ES2181356T5 - Procedimientos y dispositivos de moldeo por inyeccion de piezas moldeadas de termoplastico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de moldeo por inyección de piezas moldeadas de termoplástico, que presenta las etapas de: a) Hacer masa fundida de termoplástico (1) mediante la rotación de un husillo de plastificación e inyección (2) en un cilindro de extrusión (3); b) mezclar la masa fundida de termoplástico (1) con un fluido (4) mediante la introducción del mismo (4) en el cilindro de extrusión (3); c) efectuar una mezcla íntima con la masa fundida de termoplástico (1) mezclada con fluido (4) mediante la realización de un movimiento de rotación del husillo de plastificación e inyección (2); d) inyectar la mezcla de masa fundida de termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad (8) de un molde de inyección (5); en el cual la inyección de la mezcla de masa fundida de termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad (8) de un molde de inyección (5) tiene lugar mediante desplazamiento traslacional del husillo de plastificación e inyección (2); el fluido (4) es introducido en el cilindro deextrusión (3) en un punto axial (6) en el que se encuentran al menos temporalmente los filetes helicoidales (7) del husillo de plastificación e inyección (2); y durante la introducción del fluido (4) al interior del cilindro de extrusión (3) según la etapa c) se mantiene considerablemente constante la diferencia de presiones (delta p) entre la presión (pF) del fluido (4) y la presión (pS) reinante en la masa fundida de termoplástico (1).
Description
Procedimientos y dispositivos de moldeo por
inyección de piezas moldeadas de termoplástico.
La invención se refiere a procedimientos de
moldeo por inyección de piezas moldeadas de termoplástico que
presentan las etapas siguientes:
a) Hacer masa fundida de termoplástico mediante
la rotación de un husillo de plastificación e inyección en un
cilindro de extrusión;
b) mezclar la masa fundida de termoplástico con
un fluido mediante la introducción del mismo en el cilindro de
extrusión;
c) efectuar una mezcla íntima con la masa
fundida de termoplástico mezclada con fluido mediante la realización
de un movimiento de rotación del husillo de plastificación e
inyección;
d) inyectar la mezcla de masa fundida de
termoplástico y fluido al interior de la cavidad de un molde de
inyección.
Para la fabricación de piezas moldeadas de
plástico a base de masa fundida de termoplástico es conocido el
procedimiento de moldeo por inyección con presión interna de gas.
Este procedimiento está descrito por ejemplo en la DE 37 34 164 A1.
En este procedimiento se inyecta al interior de la cavidad de un
molde de inyección, primeramente masa fundida, y a continuación gas
nitrógeno. El gas forma en el interior de la masa fundida un
espacio hueco, y la presión de gas presiona durante el enfriamiento
la masa fundida contra las paredes de la cavidad, con lo cual
pueden ser compensadas las contracciones volumétricas debidas al
enfriamiento, y la superficie de la pieza moldeada queda exenta de
rechupes.
Otro procedimiento ya anteriormente conocido
está basado en la utilización de agentes espumantes para la
fabricación de las llamadas espumas estructurales (TSG). En éstas,
la densidad disminuye desde el exterior hacia el interior. En este
procedimiento es mezclada con la masa fundida de termoplástico un
agente espumante en la zona de la unidad de plastificación, ver
documentos DE 19 64 748 y EP 0 799 853 A1. La temperatura de
inyección se determina en dependencia de la llamada temperatura de
iniciación de la espumación del agente espumante utilizado, puesto
que se desea que la espumación que es producida por el agente
espumante tenga lugar en la cavidad del molde y no antes de la
misma.
Por la DE 30 20 122 C2 es conocido otro
procedimiento de moldeo por inyección en el que se utiliza un gas.
En ese procedimiento se inyecta gas directamente al interior del
cilindro de extrusión, y dicho gas es mezclado en dicho cilindro
con la masa fundida de plástico. La mezcla de masa fundida de
plástico y gas es entonces inyectada al interior de la cavidad del
molde. Es además necesario dosificar la cantidad de gas y controlar
con precisión el instante en el que se efectúa la introducción de
gas, para adaptar el punto de la mínima presión de material en el
husillo. La memoria citada describe para ello un sistema de maniobra
que presenta dos relés de temporización interconectados.
En la solución mencionada en esta memoria
resulta desventajoso el hecho de que se utilizan husillos
axialmente estacionarios que por regla general deben ser fabricados
como ejecuciones especiales.
Es además criticable el hecho de que para la
fabricación con precisión en particular de grandes piezas moldeadas
espumadas tales como placas el procedimiento anteriormente descrito
en la DE 30 20 122 C2 no asegura suficientemente la producción.
Por la US-A-4
211 523 es conocido otro similar procedimiento de moldeo por
inyección con husillo axialmente estacionario en el que la
introducción de gas en la masa fundida tiene lugar con un flujo de
gas constante.
La invención persigue por consiguiente la
finalidad de perfeccionar este procedimiento de moldeo por
inyección anteriormente conocido de forma tal que se vea
incrementada la seguridad de producción, y que sea posible de
manera reproducible fabricar incluso grandes piezas moldeadas con
precisión a base de una deseada mezcla de plástico y gas. El
procedimiento debe además permitir que el mismo pueda ser utilizado
en máquinas de moldeo por inyección convencionales sin que para la
remodelación sea necesario efectuar un gasto considerable.
Esta tarea se soluciona según la invención
mediante el procedimiento según la reivindicación 1. Características
adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes.
Con esta forma de proceder se logra que la
incorporación de fluido, y en particular de gas, a la masa fundida
de plástico sea influenciada de forma tal que pueda ser mantenida
con precisión la deseada consistencia de la mezcla de masa fundida
y gas. Esto se logra gracias al hecho de que se ha comprobado
sorprendentemente que el mantenimiento de una exacta diferencia de
presiones, de p. ej. 20 bares, entre la presión de fluido más alta
y la presión más baja de la masa fundida ejerce un efecto
estabilizador en la formación de la deseada mezcla de masa fundida
y gas.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Según un primer perfeccionamiento está previsto
que la presión (p_{S}) reinante en la masa fundida de
termoplástico (1) sea mantenida a un bajo nivel al menos durante la
introducción de fluido (4). Esto favorece la formación de una
deseada consistencia de la mezcla de masa fundida y gas. La magnitud
de referencia para el descenso de presión es la presión habitual
que reina en la zona del husillo al tener lugar el moldeo por
inyección. Dicha presión es preferiblemente reducida en un 50% según
la invención. Para ello son convenientemente influenciados los
parámetros de moldeo por inyección habituales que son conocidos para
el experto en la materia (como p. ej. la velocidad de rotación del
husillo en la plastificación).
Según un perfeccionamiento puede preverse
también que incluso durante la inyección de la mezcla de masa
fundida de termoplástico (1) y fluido (4) sea adicionalmente
aportado fluido (4) al interior de la cavidad (8) del molde de
inyección (5).
El procedimiento según la invención puede ser
llevado a cabo de manera particularmente ventajosa cuando se
utiliza como husillo de plastificación e inyección (2) un husillo de
múltiples zonas en cuya zona de los filetes helicoidales (7) es
introducido el fluido (4). Son husillos de múltiples zonas
particularmente adecuados los husillos de seis zonas, que presentan
una zona de introducción, una zona de compresión, una zona de
dosificación, una zona de descompresión, una adicional zona de
compresión y una zona de expulsión.
La anteriormente mencionada disminución de la
presión en la zona de los filetes helicoidales puede tener lugar
preferiblemente también a base de utilizar un husillo de múltiples
zonas, encontrándose la zona de descompresión del husillo de
múltiples zonas situada en la zona donde se encuentra el punto de
introducción de gas.
El procedimiento se aplica en combinación con un
molde de inyección (5) con un elemento desplazable para modificar
el volumen de la cavidad (8) del molde (5), o sea con un molde
expansible. Además también está previsto que el molde de inyección
(5) sea adecuado para efectuar una operación de estampación, es
decir que se utilice una herramienta estampadora. Se utilizan en
combinación un noyo expansible y una herramienta estampadora. La
inyección es iniciada con un volumen inicial de la cavidad del molde
de inyección - el intersticio entre las cavidades es
preferiblemente de 0 mm -, siendo el volumen de la cavidad
incrementado durante la inyección, y siendo dicho volumen reducido
de nuevo hacia el final de la inyección mediante la realización de
una operación de estampación.
Para influenciar la espumación de la mezcla de
masa fundida y gas en el molde está además previsto que al menos
temporalmente durante la inyección de la mezcla de masa fundida de
termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad (8) del
molde de inyección (5) sea formada y mantenida en la cavidad (8) una
contrapresión. Esta contrapresión puede ser controlada o regulada
según un perfil que puede ser preestablecido con respecto al
tiempo.
En el dibujo está representado un ejemplo de
realización del dispositivo según la invención.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente una máquina
de moldeo por inyección en el estadio del proceso en el que es
realizada una mezcla de masa fundida y gas; y
en la Fig. 2 puede verse el mismo sistema, pero
ahora en un posterior estadio del proceso durante la inyección de
la mezcla al interior del molde.
En la Fig. 1 puede verse la vista en sección de
un sistema de moldeo por inyección. En un cilindro de extrusión 3
está dispuesto un husillo de plastificación e inyección de forma tal
que es susceptible de efectuar un movimiento de rotación y de ser
desplazado axialmente. Para hacer masa fundida de termoplástico 1,
el husillo 2 gira primeramente sin efectuar un desplazamiento axial
en el cilindro de extrusión 3.
En un depósito 10 está almacenado gas 4. Dicho
gas es aportado a un compresor 9 que lo lleva a una presión
deseada. Desde el compresor 9 el gas llega a través de una tubería a
una tobera de inyección 11 que está montada en el cilindro de
extrusión 3. No está representado un regulador de volumen con el
cual puede ser regulado el volumen del gas inyectado. Mediante la
tobera 11 el gas 4 puede ser inyectado de manera controlada al
interior del cilindro de extrusión 3 y por consiguiente al interior
de la masa fundida de plástico 1. Naturalmente, esto se logra tan
sólo si la presión de gas p_{F} es mayor que la presión p_{S}
reinante en la masa fundida, es decir que la diferencia de
presiones
delta p = p_{F} - p_{S}
tiene que ser positiva.
Es importante que la introducción del gas a
través de la tobera 11 tenga lugar en un punto axial 6 en el que al
menos temporalmente, y concretamente durante la plastificación de
masa fundida, se encuentren los filetes helicoidales 7 del husillo
2.
Cuando ha sido producida mezcla de masa fundida
y gas suficiente para un ciclo de moldeo por inyección, la mezcla
puede ser inyectada al interior de la cavidad 8 del molde de
inyección 5, como puede verse en la Fig. 2. Además puede aunque no
necesariamente ser efectuada una adicional aportación de gas 4 a
través de la tobera 11 al interior del cilindro de extrusión 3.
Para lograr un proceso de moldeo por inyección
estable se procura que la diferencia de presiones delta p se
mantenga considerablemente constante, al menos dentro de un margen
de tolerancia preestablecido, que puede ser p. ej. de 2 bares.
\global\parskip1.000000\baselineskip
El dispositivo está para ello equipado con un
sensor de presión 12 para la medición de la presión p_{S}
reinante en la masa fundida 1, con un manómetro 13 para la medición
de la presión de gas p_{F} y con un diferenciador 14 para la
determinación de la diferencia de presiones delta p = p_{F} -
p_{S}. La diferencia de presiones medida es aportada a la unidad
de control 15 de la máquina de moldeo por inyección, y dicha unidad
de control puede según un programa hacer lo necesario para que este
valor se mantenga dentro de una banda de tolerancia preestablecida.
Para efectuar las posibles intervenciones para ello sirven aquellos
parámetros de moldeo por inyección de los que se sirve
corrientemente el experto en la materia, como son p. ej. el número
de revoluciones del husillo y la fuerza axial aplicada para la
inyección de la masa fundida. Es evidente que una reducción de la
fuerza de inyección reduce la presión de la masa fundida, lo cual
constituye una posibilidad de intervención. Por otro lado, puede
ser también convenientemente regulada la presión de gas p_{F} para
mantener la deseada diferencia de presiones delta p.
Naturalmente, en lugar de un gas puede ser
igualmente aportado a la masa fundida también otro fluido, o sea un
líquido.
Gracias a la aportación de fluido se logra que
sea fabricada a base de una mezcla de plástico y gas una pieza
moldeada que no presenta rechupes. Con ello pueden ser fabricadas
económicamente y sin problemas en el proceso en particular grandes
placas de plástico espumado.
Las máquinas de moldeo por inyección ya
existentes pueden ser además reequipadas de manera sencilla para
quedar en condiciones de ejecutar el procedimiento.
Para impedir una espumación prematura de la
mezcla de plástico y gas o de la mezcla de plástico y líquido en la
cavidad, antes de la inyección puede ser formada en la cavidad una
contrapresión que es eliminada progresivamente al tener lugar la
entrada de la mezcla pero no antes, con lo cual le es opuesto un
cojín de gas al frente de la masa fundida que fluye. La espumación
puede ser controlada y regulada de esta manera.
- 1
- Masa fundida de termoplástico
- 2
- Husillo de plastificación e inyección
- 3
- Cilindro de extrusión
- 4
- Fluido
- 5
- Molde de inyección
- 6
- Punto axial de inyección al interior del cilindro de extrusión 3
- 7
- Pasos de rosca helicoidal del husillo de plastificación e inyección 2
- 8
- Cavidad del molde de inyección
- 9
- Compresor
- 10
- Depósito
- 11
- Tobera de inyección
- 12
- Medios para la medición de la presión p_{S} reinante en la masa fundida
- 13
- Medios para la medición de la presión p_{F} del fluido
- 14
- Medios para la determinación de la diferencia de presiones delta p = p_{F} - p_{S}
- 15
- Medios de control de la máquina de moldeo por inyección
- P_{S}
- Presión reinante en la masa fundida de termoplástico 1
- P_{F}
- Presión del fluido 4
- Delta p
- Diferencia de presiones = p_{F} - p_{S}.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para conveniencia del lector. No forma parte
del documento de Patente Europea. Aunque se haya tenido un gran
cuidado en recoger las referencias, no puede excluirse la presencia
de errores u omisiones y por ello la EPO declina cualquier
responsabilidad a este respecto.
\bullet DE 3734164 A1 [0002]
\bullet DE 1964748 [0003]
\bullet EP 0799853 A1 [0003]
\bullet DE 3020122 C2 [0004] [0006]
\bullet US 4211523 A [0007]
Claims (7)
1. Procedimiento de moldeo por inyección de
piezas moldeadas de termoplástico, que presenta las etapas de:
a) Hacer masa fundida de termoplástico (1)
mediante la rotación de un husillo de plastificación e inyección
(2) en un cilindro de extrusión (3);
b) mezclar la masa fundida de termoplástico (1)
con un fluido (4) mediante la introducción del mismo (4) en el
cilindro de extrusión (3);
c) efectuar una mezcla íntima con la masa
fundida de termoplástico (1) mezclada con fluido (4) mediante la
realización de un movimiento de rotación del husillo de
plastificación e inyección (2);
d) inyectar la mezcla de masa fundida de
termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad (8) de un
molde de inyección (5);
en el cual la inyección de la mezcla de masa
fundida de termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad
(8) de un molde de inyección (5) tiene lugar mediante desplazamiento
traslacional del husillo de plastificación e inyección (2);
en el cual el fluido (4) es introducido en el
cilindro de extrusión (3) en un punto axial (6) en el que se
encuentran al menos temporalmente los filetes helicoidales (7) del
husillo de plastificación e inyección (2);
en el cual durante la introducción del fluido
(4) al interior del cilindro de extrusión (3) según la etapa c) se
mantiene considerablemente constante de una manera controlada la
diferencia de presiones (delta p) entre la presión (p_{F}) del
fluido (4) y la presión (p_{S}) reinante en la masa fundida de
termoplástico (1),
en el que el molde de inyección (5) presenta un
elemento desplazable para la variación del volumen de la cavidad
(8) del molde de inyección (5) (molde expansible) y
en el que un molde de inyección (5) que es
adecuado para ejecutar un proceso de grabado (molde de grabado),
empezando la inyección con un volumen inicial de la cavidad del
molde de inyección, el volumen de la cavidad del molde de inyección
es entonces aumentado durante la inyección, y hacia el final de la
inyección el volumen de la cavidad del molde de inyección es
nuevamente reducido mediante la realización de una operación de
estampación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que, al menos durante la
introducción de fluido (4), la presión (p_{S}) reinante en la
masa fundida de termoplástico (1) es mantenida a un bajo nivel.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que
también sigue siendo aportado fluido (4) durante la inyección de la
mezcla de masa fundida de termoplástico (1) y fluido (4) al
interior de la cavidad (8) del molde de inyección (5) según la etapa
d) de la reivindicación 1.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que
como husillo de plastificación e inyección (2) se utiliza un
husillo de múltiples zonas en cuya zona de los filetes helicoidales
(7) es introducido el fluido (4).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado por el hecho de que el husillo de múltiples
zonas es un husillo de seis zonas, que presenta una zona de
introducción, una zona de compresión, una zona de dosificación, una
zona de descompresión, otra zona de compresión y una zona de
expulsión.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que, al
menos temporalmente, durante la inyección de la mezcla de masa
fundida de termoplástico (1) y fluido (4) al interior de la cavidad
(8) del molde de inyección (5) según la etapa d) de la
reivindicación 1 se forma y se mantiene en la cavidad (8) una
contrapresión.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que la contrapresión es
controlada o regulada según un perfil que puede ser preestablecido
con respecto al tiempo.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19848151A DE19848151C2 (de) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoff-Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff |
| DE19848151 | 1998-10-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2181356T3 ES2181356T3 (es) | 2003-02-16 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99120224T Expired - Lifetime ES2181356T5 (es) | 1998-10-20 | 1999-10-09 | Procedimientos y dispositivos de moldeo por inyeccion de piezas moldeadas de termoplastico. |
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| EP (1) | EP0995569B2 (es) |
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| AT (1) | ATE220608T1 (es) |
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