decreto 143511992, de 27 de noviembre, relativo a las disposiciones de
aplicación de la Directiva del Consejo 89/392/CEE, sobre máquinas. Real
Decreto 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones
mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los
equipos de trabajo. En él se detallan las definiciones de los diversos
conceptos, obligaciones del empresario, comprobación de los equipos de
trabajo, formación y consulta a los trabajadores. Además dispone de dos
anexos:
• Anexo 1: Disposiciones mínimas aplicables a los equipos
de trabajo.
• Anexo II: Disposiciones relativas a la utilización de los
equipos de trabajo. Por último, siempre se deberá tener en
cuenta que el producto se encuentra instalado en una fresadora,
por lo que deberá cumplir con la normativa UNE-EN
13128:2002+A2:2009 la cual aboga por la seguridad en todo tipo
de fresadoras (incluyendo mandrinadoras).
La normativa de seguridad mencionada tendrá carácter internacional a
nivel europeo, mientras que los Reales Decretos serán de ámbito nacional.
4.3 Condiciones técnicas y particulares
4.3.1 Documentación dinámica
La documentación dinámica, tal y como se comentó en el estado
del arte de la documentación, estará reglada por la norma ASME
YI4.4IM en cuanto a los diversos tipos de notación y establecimiento
de sistemas de información 3D. Por otra parte, dado que es una nueva
concepción de los sistemas de información a partir de dicha norma
ASME YI4.4IM, no contiene más referencias a normativa vigente. Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
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4.3.2 Montaje del producto
4.3.2.1 Preparación del montaje
En el montaje del cambio de cabezal deben hacerse los
siguientes trabajos y revisiones previas:
l. El cabezal de amarre debe estar completamente montado.
2. Todas las piezas deben estar intactas.
3. Debe limpiarse con cuidad el punto de inserción y el cabezal de
amarre.
4. Las juntas de estanqueidad deben montarse y calibrarse.
4.3.2.2 Montaje en máquina
Una vez realizada la preparación del producto, se realizarán las
siguientes tareas:
l. Las juntas deben engrasarse con grasa F80.
2. Introducir el cabezal de amarre en su punto de inserción en
máquina, y atornillar hasta hacer apoyo plano
3. Dar presión en ambos sentidos y comprobar la función y la
estanqueidad.
4. Comprobar el nivel de engrasado de la pinza segmentada y el
alojamiento de ella. En caso de haber perdido el engrase de fábrica,
engrasar con pasta de engrase Metalflux.
NOTA: De cara al uso del producto, debe asegurarse que tanto la posición de
alimentación como la de extracción del cabezal sean precisas, asegurando una
coaxilialidad de 0,05mm.
4.3.3 Precauciones en el uso
Durante el manejo del producto, debe asegurarse: El husillo de
máquina no debe arrancar hasta que se haya alcanzado la posición de
amarre y el detector de carrera haya recibido la señal del sensor
inductivo o el sensor de seguridad según norma DIN VDE 0660
apartado 209. El soltado del amarre solo debe poder efectuarse
cuando el husillo de máquina este completamente parado. En caso de
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perder la presión hidráulica de funcionamiento una señal debe
interrumpir inmediatamente la marcha del husillo.
En caso de fallar el hidráulico o la corriente el cabezal de amarre
debe ser configurado de tal manera para que permanezca en posición
de amarre.
En caso de pérdida momentánea de la corriente, a la hora de
volver la misma no debe ser posible modificar la posición de
conmutación.
4.3.4 Mantenimiento del producto
A la hora de realizar un mantenimiento (bien sea preventivo o
correctivo) del producto, las únicas indicaciones a tener en cuenta son:
a) Tanto la pinza como el cuerpo externo y los pernos de unión
deberán estar siempre engrasados. Por lo que se recomienda
desmontar, limpiar y engrasar el producto al menos dos veces
por año. Para engrasar el producto se recomienda aplicar
aceite hidráulico, grasa o aceite lubricante, siempre por medio
de la carcasa del distribuidor.
b) Las vibraciones sufridas por la fresadora durante el período de
trabajo deberán comprobarse anualmente desde la posición del
cambio automático. Dicha operación se encuentra reglada por
la ISO 10816 ("Evaluación de la vibración en una máquina
mediante medidas en partes no rotativas").
c) Para el soltado de los diversos tornillos del producto se deberá
utilizar un dinamómetro tasado con el par de apriete
correspondiente a la calidad de los tornillos que indica el
fabricante de estos.
NOTA: En caso de que aparezcan fallos, las piezas del cabezal de amarre se deben
comprobar, limpiar y engrasar de nuevo. Durante una limpieza general se deberían
cambiar las piezas dañadas y también deberían cambiarse todas las piezas de
estanqueidad que están expuestas a una carga dinámica. Estudio técnico-económico de diseño y fabricación de un molde de inyección de piezas
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d) En caso de sustituir un tornillo dudando de su calidad debe
siempre aplicar la calidad de 12.9. Por otro lado, los tornillos
que se aplican a insertos de amarre, garras postizas, equipos
estáticos, tapas de cilindro y elementos similares deben
siempre ser de calidad 12.9.
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4. Presupuesto
Presupuesto Página 3
Índice
PRESUPUESTO. .......................................................................................................... 5
1. Diseño del molde ................................................................................................. 5
2. Materiales ............................................................................................................. 6
3. Mecanizado .......................................................................................................... 6
4. Rectificado ........................................................................................................... 7
5. Tratamientos térmicos ........................................................................................ 7
6. Montaje y ajuste del molde ................................................................................. 7
7. Total presupuesto: .............................................................................................. 7
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Presupuesto Página 5
Presupuesto.
El presupuesto se realizara de forma aproximada, teniendo en cuenta el
diseño del montaje, materiales, mecanizado, montaje tanto del molde como en la
maquina, todo ello valdrá para hacerse a la idea del coste de fabricación del molde.
Debido a la gran cantidad de procesos que intervienen es complicado fijar un precio
totalmente exacto. El motivo de la falta de precisión son los errores en el cálculo de las
horas de mecanizado, ya que son horas estimadas, también puede haber imprevisto
que cambien los planes de producción y como consecuencia el coste final.
Para realizar el presupuesto se ha dividido en diferentes partes:
- Diseño del molde.
- Materiales.
- Mecanizado.
- Tratamientos térmicos.
- Montaje y ajuste del molde.
Contando que solo habrá un tipo de piezas de molde que está normalizada y
por tanto se pueden comprar, el resto se fabricaran y se aplicaran los tratamientos
térmicos necesanos.
1. Diseño del molde En esta primera fase del presupuesto se tendrá en cuenta las
horas de estudio de proyecto, el diseño en Catia. El total de horas
dedicado de diseño es de 60 horas que se facturan a 40 euros.
Total: 2400 €
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2. Materiales A continuación se indicara el precio de cada pieza del molde en
cuanto a material acero Böhler M333 IsoPlast ® y piezas normalizadas
exceptuando tornillos y arandelas que se considera que ya hay en el
laboratorio.
Acero Böhler M333 IsoPlast ® 267,41 € Placa fija: 80,22 €.
Placa móvil: 133,71 €
Expulsión: 2 placas x 26,74€ 53,48 €
Expulsor grande: Hasco Z41 3x3,81 €/Ud. 11,43 €
Expulsor fino: Hasco Z41 4x3,76 €/Ud. 15,04 €
Boquilla inyección: Hasco Z51 1x31,92 €/Ud. 31,92 €
Guías: Hasco Z011 4x6,05 €/Ud. 24,20 €
Total: 350 €
3. Mecanizado
El acero se comprará en bruto con las dimensiones más parecidas
a la pieza final para así reducir costes de mecanizado
• Fresado de las placas fija, móvil y del conjunto de expulsión: 8
horas
• Fresado de los expulsores 1 hora
• Electroerosión: 20 horas
• Taladrado de agujeros 1 hora
• Mecanizado del electrodo 10 horas
Total de horas de mecanizado: 40 horas
Precio por hora: 40 €/h
Total: 1600 €
NOTA: El electrodo se cuenta como mecanizado pero se recomienda subcontratar a
una empresa que lo haga.
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4. Rectificado Una vez hecho el mecanizado se rectificaran la placa fija y móvil
tangencialmente lo que llevará unas 5 horas a 40€/h.
Total: 200 €
5. Tratamientos térmicos
En el caso que el material venga sin temple ni revenido será
necesario hacer esta operación para las placas móvil y fija:
Total: 150 €
6. Montaje y ajuste del molde Cuando ya se tienen todas las piezas acabadas, se procede al
montaje y ajuste, se realizará pieza a pieza asegurando que el
funcionamiento sea correcto, que todo encaja correctamente evitando
juegos innecesarios y que el cierre es correcto para asegurar una
inyección de buena calidad.
Una vez montado el molde, se procederá al montaje del molde en
la máquina como se ha explicado en el capítulo 1 de la memoria.
El precio total de montaje y ajuste se divide en:
• Montaje del molde: 2 horas a 50 €/h 100 €
• Montaje en máquina: 2 horas a 50 €/h 100 €
Total: 200 €
7. Total presupuesto:
- Fabricación:
• Materiales: 350 €
• Mecanizado: 1600 €
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Página 8 Presupuesto
• Rectificado: 200 €
• Tratamientos térmicos: 150 €
• Montaje y ajuste del molde: 200 €
Total FABRICACIÓN: 2500 € Total DISEÑO DEL MOLDE: 2400 €
TOTAL PROYECTO: 4900 €
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