ES2245965T3 - Procedimiento de inyeccion de agua para la fundicion por inyeccion de piezas moldeadas polimeras. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fundición por inyección de plástico, en el que se introduce colada de plástico en un molde (7) y agua en el interior de la colada, en el que en una primera etapa del procedimiento se lleva a cabo la conformación completa del componente a través de desplazamiento de la colada por medio del agua inyectada bajo la formación simultánea de la cavidad (9) en el núcleo interior y a continuación la presión del agua asume la función de la presión de parada, caracterizado porque fuera de las fases de mantenimiento de la presión se lleva a cabo un control o regulación de la inyección del agua a través de la corriente volumétrica, siendo ajustada la cantidad de transporte o la presión del agua por medio de una bomba (3) accionada por un motor (4) a través de la modificación del número de revoluciones del motor (4) y/o del volumen de la carrera de la bomba (3).

Description

Procedimiento de inyección de agua para la fundición por inyección de piezas moldeadas polímeras.

La invención se refiere a un procedimiento para la fundición por inyección de plástico, en el que una colada de plástico es introducida en un molde y es inyectada agua en el interior de la colada, siendo realizada en una primera etapa del procedimiento la conformación completa del componente por medio del desplazamiento de la colada a través del agua inyectada bajo la formación simultánea de la cavidad en el núcleo interior y asumiendo a continuación la presión del agua la función de la presión de parada.

Desde hace aproximadamente 15 años, se emplea la técnica de inyección de gas en la industria para la producción de cuerpos huecos fundidos por inyección. Pero los gases utilizados (al menos el nitrógeno) tiene el inconveniente de que es más difícil el dominio del proceso en virtud de la alta capacidad de compresión y una refrigeración de la colada de plástica desde el lado de la cavidad no es eficiente en virtud de la reducida capacidad de absorción de calor de los
gases.

Estos inconvenientes se pueden eliminar a través del empleo de líquido, especialmente agua, en lugar de un gas (ver XP 000958427: Walter Michaell y col., "Gas oder Wasser?" in KU Kunststoffe, año 89 (1999) 9). A este respecto, en el caso más sencillo, se inyecta el agua en una cavidad del útil parcialmente rellena con colada de plástico. En la primera etapa del proceso se lleva a cabo la conformación completa del componente a través del agua inyectada bajo la formación simultánea de la cavidad en el núcleo interior. A continuación, la presión del agua asume la función de la presión de parada de la misma manera que en la técnica de fundición por inyección convencional. Habitualmente, el agua en la fase de mantenimiento de la presión se mantiene en un nivel de la presión, en el que se evita una evaporación del agua. El agua puede absorber, en virtud de su calor específico esencialmente mayor, también una parte considerable de la cantidad de vapor desde el lado de la cavidad de la colada. Cuando se consigue generar una circulación de agua en función de la geometría del componente en un llamado procedimiento de aclarado, entonces se puede reducir el tiempo de refrigeración con respecto a la técnica de inyección de gas hasta el 70%.

Las variantes del procedimiento conocidas a partir de la técnica de inyección de gas, como la expulsión de colada excesiva desde el núcleo interior de un componente a una cavidad adyacente o de retorno a la antecámara del tornillo sin fin, se pueden realizar también con la técnica de inyección de agua.

Condicionado por el desarrollo histórico, las instalaciones de ensayo conocidas para la inyección de agua están derivadas en cuanto a la construcción a partir de las instalaciones conocidas para la técnica de inyección de gas. No obstante, en virtud de la alta capacidad de compresión del gas, el nitrógeno es inyectado allí casi exclusivamente regulado por la presión. El tiempo necesario para la configuración de la cavidad depende, por lo tanto, en gran medida de la viscosidad de la colada y de las condiciones térmicas marginales. En cambio, con el agua, debido a la reducida capacidad de compresión fuera de las fases de mantenimiento de la presión, se ofrece un control o regulación sobre la corriente volumétrica.

En todas las instalaciones conocidas hasta ahora, se realizan bombas accionadas con número de revoluciones constante. Por ejemplo, el documento DE 199 03 682 A1 publica una instalación, en la que para la consecución de diferentes corrientes volumétricas, se emplean bombas conectadas en paralelo. Esto no es ventajoso tanto por razones energéticas como tampoco por razones de desgaste en el caso de empleo de una válvula de limitación de la presión en derivación (ver XP 000963683: Walter Michaell y col. "Kühlzeit reduzieren mit der Wasserinjektiontechnik" en KU Kunststoffe, año 90 (2000) 8).

Según la invención, está previsto que fuera de las fases de mantenimiento de la presión se realice un control o regulación de la inyección de agua a través de la corriente volumétrica, siendo ajustada la cantidad de transporte o la presión del agua a través de una bomba accionada por un motor a través de la modificación del número de revoluciones del motor y/o del volumen de la carrera de la bomba.

Los detalles de la invención se explican a continuación con la ayuda del dibujo. En éste:

La figura 1 muestra la representación esquemática de una instalación para la fundición por inyección.

Las figuras 2a-2c son tres ejemplos para combinaciones regulables de motor y bombas.

La pieza esencial de la instalación representada en la figura 1 es el molde 7, cuya cavidad 10 se puede rellenar de plástico de una manera conocida.

La particularidad del procedimiento en el que se basa la invención es la introducción de agua en la colada de plástico, mientras ésta se endurece en el molde 7.

En el llamado procedimiento de soplado, se lleva a cabo en primer lugar un relleno parcial de la cavidad 10 con plástico 8, a continuación se inyecta al depósito 2 agua de uso industrial alimentada a través del conducto 1 por medio de la bomba 3, las válvulas de bloqueo 12 y las válvulas de tres pasos 6, 6' hasta la colada, de manera que en ésta se forma una cavidad 9 rellena con agua. Cuando el molde está lleno, se mantiene la presión ajustada a través de un acumulador de presión 5. A continuación se conmuta la válvula 6 al conducto del depósito. En la cavidad 9 se introduce una aguja de soplado y por medio de la alimentación de aire a través del conducto 17 se sopla el agua desde la cavidad 9 al interior del plástico 8.

En lugar del procedimiento de soplado descrito se puede realizar también un procedimiento de soplado, que se diferencia porque se llena en primer lugar la cavidad 10 totalmente con plástico y éste se transfiere parcialmente a una cavidad adicional no representada. También se conocen procedimientos de aclarado, en los que durante todo el procedimiento de endurecimiento de la colada se lleva a cabo un intercambio de líquido en el interior de la parte inyectada.

En todos los casos representados, en la fase de mantenimiento de la presión se emplea un acumulador de membrana 5 conocido en sí. La carga del mismo a una presión de mantenimiento variable se realiza antes del comienzo de la inyección del agua.

Una ventaja del procedimiento descrito reside en la posibilidad de reutilizar el agua empleada. A tal fin, es necesario filtrarla y prever con preferencia una purificación del agua por medio de radiación UV directamente en el depósito.

En la alimentación automática posterior de agua limpia para cubrir las pérdidas, está incorporada una instalación para la desionización (desalación) del agua.

El bloqueo de los circuitos de agua se lleva a cabo de una manera preferida directamente a través de una válvula de tres pasos junto o en el útil. Esto es especialmente importante, puesto que en los casos conocidos hasta ahora, las válvulas de pasos se asientan en la instalación y las longitudes mayores del conducto se llenan con aire durante el soplado del agua. Pero este aire es inyectado de forma irremediable en el ciclo siguiente en la colada y forma un colchón de aire no deseado, que reduce parcialmente la acción de refrigeración y, por lo tanto, anula la ventaja propiamente dicha de la técnica de inyección de agua.

En las figuras 2a-2c se representan ejemplos que muestran cómo se puede realizar la alimentación de agua ahorrando energía según la invención.

En el ejemplo de realización según la figura 2a está prevista una bomba 3 con volumen de transporte constante. La cantidad de transporte es controlada a través de la modificación del número de revoluciones del motor 4, que puede ser, por ejemplo, un servomotor o un motor asíncrono de corriente trifásica con conversión de frecuencia. Si debe realizarse una regulación de la presión en lugar de la regulación de la cantidad durante la fase de mantenimiento, entonces a tal fin sirve la válvula proporcional de la presión 11, a través de la cual sale una cantidad mínima hacia el depósito 2 en comparación con la derivación convencional.

En el ejemplo de realización según la figura 2b se utiliza un motor con número de revoluciones constante, por ejemplo un motor asíncrono de corriente trifásica. La bomba 3 está configurada como bomba de regulación. La regulación de la corriente de transporte se lleva a cabo a través de la bobina de estrangulamiento 13 regulable. Por otra parte, si (durante una fase de mantenimiento) debe realizarse una regulación de la presión, entonces circula una corriente secundaria reducida a través de la bobina de estrangulamiento 14 y la válvula proporcional de la presión 11.

En el ejemplo de realización según la figura 2c está previsto de nuevo un motor con número de revoluciones constante, la válvula 11 es una válvula sencilla limitadora de la presión, la regulación de la bomba 3 se realiza a través de un control eléctrico 15, que determina el volumen de transporte de la bomba.

Claims (3)

1. Procedimiento para la fundición por inyección de plástico, en el que se introduce colada de plástico en un molde (7) y agua en el interior de la colada, en el que en una primera etapa del procedimiento se lleva a cabo la conformación completa del componente a través de desplazamiento de la colada por medio del agua inyectada bajo la formación simultánea de la cavidad (9) en el núcleo interior y a continuación la presión del agua asume la función de la presión de parada, caracterizado porque fuera de las fases de mantenimiento de la presión se lleva a cabo un control o regulación de la inyección del agua a través de la corriente volumétrica, siendo ajustada la cantidad de transporte o la presión del agua por medio de una bomba (3) accionada por un motor (4) a través de la modificación del número de revoluciones del motor (4) y/o del volumen de la carrera de la bomba (3).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (4) que acciona la bomba (3) es un servomotor o un motor asíncrono de corriente trifásica, con preferencia con conversión de frecuencia.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el bloqueo de la alimentación de agua se lleva a cabo a través de una válvula de tres pasos (6, 6') dispuesta directamente junto o en el útil.