ES2304288B1 - Perfeccionamientos en los sistemas de inyeccion en las maquinas de inyeccion. - Google Patents

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Abstract

Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección.
La invención se refiere a unos perfeccionamientos introducidos en las llamadas máquinas de inyección de materias plásticas, que las convierte en unas máquinas de multi-inyección, o sea que disponen de varios husillos de inyección, tantos como piezas diferentes queramos producir. La finalidad de estos perfeccionamientos es el desarrollo de un proceso productivo basado en una tecnología que engloba, a la vez, la inyección y el ensamblado conjunto de piezas distintas, al contrario del sistema tradicional que consiste en fabricar productos con componentes plásticos que requieren diferentes procesos productivos. Estos productos se componen de varios componentes plásticos, que luego hay que ensamblar posteriormente con máquinas automáticas de ensamblado diseñadas específicamente para cada producto.

Description

Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección.
La presente solicitud de Patente de Invención consiste conforme indica su enunciado en unos "Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección", cuyas nuevas características de construcción, conformación y diseño cumplen lo reglamentado, con una seguridad y eficacia máximas.
Más concretamente, la invención se refiere a unos perfeccionamientos introducidos en las llamadas máquinas de inyección de materias plásticas, que las convierte en unas máquinas de multi-inyección, o sea que disponen de varios husillos de inyección, tantos como piezas diferentes queramos producir.
La finalidad de este sistema perfeccionado es el desarrollo de un proceso productivo basado en una tecnología que engloba, a la vez, la inyección y ensamblado conjunto. Es bien conocido el sistema tradicional de fabricar productos con componentes plásticos que requieren diferentes procesos productivos. Estos productos se componen de varios componentes plásticos, que luego hay que ensamblar posteriormente con máquinas automáticas de ensamblado diseñadas específicamente para cada producto. Este sistema tradicional y conocido requiere un molde y una máquina de inyección para cada componente plástico.
Uno de los métodos de elaboración de artículos termoplásticos, es el moldeo por inyección, a partir de polímeros, en el mismo se utiliza un embolo no pistón de inyección llamado coloquialmente husillo que se mueve rápidamente hacia delante y hacia atrás para empujar el plástico ablandado por el calor a través del espacio existente entre las paredes del cilindro y una pieza recalentada y situada en el centro de aquel. Esta pieza central se emplea dada la pequeña conductividad térmica de los plásticos de forma que la superficie de calefacción del cilindro es grande y el espesor de la capa plástica calentada es pequeño.
Bajo la acción conjunta del calor y la presión ejercida por el pistón de inyección, el polímero es lo bastante fluido como para llegar al molde frío donde toma forma la pieza en cuestión. El polímero estará lo suficiente fluido como para llenar al molde frío donde toma forma la pieza en cuestión. Pasado un tiempo breve dentro del molde cerrado, el plástico solidifica, el molde se abre y la pieza es removida. El ritmo de producción es muy rápido, de escasos segundos.
Los perfeccionamientos preconizados permiten la inyección de 2 o más piezas iguales o diferentes, separadamente y con un proceso mecánico incorporado en el molde, ensamblarlas una con otra o unirlas mediante una tercera inyección a modo de soldadura, dentro del mismo molde y dentro del mismo ciclo de inyección. De esta forma se consigue que cada vez que se abra el molde se realice la expulsión de la pieza acabada.
Este sistema requiere una máquina multi-inyección, o sea con varios husillos de inyección, tantos como piezas diferentes queramos producir. El material plástico utilizado para las 2 ó 3 inyecciones puede ser diferente, de tal manera que puedan ser utilizados como soldadura o como elemento totalmente independiente.
En esta descripción del sistema, utilizaremos los nombres de partes del molde relacionados con partes de la máquina de inyección. Como sabemos perfectamente en una máquina de inyección, llamaremos parte fija o de inyección, la parte de la máquina dónde normalmente se halla el husillo principal de inyección. El plato de la máquina donde tenemos sujeta la parte fija del molde es el plato fijo y no se mueve en ningún momento. La parte móvil o de expulsión es la parte contraria de la máquina, y el plato donde se halla sujeta la parte móvil del molde tiene un movimiento lineal que permite abrir el molde por el partaje (término utilizado en la jerga de la inyección que se refiere a la zona alrededor de las figuras donde ambas partes del molde se tocan, creando el límite de llenado de la cavidad) y realizar la expulsión de la pieza mediante elementos mecánicos.
El sistema objeto de la presente invención consiste en dos platos giratorios colocados uno en la parte fija del molde y el otro en la parte móvil del molde. Estos dos platos giratorios son girados mediante cualquier sistema conocido, por ejemplo mediante un sistema de cremalleras y piñones accionados por cilindros hidráulicos o neumáticos cada vez que el molde se abre y se cierra.
El primer plato giratorio de la máquina está situado en la parte fija del molde y se halla desplazado del centro simétrico del molde y el eje de rotación se puede situar en la parte inferior, superior o lateral, en función de la pieza a inyectar.
El molde dispone de los elementos necesarios para realizar la inyección de la primera pieza que de aquí en adelante llamaremos componente "A". Esta pieza deberá permanecer sujeta en este primer plato giratorio al abrir el molde gracias a unos medios de sujeción, contrariamente al proceso tradicional en el cual el componente "A" se quedaría sujeta a la parte móvil o de expulsión del molde.
Después de abrir el molde, este primer plato giratorio realizará un movimiento lineal hacia delante para separar dicho plato del resto de placas del molde y poder girar libremente sin que ningún elemento pueda interferir. Una vez se ha separado del molde, el primer plato giratorio realizará un giro de 180º para colocar el componente "A" en posición de ensamblarlo o bien de soldarlo con la segunda pieza inyectada que llamaremos componente "B".
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El segundo plato giratorio está situado en la parte móvil del molde y también se halla desplazado del centro simétrico del molde. El eje de rotación se puede situar también en la parte inferior, superior o lateral.
En este segundo plato giratorio se hallan los elementos necesarios para realizar la inyección de la segunda pieza que llamaremos componente "B". Después de abrir el molde, el segundo plato giratorio realizará los mismos movimientos descritos para el primer plato, pero en el lado contrario. Al girar 180º coloca el componente "B" en la misma posición que ha quedado el componente "A" y situada de tal manera que al cerrar el molde se podrán ensamblar uno con otro o quedaran uno encima del otro para poder unirlos con una tercera inyección (a modo de soldadura). Cuando el molde está cerrado, los dos platos giratorios tienen una zona común que están en contacto, dónde se encuentran superpuestos los dos componentes A y B.
Cada plato giratorio tiene el doble de piezas que se quieren ensamblar o soldar.
Este plato giratorio puede tener diferentes geometrías como circular, rectangular, en forma de doble L, en cruz, etc. en función del diseño del molde.
El procedimiento de inyección que sigue el sistema de inyección preconizado comprende las siguientes etapas:
1ª- Con el molde cerrado se realiza la inyección de los tres componentes (componente "A" con el sistema de inyección "A", componente "B" con el sistema de inyección "B" y componente "A+B" con el sistema de inyección "C"), o bien en el caso de que solo se ensamble el componente "A" con el "B" sin ningún material de aporte, se inyectan los dos componentes (componente "A" con el sistema de inyección "A" y componente "B" con el sistema de inyección "B").
2ª- Se abre el molde y se realiza la expulsión de la pieza final ("A+B"): bien sea el componente ensamblado final, o el componente soldado final obtenido con una tercera inyección.
3ª- A partir de aquí avanzan los dos platos giratorios (con los componentes "A" y "B" inyectados en la fase 1ª sujetos a los respectivos alojamientos de los platos giratorios), tal y como se ha descrito anteriormente. Este movimiento de avance puede ser simultáneo, o bien primero uno y después el otro.
4ª- Al finalizar el recorrido de avance lineal se procede a girar ambos platos para situar los dos componentes inyectados (componente "A" y componente "B") en la misma posición o eje del molde.
5ª- La siguiente operación es hacer retroceder los dos platos giratorios hasta su posición normal.
6ª- Al cerrar de nuevo el molde se produce la superposición del componente "A" con el componente "B" que se encuentran en los alojamientos superpuestos de los platos giratorios. En este punto se pueden realizar varias operaciones: o bien las dos piezas quedan en posición de quedar unidas con una tercera inyección, o bien quedan ensambladas automáticamente mediante elementos de sujeción de las propias piezas, o bien con un elemento mecánico móvil del propio molde, ensamblarlas por presión. A partir de aquí se inicia de nuevo el ciclo de trabajo.
Otro de los fines de la invención es su aplicación al concepto de "Stack Mould", este tipo de molde está formado por tres partes diferenciadas:
-
una parte fija,
-
una parte móvil, y
-
una parte intermedia.
La parte fija es la parte del molde que está sujeta al plato fijo de la máquina, la parte móvil es la parte del molde sujeta al plato móvil de la máquina, y la parte intermedia, es la parte que queda entre ambas y que está soportada por ambas partes del molde y por la bancada de la máquina.
El concepto de este tipo de molde se basa en disponer la inyección de las piezas en dos particiones diferentes para aprovechar la fuerza de cierre de las máquinas de inyección, permitiendo de esta forma producir el doble de piezas con la misma máquina.
Aplicando los perfeccionamientos a este tipo de molde se puede realizar en una partición del "Stack Mould" todo el sistema de montaje o soldadura de los componentes "A" y "B", y realizar la inyección de un cuarto componente en la segunda partición del Stack.
Esta aplicación requiere de un cuarto husillo de inyección, por lo que la máquina tiene que tener en total cuatro husillos de inyección.
Otros detalles y características se irán poniendo de manifiesto en el transcurso de la descripción que a continuación se da, en la que se hace referencia a los dibujos que a esta memoria se acompañan, en los que pueden verse los detalles preferidos de la invención, dichos detalles se exponen a titulo ilustrativo, pero no limitativo de la invención.
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Sigue a continuación una relación detallada de los principales elementos de la invención y que figuran en los dibujos anexos:
(10)
Molde.
(11)
Primer plato giratorio (del componente "A").
(12)
Segundo plato giratorio (del componente "B").
(13)
Alojamiento para el componente "A".
(14)
Alojamiento para el componente "B".
(15)
Cremalleras.
(16)
Barras.
(17)
Alojamiento para soldar/montar los componentes "A" y "B" del primer plato (11).
(18)
Alojamiento para soldar/montar los componentes "A" y "B" del segundo plato (12).
(19)
Medios de sujeción de la pieza.
(20)
Eje lado bloque móvil.
(21)
Eje lado bloque fijo.
(22)
Cajas.
(23)
Bloque fijo.
(24)
Bloque móvil.
(25, 26 y 27)
Unidades de inyección.
(28)
Unidad de inyección.
(30)
Bloque fijo intermedio.
(31)
Molde tipo "Steack Mould".
(32)
Inyectora del componente "B".
(33)
Inyectora del componente "A".
(34)
Inyectora del componente "C" (soldadura).
(35)
Cilindro expulsor.
(36)
Centro simétrico del molde.
(37)
Zona de montaje/soldadura.
La figura nº 1 es una perspectiva esquematizada de dos platos giratorios: primer plato giratorio (11) en el bloque fijo (23), y segundo plato giratorio (12) en el bloque móvil (24) del molde (10).
La figura nº 2 es una perspectiva esquematizada, en la que puede verse el segundo plato giratorio (12) que gira merced al eje lado bloque móvil (20), con el componente "B" sujeto a la citada placa (12) en el momento de rotación respecto del bloque móvil (24) merced a unos medios de sujeción de la pieza (19), enfrentado al primer plato giratorio (11) sujeto al bloque fijo (23) del molde (10).
La figura nº 3 es una perspectiva esquematizada del bloque fijo (23) enfrentado al bloque móvil (24), con los platos giratorios (11) y (12) enfrentados, pero desplazados, de manera que al avanzar el uno hacia el otro se sitúa el componente "A" encima del componente "B".
La figura nº 4 es una perspectiva esquematizada de un molde (31) de los denominados tipo "Steack Mould", formados por unas unidades de inyección (25, 26 y 27) situadas en el bloque fijo (23), y la unidad de inyección (28) situada en el bloque móvil (24).
La figura nº 5 es una vista seccionada en detalle del bloque móvil (24) del molde en la fase de expulsión de la pieza acabada "A+B".
La figura nº 6 es una vista seccionada en detalle de la disposición del bloque móvil (24) y del bloque fijo (23) del molde con dos platos giratorios (11, 12) montados en los respectivos bloques (23, 24), en la fase de avance de los platos (11, 12) justo antes de la rotación de los mismos.
En el estado de la técnica, el moldeo por inyección es la técnica de moldeo de materias plásticas, en la que el producto previamente fluidificado es inyectado posteriormente en un molde de dos matrices.
Una realización básica de dicho estado de la técnica es la confrontación en la máquina inyectora de un semi-molde fijo montado en un plato fijo, con un semi-molde móvil montado en un plato móvil, dicho plato móvil es empujado hacia delante y hacia atrás mediante un cilindro con su émbolo de cierre que actúa sobre dicho semi-molde móvil y una barra de expulsión. Esta configuración clásica ha sido modificada para configurar el objeto de la presente invención, de manera que tal y como puede verse en la figura nº 3 el bloque fijo (23) de una máquina de inyección no mostrada en dicha figura incorpora un primer plato giratorio (11), que gira merced a un eje (21) montado preferentemente en posición perpendicular a dicho bloque fijo (23). Enfrentado al primer plato giratorio (11) se encuentra otro plato giratorio (12), que llamaremos segundo plato giratorio (12), articulado con el bloque móvil (24) de la máquina inyectora.
El primer plato giratorio (11) está situado en el bloque fijo (23), pero desplazado del centro simétrico del molde (36), ver figura nº 6, y dicho eje de rotación lado bloque fijo (21) se puede ubicar indistintamente en la parte inferior, superior o lateral del bloque fijo (23), en función de la pieza que se desee inyectar; por ejemplo tal y como se muestra en la figura nº 1 en el primer plato giratorio (11) se inyecta una pieza con la inyectora "A" (33) que distinguiremos por componente "A" conformando una primera pieza inyectada, y contrariamente a lo que sucede en el estado de la técnica, el componente "A" queda sujeto al primer plato (11) cuando se abre el molde, es decir cuando se separa el primer plato (11) del segundo plato (12).
Después de la inyección de la pieza "A", el primer plato (11) realiza un movimiento lineal hacia delante para separarse del bloque fijo (23) y poder girar libremente sin que ningún elemento pueda interferir, realizando a continuación el primer plato (11) un giro de 180º alrededor de su eje de rotación (21), para colocar el componente "A" en posición de ensamblarlo o de soldarlo con una segunda pieza inyectada que llamaremos componente "B".
El segundo plato (12) está ubicado en el bloque móvil (24) del molde (10) y también se encuentra desplazado del centro simétrico del molde (36), ver figura nº 6. Al igual que el primer plato (11), el plato (12) se puede montar en la parte inferior, superior o lateral del bloque móvil (24), véase figura nº 2. En este segundo plato (12) se realiza la inyección de la segunda pieza con la inyectora "B" (32), que hemos denominado componente "B".
Después de abrir el molde se realizan los mismos movimientos descritos para el primer plato (11), pero en el lado contrario. Al girar el plato "B" 180º se sitúa el componente "B" en la misma posición que antes ha quedado el componente "A" y de esta forma al cerrar nuevamente el molde se pueden ensamblar el componente "A" con el componente "B" al quedar uno encima del otro mediante una tercera inyección de soldadura (34), ello merced a que cuando el molde está cerrado, las dos placas giratorias (11-12) tienen una zona común de contacto (37) en donde se sitúan superpuestas la pieza "A" y "B".
Tal y como se aprecia en las figuras nº 1, 2 y 6, tanto la placa giratoria primera (11) como la placa giratoria segunda (12) presentan dos alojamientos: un primer alojamiento para inyectar y sujetar al componente "A" (13) o el componente "B" (14), y un segundo alojamiento (17, 18) para el componente final (componente "A"+"B") de la etapa anterior. Lógicamente al girar 180º las placas giratorias (11) y (12), el primer alojamiento de las placas giratorias (13, 14) se situarán ahora superpuestos y enfrentados entre sí en la zona de soldadura/montaje (37) para realizar el ensamblaje de los dos componentes "A" con "B" mediante una tercera inyección o un ensamblaje en la siguiente fase, y seguidamente se expulsará la pieza acabada; y el segundo alojamiento (17-18) de las placas (11-12) servirá para inyectar y sujetar a un nuevo componente "A" y un nuevo componente "B" respectivamente.
Tal y como se aprecia en la figura nº 5, cuando el molde se abre, se realiza la expulsión del componente final "A+B" (bien sea un componente ensamblado o bien sea un componente soldado con una tercera inyección) mediante un cilindro expulsor (35).
Todo lo cual puede contemplarse con mejor detalle en la figura nº 4, en la que se muestra una aplicación de los perfeccionamiento preconizados en un molde denominado en este sector técnico "Stack Mould" (31).
El molde "Stack Mould" (31) está formado por cuatro unidades de inyección, por ejemplo las unidades (25, 26, 27, y 28) montadas en los bloques fijo (23) y móvil (24), véase la figura nº 4. Se prevé, además de los bloques fijo (23) y móvil (24) otro bloque fijo intermedio (30), solidarizados (23, 30 y 24) en su partes inferior y superior mediante unas barras cremalleras (15), que se articulan con otras barras (16) y que se mueven longitudinalmente con el auxilio de las cajas (22).
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En dichas cajas (22) entran las barras cremalleras (15), y en su interior se encuentran unos convencionales engranajes, que se engranan en dicha cremalleras (15) y medios reductores del movimiento, impulsados dichos engranajes por cualquier medio, por ejemplo mediante un electromotor, no representado en dicha figura.
El molde "Stack Mould" (31), según se muestra en dicha figura nº 4, está formado por un bloque intermedio (30) situado en una posición intermedia, y soportado por los bloques (23-24), así como por la bancada de la máquina inyectora, no mostrada en esta figura, y a derecha y a izquierda del mismo el bloque móvil (24) y el bloque fijo (23).
Descritos suficientemente los presentes perfeccionamientos en correspondencia con las figuras anexas, fácil es comprender que podrán introducirse en los mismos cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes siempre y cuando no se altere la esencia de la invención que quedan resumida en las siguientes reivindicaciones.

Claims (13)

1. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección de las que incorporan un semi-molde fijo montado en un plato fijo, con un semi-molde móvil montado en un plato móvil, dicho plato móvil es empujado hacia delante y hacia atrás mediante un cilindro con su émbolo de cierre que actúa sobre dicho semi-molde móvil y una barra de expulsión de la pieza inyectada en el molde, que en su interior se produce la inyección de más de una pieza separadamente y el ensamblado conjunto de dichas piezas inyectadas mediante una inyección adicional a modo de soldadura o sin inyección de material de unión, todo ello dentro del mismo molde y dentro del mismo ciclo de inyección, de modo que cada vez que se abre el molde se realiza la expulsión de una pieza compuesta acabada, incorporando la máquina de inyección tantos husillos de inyección como piezas diferentes se desean producir, caracterizados en que el molde de inyección incorpora dos o más platos giratorios, como mínimo un primer plato giratorio colocado en el bloque fijo del molde de inyección dispuesto desplazado del centro simétrico de dicho molde encontrándose en el mismo los elementos necesarios para realizarse la inyección de una primera pieza "A", y como mínimo un segundo plato colocado en el bloque móvil del molde de inyección, dispuesto desplazado del centro simétrico del molde encontrándose en el mismo los elementos necesarios para realizarse la inyección de una segunda pieza "B".
2. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la primera reivindicación caracterizados en que la primera placa giratoria (11) presenta dos alojamientos: un primer alojamiento (13) para que el sistema de inyección "A" pueda inyectar el componente "A" y un segundo alojamiento (17) para alojar al componente final (componente "A"+"B") de la etapa anterior, y la segunda placa giratoria (12) presenta también dos alojamientos: un primer alojamiento (14) para que el sistema de inyección "B" pueda inyectar el componente "B" y un segundo alojamiento (18) para alojar al componente final (componente "A"+"B") de la etapa anterior, invirtiéndose las funciones de los alojamientos (13, 17, 14, 18) al girar 180º las placas giratorias (11-12).
3. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la primera reivindicación caracterizados en que los platos giratorios (11-12) presentan unos medios de sujeción (19) para mantener sujetas las piezas inyectadas ("A" y "B") a los correspondientes platos giratorios (11-12) después de abrirse el molde.
4. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la primera reivindicación caracterizados en que los platos giratorios (11-12) se localizan cuando el molde está cerrado enfrentados entre sí y con una zona común de contacto, dónde se encuentran superpuestos entre sí uno de los alojamientos de cada plato (11-12) donde se sujetan a los componentes "A" y "B" respectivamente.
5. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la primera reivindicación caracterizados en que se prevén unos medios de accionamiento conectados a cada uno de los platos giratorios (11, 12) adaptados para impulsar hacia delante/hacia atrás cada plato giratorio (11, 12) separándose/juntándose el plato giratorio (11, 12) del resto de platos del molde y seguidamente girar cada plato giratorio (11, 12) 180 grados, cada vez que el molde se abre.
6. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la quinta reivindicación caracterizados en que los medios de accionamiento conectados a cada uno de los platos giratorios (11, 12) comprenden un sistema de cremalleras y piñones accionados por cilindros hidráulicos o neumáticos.
7. Perfeccionamientos en los sistemas de inyección en las máquinas de inyección según la primera reivindicación caracterizados en que cada plato giratorio (11-12) tiene el doble de piezas que se quieren ensamblar o soldar.
8. Procedimiento de inyección con el sistema de inyección según cualquiera de las anteriores reivindicaciones caracterizado en que comprende las siguientes etapas:
1ª-
Con el molde cerrado se realiza la inyección de los tres componentes (componente "A" con el sistema de inyección "A", componente "B" con el sistema de inyección "B" y componente "A+B" con el sistema de inyección "C"), o bien en el caso de que solo se ensamble el componente "A" con el "B" sin ningún material de aporte, se inyectan los dos componentes (componente "A" con el sistema de inyección "A" y componente "B" con el sistema de inyección "B").
2ª-
Se abre el molde y se realiza la expulsión de la pieza final (componente "A+B"): bien sea el componente ensamblado final, o el componente soldado final obtenido con una tercera inyección de soldadura.
3ª-
Avanzan los dos platos giratorios (11, 12) con los componentes inyectados "A" y "B" sujetos a los respectivos alojamientos (13, 14), pudiendo ser este movimiento de avance simultáneo, o bien primero un plato y después el otro plato.
4ª-
Seguidamente se procede a girar ambos platos giratorios (11, 12) para situar los dos componentes inyectados ("A" y "B") en la misma posición o eje del molde.
5ª-
Seguidamente se hace retroceder a los dos platos giratorios (11, 12) hasta su posición normal.
6ª-
Al cerrar de nuevo el molde se produce la superposición del componente "A" con el "B" que se encuentran en los alojamientos superpuestos de los platos giratorios (11, 12) y se pasa a la fase 1ª.
9. Procedimiento de inyección con el sistema de inyección según la octava reivindicación caracterizado en que se produce la inyección de más de dos piezas y su soldado mediante una posterior inyección.
10. Procedimiento de inyección del sistema de inyección en máquinas de inyección según la octava reivindicación caracterizado en que el soldado de las piezas inyectadas se realizara con el mismo material de inyección de dichas piezas.
11. Procedimiento de inyección del sistema de inyección en máquinas de inyección según la octava reivindicación caracterizado en que el soldado de las piezas inyectadas se realizara con distinto material que el material de inyección de las piezas.
12. Procedimiento de inyección del sistema de inyección en máquinas de inyección según la octava reivindicación caracterizado en que cada pieza inyectada es igual.
13. Procedimiento de inyección del sistema de inyección en máquinas de inyección según la octava reivindicación caracterizado en que cada pieza inyectada es diferente.
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