BIBLIOGRAPHY

Para realizar el estudio de los parámetros del proceso de inyección, es necesario analizar cada etapa del ciclo productivo, ya que durante el mismo, actúan simultáneamente varios factores que influyen en la calidad de masa fundida o reblandecida y posteriormente en el producto final. Las funciones que realiza el equipo de inyección son:

 Cierre de la prensa.

El aceite hidráulico se dirige a los cilindros que contienen a los pistones, encargados de mover la rodillera en un sistema mecánico o la platina móvil en cierre hidráulico directo, Para controlar los movimientos de cierre, se emplean interruptores de límite accionados por mecanismos instalados en la platina móvil, o potenciómetros lineales.

 Protección de molde.

Una vez alcanzada cierta posición, al cierre total del molde, la presión y flujo de aceite descienden para conseguir proteger el molde por distancia, presión y tiempo.

 Alta presión de cierre.

Al finalizar la etapa de cierre, el sistema hidráulico aplica presión y volumen previamente ajustados en el pistón que desplaza la rodillera llevándola a su posición extendidas para asegurar el cierre. En un sistema de cierre hidráulico directo, el aceite es dirigido sobre el área del pistón principal, aplicando la presión suficiente que permitirá dar paso a la fase de inyección.

 Inyección de plástico.

En esta etapa el aceite hidráulico se dirige al cilindro de inyección, que desplaza al husillo hacia delante, al moverse el husillo una válvula anti-retorno en la punta del mismo debe evitar el contra flujo del plástico y controlar el volumen de masa alojado en la cámara del cilindro de inyección, al final de la inyección, la cavidad del molde se llena volumétrica mente.

 Sostenimiento.

Después de llenar la cavidad del molde en volumen una presión sobre el material es ajustada con la intención de compactar la pieza y evitar que pueda escapar plástico en contra flujo mientras el producto solidifica. En esta etapa el producto adquiere el peso, propiedades y estabilidad requeridos.

El ajustar este parámetro del proceso involucra tres variables.

 Cambio de presión de inyección a presión de sostenimiento.

 Magnitud en presión de sostenimiento.

 Tiempo de presión de sostenimiento.

 Plastificación.

El aceite hidráulico es dirigido hacia un motor que acciona el giro del husillo, que transporta el material plástico expuesto a fricción, compresión y temperatura, para cruzar finalmente a la cámara de inyección, frente a la punta del husillo.

 Descompresión.

Una vez que el husillo llega a un punto predeterminado durante la plastificación, empujado por el plástico acumulado en la cámara de inyección, detiene el giro y puede desplazarse hacia atrás cuando se dirige aceite hidráulico por el frente del pistón de inyección.

Con esto se logra evitar que el material plastificado se sometido a presión que provoque una fuga, cuando se abre el molde o cuando se emplea la función de retirar la unidad de inyección del contacto con el bebedero del molde.

 Apertura del molde.

Transcurrido el tiempo programado de enfriamiento, el sistema de cierre separa las mitades del moldeen varias etapas.

La primera de ellas requiere baja velocidad con el fin de lograr que la pieza sea separada de la parte fija del molde y permanezca en la mitad móvil del molde.

La segunda fase puede desarrollarse a velocidad elevada y cuando alcanza un determinado punto de la carrera, amortigua su llegada al punto máximo de apertura utilizando baja velocidad, la distancia final entre las caras del molde debe ser suficiente para que el producto pueda retirarse mediante el sistema de expulsión de la maquina en conjunto con el mecanismo incorporado al molde.

3.2Partes

Las partes básicas de la máquina de inyección son: - Grupo de cierre.

- Grupo de inyección. - Bancada.

- Sistema hidráulico.

 La unidad de inyección o plastificación. La unidad de inyección plastifica e inyecta el polímero fundido (figura 37).

1. Cañón de la máquina. Aquí es donde fluye el material que será inyectado a través de la boquilla del cañón mismo al molde.

2. Tolva de alimentación de material. Aquí es donde se alimenta del material plástico a la máquina de inyección la cual irá directamente al cañón.

3. Palanca para la sujeción y desmontaje de la tolva de alimentación de material, esto sirve para poder dar mantenimiento a la boquilla de alimentación del cañón, pues está a veces suele taparse.

4. Boquilla de alimentación al molde. Esta boquilla se encarga de mandar el plástico fundido al molde.

5. Soporte de válvula de presión de cierre.

6. Válvula de presión de cierre o contrapresión. Esta válvula es usada principalmente para purgar la máquina, ya que esta evita que el cañón cierre, permitiendo que el husillo trabaje, permitiendo a su vez purgar la máquina.

7. Perno de sujeción del cañón. Sujeta al cañón y a la tolva con la bancada de la máquina.

8. Cilindro de hidráulico de doble efecto para cierre o apretura del grupo de inyección. Este cilindro permite al grupo de inyección cargar e inyectar (retroceder y avanzar respectivamente).

9. Línea de refrigeración para la boquilla de alimentación del cañón. Permite evitar que la boquilla de alimentación del cañón se tape.

10. Boquilla para la refrigeración del cañón.

 Subsistema de grupo de inyección, subsistema cañón. Figura 38.

Sb 1.1 Boquilla de alimentación al molde. Esta boquilla permite que el grupo de inyección cierre y selle la boquilla del cañón con la boquilla del molde evitando que haiga fuga de material.

Sb 1.2 Tolva de alimentación de material. Aquí es donde se alimenta del material plástico a la máquina de inyección la cual irá directamente al cañón.

Sb 1.3 Resistencias de control de temperatura. Estas al conducir una tensión se calientan, haciendo que el plástico se funda y circule por el cañón.

Sb 1.4 Motor de Control de velocidad del husillo. Este motor es el encargado de hacer girar y darle la velocidad adecuada al husillo, mediante 2 sensores de contacto (detectan cuando debe inyectar y cargar el grupo de inyección) y 1 válvula de ajuste para la velocidad de este.

Sb 1.5 Husillo o sistema de trasporte transversal. Este es un tornillo reciprocarte que al girar por el accionamiento de un motor permite dirigir el flujo de plástico fundido circule de la boquilla de alimentación del cañón a la boquilla de salida al molde.

 Subsistema de grupo de inyección, subsistema tiempos de inyección. Figura 39.

Sb 2.1 Indicador. Sirve para indicar la cantidad de gramos inyectados por carga al molde.

Sb 2.2 Regla de medición de la cantidad de gramos inyectados por carga al molde. Sb 2.3 Tabla de referencia del comportamiento de salida de boquilla del cañón

(inyección/carga). Permite aproximar.

Sb 2.4 Regulador de cantidad de gramos inyectados por carga. Permite al usuario ajustar la cantidad óptima de gramos inyectados al molde con el fin de no desperdiciar material.

Sb 2.5 Perilla del Regulador de cantidad de gramos inyectados por carga.

Sb 2.6 Leva Reguladora tiempo de espera de carga. Permite al usuario ajustar el tiempo de espera que tiene la maquina entra la carga e inyección de material. Sb 2.7 Perilla del Regulador de tiempo de carga.

Sb 2.8 Leva reguladora de cantidad de gramos inyectados por carga.

Sb 2.9 9-LS, sensor de contacto de control de inyección. Cuando este sensor se activa manda una señal para detener el tiempo de inyección de material.

Sb 2.10

10-LS, sensor de contacto de control de tiempo de carga. Cuando este sensor se activa manda una señal para detener el tiempo de carga y libera la presión necesaria para la inyección.

 Subsistema de grupo de inyección, subsistema límites del cañón, figura 40.

Sb 3.1 7-LS, Abre el cañón en modo automático. Distancia de despegue por recorrido a través del cañón.

Sb 3.2 6-LS, Consentimiento de inyección una vez que el cañón pega en el molde.

Figura 40. Subsistemas límites del cañón.

- Elementos principales del sistema hidráulico.

De un depósito de aceite, no es un aceite normal, es hidráulico, tiene la composición necesaria para aguantar presiones elevadas por ejemplo 180 bar y temperatura de hasta 60ºC y velocidades altas por medio de una bomba/s accionadas por un motor(es) eléctrico, el aceite del depósito y lo mandamos con una presión determinada a un circuito cerrado con retornos al mismo depósito.

El aceite hidráulico que circula por el circuito es regulada su presión por unas reguladoras de presión, y ajustado el caudal por unas reguladoras de caudal, este aceite llega a una serie de electro válvulas direccionales, que como su nombre indica le dan una dirección de movimiento al aceite hidráulico.

Así cada cilindro hidráulico tendría una válvula direccional, el embolo o pistón iría para un lado o para otro según la posición de la válvula direccional.

Cabe decir que los sistemas hidráulicos solo son aplicables a maquinas hidráulicas. Las máquinas eléctricas no poseen este sistema, ya que sus movimientos se realizan mediante motores eléctricos.

- Cilindro hidráulico de cierre-apertura.

- Cilindro hidráulico de avance -retroceso expulsión. - Cilindro hidráulico de inyección-succión.

- Cilindro hidráulico de avance-retroceso de carro.

- Motor hidráulico de carga. Aquí la presión hidráulica en vez de un movimiento lineal como son los cilindros hidráulicos, hace girar un motor hidráulico que a su vez hace girar el husillo para la carga, mediante unos engranajes.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema protección platina móvil, figura 41.

Sb 4.1 1-LS Sensor de contacto de detección de seguridad de canasta corrediza abierta. Este sensor manda una señal que deshabilita el sistema hidráulico, evitando que se pueda activar el pistón hidráulico del brazo de la platina móvil, evitando así accidentes.

Sb 4.2 20-LS Sensor de contacto de detección de seguridad de canasta corrediza cerrad. Este sensor detecta que la canasta de seguridad corrediza está cerrada activando el sistema hidráulico, permitiendo al pistón hidráulico del brazo de la platina móvil cerrar y abrir.

Sb 4.3 Canasta de seguridad corrediza del brazo hidráulico de la platina móvil de apertura y cierre (ajuste y colocación del molde en las platinas).

Sb 4.4 Canasta de seguridad de pistón hidráulico del brazo de apertura y cierre.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema sistema hidráulico. Figura 42.

Sb 5.1 Tornillo de bote para el molde. Este permite expulsar o botar del molde al material plastificado, permitiendo el uso del sistema automático.

Sb 5.2 Ajustador del tornillo de bote del molde. Permite ajustar la distancia correcta para la expulsión o bote del molde al material plastificado.

Sb 5.3 Platina móvil de sujeción del molde. En esta platina se sujetan una de las mitades del molde. Su función es la de cerrar el molde con la platina fija y que el cañón inyecte.

Sb 5.4 Rodillos del brazo de hidráulico de la platina corrediza.

Sb 5.5 Pistón hidráulico del brazo de platina móvil. Permite a la platina móvil el movimiento de cierre a apertura necesario para la inyección del material y el bote o expulsión del molde al material plastificado.

Sb 5.6 Barras de guías del brazo hidráulico de la platina corrediza. Ya que la maquina usa un sistema mecánico - hidráulico es necesario que tenga guías que le permitan tener un movimiento horizontal uniforme y recto.

Sb 5.7 Buje de la platina móvil. Permite a la platina seguir las barras guías para tener un movimiento horizontal del brazo de platina móvil uniforme y recta.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema de control de protección mecánico- eléctrico. Figura 43.

Sb 6.1 4-LS Sensor de contacto de detección de posición del pistón hidráulico del grupo de cierre. Este sensor manda una señal que deshabilita el sistema del grupo de inyección indicando que el pistón del sistema hidráulico del grupo de cierre se encuentra en posición abierta indicando al grupo de inyección, que la maquina no se encuentra preparado para una nueva inyección de material.

Sb 6.2 2-LS Sensor de contacto de detección de posición del pistón hidráulico del grupo de cierre. Este sensor manda una señal que habilita el sistema del grupo de inyección indicando que el pistón del sistema hidráulico del grupo de cierre se encuentra en la posición de cierre indicando al grupo de inyección que la maquina se encuentra preparado para una nueva inyección de material.

Sb 6.3 Paro de la placa móvil, para el adelantamiento y el pre avance.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema de control de protección mecánica-eléctrica. Figura 44.

Sb 7.1 3-LS Sensor de contacto de detección de posición del pistón hidráulico del grupo de cierre. Este sensor manda una señal que detecta que l pistón del grupo de cierre se encuentra en su posición de final o inicial.

Figura 44. Subsistema de control de protección mecánico-eléctrico vista lateral.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema de control de contrapresión del sistema hidráulico. Figura 45.

1. Selector de control de velocidad de la contrapresión del sistema hidráulica del grupo de cierre.

 Subsistema de grupo de cierre, subsistema del tablero del control de activación general. Figura 46.

1. Botón de arranque del modo semi-automático y del modo automático.

2. Selector de tres posiciones para la apertura, neutro o cierre del pistón o de la platina móvil.

3. Selector de tres posiciones para el control de inyección de la parte neutra o retorno del husillo.

4. Botón de apertura o cierre del cañón.

 Subsistema de grupo de panel de control, figura 47.

Figura 47. Control de máquina.

1. Alarma luminosa roja. Esta se activa cuando el sistema de inyección o de cierre tiene algún fallo o anomalía menor, como por ejemplo un sensor de contacto inactivo, fallo en la electroválvula, falta de aceite.

2. Bocina de la alarma luminosa roja. . Esta se activa cuando el sistema de inyección o de cierre tiene algún fallo grave, como por ejemplo un solenoide pegado de la electroválvula, fuga de aceite, temperatura elevada en el aceite, temperatura elevada en el cañón.

3. Platina del panel de control de la máquina de inyección.

4. Pirómetros del segundo grupo de resistencias, permite ajustar la temperatura de los grupos de resistencias o heaters mediante una perilla. (La máquina trabaja con una temperatura de 200° a 220 ºC para este grupo de resistencias).

5. Switch selector para la activación o desactivación del pirómetro del segundo grupo de resistencias o heaters.

6. Pirómetros del tercer grupo de resistencias, permite ajustar la temperatura de los grupos de resistencias o heaters mediante una perilla. (la maquina trabaja con una temperatura de 225° a 250 ºC para este grupo de resistencias)

resistencias o heaters.

8. Timer de regulación de tiempo de inyección. Permite ajustar el tiempo de inyección óptimo en el molde, para tener una pieza de salida de buena calidad. 9. Placa de sujeción de los controles de tiempo y de activación de modos manual

automático y semi automático.

10. Interruptor selector para la activación del modo manual semiautomático y automático de la máquina.

 Modo manual. Permite hacer pruebas y calibración tanto del funcionamiento de la máquina, así como de la colocación del molde.

 Modo semiautomático. Una vez que se checa el funcionamiento y calibración de la máquina de forma manual se procede a hacer pruebas de moldeado de material (ajustar tiempos y cantidad de material para la carga e inyección, para así obtener una pieza de calidad).

 Modo automático. Una vez que la maquina trabaja dentro de los valores deseados esta se pone en modo automático para que trabaje de forma independiente).

11. Gabinete del panel de control. Este contiene además de los elementos externos de ajuste de la máquina, contiene el sistema de potencia y control de la misma). 12. Puerta de almacenamiento de contactares y timers de control.

13. Cerradura de seguridad.

14. Indicador de funcionamiento de los pirómetros. Permite ver si los pirómetros están funcionando correctamente (luz encendida), de lo contrario la luz permanecerá apagada.

15. Pirómetros del timer grupo de resistencias, permite ajustar la temperatura de los grupos de resistencias o heaters mediante una perilla. (La máquina trabaja con una temperatura de 180 a 200 ºC para este grupo de resistencias).

16. Interruptor selector para la activación o desactivación del pirómetro del primer grupo de resistencias o heaters.

17. Timer de regulación de tiempo de carga. Permite ajustar el tiempo de carga óptimo para tener una pieza de salida de buena calidad.

18. Interruptor selector para la activación o desactivación de los grupos de resistencia o heaters.

19. Interruptor selector para darle mantenimiento o calibración del grupo de inyección de la bancada de la máquina.

3.3 Funcionamiento

El funcionamiento se dividirá en 2 subsistemas los cuales serán sistema hidráulico (anexo 1) y sistema eléctrico-mecánico (anexo 2). Para explicar cada subsistema usaremos sus respectivos diagramas hechos completamente por nosotros con la ayuda de un técnico, para esto se hará referencia a las partes de cada diagrama con su debida explicación.

Primero se comenzará explicando el diagrama hidráulico ya que este sistema es el responsable de la activación de los 2 principales sistemas en esta máquina:

 El primero: Sistema cierre el cual es el responsable de la apertura y cierre de la platina (pistón hidráulico).

 El segundo: El sistema de inyección este a su vez es el encargado de 2 funciones importantes, el recorrido del cañón (pistón hidráulico) de y de la etapa de inyección (motor hidráulico).

Para proceder a explicar el funcionamiento de este subsistema se procederá usar el ciclo de inyección, el cual se puede dividir en las siguientes etapas:

 Encendido.

En esta etapa se energiza el motor eléctrico (identificado en el diagrama con el número 39) el cual es el responsable de la distribución del aceite en el sistema hidráulico, el cual pasa a través de un filtro (identificado en el diagrama con el número 37), el cual tiene una protección de imanes para retener las posibles piezas de metal desprendidas de las tuberías por el efecto de la fricción del aceite con la tubería, permitiendo tener un flujo de aceite limpio en el sistema.

En esta etapa es donde se ajusta la cantidad de flujo de aceite en el sistema a través de una válvula estranguladora la cual controla la presión en el tanque, lo a que a su vez determina la cantidad de flujo que pasa a la línea de distribución principal del sistema. Esta etapa es importante ya que de esta etapa depende el funcionamiento completo del sistema.

 Cierre del molde.

En esta etapa se activa el elemento de distribución principal (Identificado en el diagrama con el número 27), el cual consta de 2 conjuntos de electroválvulas las cuales son las encargadas de las funciones de inyección-retroceso de husillo (Identificado en el diagrama con el numero 47) y cierre-apertura de la platina móvil (Identificado en el diagrama con el numero 46). En esta etapa es donde se realiza la distribución por todo el sistema hidráulico por lo tanto debe notarse la importancia de esta etapa pues cualquier falla en el elemento de distribución principal afecta directamente a todo el sistema hidráulico tanto en válvulas como pistones.

En esta etapa se realizan 2 funciones activadas por una señal de control del sistema electro-