ES2323171T3

ES2323171T3 - Procedimiento para la fabricacion de productos a partir de una masa termoplastica.

Info

Publication number: ES2323171T3
Application number: ES03795499T
Authority: ES
Inventors: Hendricus Antonius Hoogland
Original assignee: ECIM Technologies BV
Current assignee: ECIM Technologies BV
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-09-10
Also published as: WO2004024416A1; NL1021421C2; US20090194909A1; US20110123662A1; CN1705552B; CN1705552A; CA2512578C; US8360769B2; NL1024263C2; DE60326372D1; US7891970B2; DK1560694T3; US7504059B2; JP2005537958A; WO2004024416A8; US20060033228A1; EP1560694A1; CN101863109A; AU2003263668A1; CA2512578A1

Abstract

Procedimiento para formar productos de plástico donde se introduce una cantidad de plástico en una cavidad de moldeo (3) con una presión de alimentación inferior a 350 bar, preferentemente de entre 0 y 200 bar, en un estado sustancialmente plástico, donde al menos un elemento móvil denominado expulsor (8) se desplaza al menos parcialmente hasta una cavidad de moldeo correspondiente (3) mientras comprime y/o desplaza al menos una parte del plástico, donde la velocidad de desplazamiento de al menos un expulsor (8) es tan alta que se produce un desarrollo de calor adiabático en el plástico, de forma que el plástico se vuelve más líquido, al menos se reduce su viscosidad y la temperatura del plástico al menos vuelve sustancialmente a aproximadamente de fusión.

Description

Procedimiento para la fabricación de productos a partir de una masa termoplástica.

La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar productos a partir de al menos un material termoplásticamente deformable. Tales procedimientos se conocen, por ejemplo, como "moldeo por inyección".

Con las técnicas de moldeo por inyección conocidas, por regla general, el material que se va a formar, por ejemplo plástico, se calienta en un dispositivo plastificador a una temperatura tal que el material se convierte prácticamente en líquido, al menos plástico y de baja viscosidad, con lo cual el material se introduce bajo alta presión en el interior de una cavidad molde de un molde de moldeo por inyección. En esta cavidad molde, el material se distribuye de manera que la cavidad de moldeo se llena por completo, con lo cual el material se puede endurecer por enfriamiento. Acto seguido, el producto se retira abriendo el molde y expulsando el producto.

Para este tipo de técnicas de moldeo por inyección conocidas se utiliza una presión de alimentación particularmente alta, en especial cuando se obtienen productos de paredes delgadas, en particular cuando las vías de circulación del fluido de la cavidad molde están muy próximas al índice de fluidez (MFI) de los materiales que se van a utilizar. Por tanto, sucede lo mismo, en particular, cuando las vías de circulación del fluido de la cavidad de moldeo son relativamente largas. Es evidente que con plásticos de alta viscosidad y/o índice de fluidez bajo, estos problemas se producen en mayor medida. Como resultado, se imponen limitaciones en el tamaño mínimo y máximo de los productos, en particular en la longitud de las vías de circulación del fluido, la anchura de paso de tales vías, en la duración de los ciclos de moldeo por inyección, en los materiales que se van a utilizar y en los grosores de pared mínimos de los productos, en particular de partes planas grandes.

La utilización del moldeo por compresión ya es conocida. En este caso, en una cavidad molde de un molde parcialmente abierto se introduce una cierta cantidad de plástico necesaria para formar un producto deseado en esta cavidad molde. Después de la introducción del plástico en la cavidad molde, el molde se cierra aún más de manera que el plástico se ve forzado a llenar la cavidad de moldeo. Por tanto, con tales aparatos, cuando comienza la introducción del plástico, las partes del molde se van a mantener parcialmente separadas entre sí y sólo después se van unen entre sí relativamente despacio pero con alta presión. Existe el peligro de que, entonces, el plástico no se reparta de manera uniforme, de modo que, por ejemplo, una parte del material puede ser presionado hacia los lados de la cavidad molde antes de que ésta se cierre por completo. También existe el peligro de que no se introduzca suficiente plástico o, por el contrario, se introduzca demasiado plástico en la cavidad molde. En este último caso, se forma una piel entre las mitades del molde y, además, no es posible cerrar el molde por completo. Esto da lugar a productos formados de manera irregular y, además, a la contaminación del molde. Otra desventaja de este aparato es que cuando se utilizan materiales de baja viscosidad y/o con mitades de molde poco profundas, el material circula desde la cavidad de moldeo antes de que las mitades del molde se hayan dispuesto juntas, de modo que los problemas anteriormente mencionados se producen aún en mayor medida.

La US 4522778 describe un método y un aparato para producir partes de plástico empleando una prensa de inyección en la que la cavidad molde está definida por una superficie de molde y la superficie de un pistón móvil. En primer lugar, el material se introduce en la cavidad molde y, durante la inyección, el pistón se mantiene fijo durante un cierto de tiempo con el fin de formar un molde en bruto y después se retrae para formar un parisón. En segundo lugar, una vez terminada la inyección, el pistón avanza de nuevo y se mantiene en su sitio mientras se produce el enfriamiento. En tercer lugar, el molde se abre y se retira la parte.

La EP 0999029 describe una máquina de moldeo para moldear micropartes que comprende una parte plastificadora operativamente conectada a una parte de inyección y a una parte molde. Se asocia un elemento lineal a la parte de inyección para permitir tiempos de moldeo de 0,01 segundos a presiones de hasta aproximadamente 690 MPa durante la inyección del plástico fundido en la parte molde. La forma de la cavidad de moldeo se adapta a la microparte que se va a fabricar.

Se describe un aparato para emplear con el método del tipo descrito en el primer párrafo, donde, de forma simple y con presiones de cierre relativamente bajas, se pueden fabricar productos que al menos tengan partes de un grosor de pared relativamente limitado.

Además, se describe un aparato en el que se pueden procesar diferentes materiales, en concreto plástico, en particular también plástico de alta temperatura de fusión, es decir plástico de baja viscosidad en estado plástico.

Un objeto de la invención es proporcionar un método con el cual, de forma relativamente rápida y sencilla, se puedan fabricar productos con medios relativamente simples, además pudiendo tener los productos una superficie de pared delgada relativamente grande, en particular productos con un grosor de pared relativamente pequeño y vías de circulación de fluido relativamente largas, más pequeñas o más grandes respectivamente que el ajuste al índice de fluidez asociado al material con el que se fabrica el producto.

La descripción contempla además proporcionar una utilización mejorada de un molde de inyección con un expulsor.

Algunos de estos y muchos otros objetos se consiguen con un método según la invención.

La invención se refiere a un procedimiento para el conformado de productos según las características de la reivindicación 1.

Con tal método se pueden fabricar productos de plástico de forma rápida y sencilla, pudiéndose usar al mismo tiempo bajas presiones para la inyección del plástico así como para el cierre del molde. Debido a que se puede emplear una presión de inyección baja, se puede conseguir la ventaja de que no se produzcan cambios mecánicos o químicos no deseables en el plástico, en concreto la separación en los diferentes monómeros o polímeros, mientras que la presión de cierre se puede mantener baja, lo que resulta ventajoso desde el punto de vista del coste. El hecho es que, para tales propósitos, son adecuados los aparatos mostrados, mientras que, por otra parte, la carga mecánica es menor y se produce un menor desgaste. Otra ventaja es que, en principio, se necesita menos espacio para un aparato de estas características.

Con un método según la invención, el plástico se introduce en la cavidad de moldeo, mientras que el o cada expulsor se retrae desde allí al menos en parte, o se empuja hacia atrás al producirse la inyección, de manera que se obtiene un espacio de circulación de fluido adicional. Esto ya se ha explicado anteriormente con referencia a un aparato según la invención. Así, la resistencia que experimenta el plástico se reduce, de modo que la presión de inyección se puede mantener baja, por ejemplo muy por debajo de la presión de inyección estándar para el moldeo por inyección convencional de un tipo similar de producto del mismo plástico. Tales presiones estándar se pueden obtener de tablas estándar y, por regla general, dependen del plástico y del modo de inyección, de la superficie proyectada de los productos a conformar en conjunto y del grosor de pared. Como resultado, la presión de cierre también se puede mantener baja en comparación con el moldeo por inyección convencional, se puede obtener de las mismas tablas o de tablas similares en base a sustancialmente las mismas cantidades. Esto es muy claro para el experto en la
materia.

Con un método según la invención, una vez que la cavidad de moldeo se ha llenado al menos sustancialmente, el o cada expulsor se traslada rápidamente a la cavidad de moldeo, de manera que se obtiene la posible forma del producto. Entonces se establece la velocidad del o de cada expulsor de manera que se produzca un desarrollo de calor adiabático en el plástico, así la temperatura aumenta de nuevo hasta aproximadamente la temperatura de fusión del plástico. Como resultado, el material parcialmente solidificado se vuelve líquido de nuevo y es empujado además hasta la cavidad de moldeo, mientras que, por otra parte, las vías de circulación de fluido remanentes son relativamente cortas, de manera que se pueden formar partes de producto relativamente delgadas.

Con un método según la invención, la velocidad de desplazamiento del o de cada expulsor preferentemente es alta, de manera que el movimiento completo de los expulsores se lleva a cabo en una fracción del ciclo temporal de un ciclo de producto, por ejemplo, en menos de un 10%, más en concreto en menos de un 3% de la duración del ciclo, preferentemente en menos de algunas décimas o centésimas de segundo, más en particular en microsegundos. Como ya se ha indicado, esta velocidad se fija de manera que se produzca el aumento de temperatura deseado, mientras que se impide que las propiedades del plástico se vean térmicamente influenciadas de manera negativa.

Con un método según la invención, la distancia entre el extremo del o de cada expulsor, en la dirección de desplazamiento y opuesto a la cavidad de moldeo en la posición retraída, se desplaza al menos parcialmente desde la cavidad de moldeo y se establece una parte de pared localizada opuesta a la cavidad de moldeo o del expulsor, dependiendo de al menos la fusión del plástico, esto es, de la viscosidad del plástico al inyectarlo. Sorprendentemente, se demuestra que, preferentemente, con una temperatura de fusión mayor, es decir con una viscosidad mayor, la distancia va a ser ligeramente mayor que con una temperatura de fusión menor. Sin aludir a ninguna teoría en particular, esto parece ser resultado del hecho de que el plástico con la temperatura de fusión mayor se solidifica antes y el plástico de temperatura de fusión menor tiene un MFI más desfavorable. Para cualquier combinación plástico/molde, la distancia óptima se puede determinar de forma sencilla mediante experimentos.

Con un aparato a ser empleado se acuerdo con el método según la invención, se puede introducir un material termoplástico, tal como un plástico, en concreto un plástico termoplástico, en una cavidad de moldeo, mientras que el molde como tal es cerrado y el o cada expulsor está en o se está desplazando a una posición retraída cuando se introduce el material, de modo que el volumen de la cavidad de moldeo es relativamente grande en comparación con el volumen del producto que se va a formar finalmente. Después de introducir el material por completo, o preferentemente sustancialmente, en la cavidad de moldeo, el o cada expulsor puede desplazarse con fuerza y, en particular, rápidamente al interior de la cavidad de moldeo, por lo menos al seno del material introducido allí, de forma que éste es apartado. Con ello, se desarrolla una velocidad tal que, como consecuencia del desplazamiento del o de cada expulsor, se produce un desarrollo de calor en el material. A tal fin, los medios de desplazamiento se diseñan de tal manera que el expulsor pueda desplazarse a la velocidad alta y con la precisión deseadas.

Los medios de movimiento y el expulsor están diseñados de manera que se produzca un desarrollo de calor adiabático, así la temperatura del material se eleva preferiblemente por encima de la temperatura de fusión del material correspondiente.

En una realización ventajosa, se incluyen medios de cierre, al menos en parte, en el interior del molde o sobre el mismo, preferentemente de forma que no sea necesaria una prensa o que sea suficiente con una prensa sin barras de guía. Opcionalmente, también se pueden proporcionar medios de bloqueo sobre el molde para mantener éste cerrado durante la introducción del material y el desplazamiento del o de cada expulsor.

Con el aparato, el molde se puede mantener cerrado con una presión de cierre relativamente baja y se pude introducir el plástico, en comparación con un aparato de moldeo por inyección convencional. A modo de ejemplo: en el moldeo por inyección convencional se usan presiones de alimentación de entre, por ejemplo, 350 bar y 1.000 bar o superiores, con presiones de cierre de, por ejemplo, entre 0,25 y 1,25 ton/cm^{2}, dependiendo, en concreto, del material utilizado, del grosor de las paredes y de la vía de circulación de fluido máxima. Con un método según la invención, para productos similares, puede ser suficiente un exceso de presión de alimentación de, por ejemplo, entre 0 y 200 bar, mientras que son preferentes presiones relativamente bajas, por ejemplo de algunas decenas de bar o inferiores. En la tabla, se muestra una presión de funcionamiento de alrededor de 300 bar (presión de operación de los cilindros de los expulsores), mientras que la presión de cierre puede ser, por ejemplo, inferior a 0,2 ton/cm^{2}. Con polipropileno, por ejemplo, puede ser suficiente una presión de cierre de entre 0,025 y 0,1 ton/cm^{2} en lugar de entre 0,25 y
1,25 ton/cm^{2}.

Sin desear una vinculación a teoría alguna, esto parece ser, en concreto, el resultado de la idea de que cuando se aumenta temporalmente el volumen de la cavidad de moldeo, al menos cuando se introduce la mayor parte del material, tal como plástico, en la cavidad de moldeo, la relación entre la longitud de las vías de circulación de fluido y su luz, básicamente determinada por el grosor mínimo de pared del producto que se va a formar, se vuelve más favorable, de modo que el material experimenta una contrapresión relativamente pequeña en la cavidad de moldeo, mientras que la o las salidas de inyección son tan pequeñas que, con el desplazamiento del o de los expulsores, el material no es empujado de vuelta a través de tales salidas. Por otra parte, entonces, parece que se logra la ventaja de que, debido a la alta velocidad del o de cada expulsor, como resultado de la fricción, se introduce tanto calor en el material que se anula su solidificación, en particular contra las partes del molde y en su frente de circulación, de modo que se reduce de nuevo la viscosidad del material, mientras que el resto de la longitud de las vías de circulación de fluido para este frente de circulación al inicio del desplazamiento del o de cada expulsor se reduce considerablemente en relación a su longitud original. Como resultado, el material se puede distribuir por toda la cavidad de moldeo con una presión menor. Cuando entonces se cierra el molde se impide que el material fluya hacia el exterior prematuramente de una manera sencilla.

Sorprendentemente se demuestra que entonces resulta particularmente ventajosa una velocidad de alimentación alta. Por ejemplo, se puede aplicar una velocidad de alimentación de entre 100 y 2.000 mm/s, más en particular de entre 500 y 1.000 mm/s. Esta velocidad se selecciona en función de la velocidad de solidificación del plástico usado, siempre que se tenga en cuenta que cuanto más deprisa se solidifica el plástico, mayor será la velocidad de alimentación elegida. Por otra parte, la velocidad se selecciona en función de la geometría del molde y en concreto de la desaireación, de forma que se impide un aumento de presión no deseado en la cavidad de moldeo por la compresión del aire.

Con el molde a emplear con el procedimiento según la invención, en los medios de desplazamiento se emplean preferentemente elementos en forma de cuña, los cuales vistos desde la cavidad de moldeo, se mueven por detrás del expulsor o de un expulsor, de forma que el expulsor correspondiente se desplaza como resultado de la forma de cuña. En concreto, para cada expulsor se emplean al menos dos elementos en forma de cuña que se empujan en direcciones opuestas por detrás del expulsor para obtener una carga simétrica. Debido a la utilización de tales elementos en forma de cuña se obtiene una distribución de fuerzas favorable y los expulsores se pueden desplazar a la distancia deseada con relativamente poca fuerza.

Preferentemente, en el molde se proporciona como mínimo un expulsor localizado donde se proporciona el menor grosor de pared de un producto y/o donde las vías de circulación de fluido tienen la mayor longitud y/o donde las vías de circulación de fluido tienen una mayor complejidad. Al retraerse los expulsores en aquellas partes bajo la inyección del plástico, desplazándolas al menos parcialmente desde la cavidad de moldeo, se crea un espacio adicional para permitir que el plástico pase exactamente por la zona donde el plástico experimenta la mayor resistencia o por aquella zona donde sería necesaria una presión excesiva para permitir pasar al plástico. Esto es válido en concreto en aquella zona donde ya se ha solidificado parcialmente el plástico. El calor adiabático introducido más tarde hace que el plástico siga fluyendo, mientras que, por otra parte, el desplazamiento del expulsor hace que el plástico siga moviéndose. Además, con este molde se pueden obtener partes de producto de paredes delgadas relativamente grandes, con grosores de pared que no se pueden obtener con las técnicas de moldeo por inyección convenciona-
les.

Los expulsores del molde pueden tener una superficie frontal relativamente grande en relación con la superficie proyectada del producto. Aquí se entiende que la superficie proyectada incluye la superficie del producto proyectada sobre un plano en ángulo recto con la dirección de cierre del molde. Por ejemplo, la superficie frontal del expulsor puede ser de más del 20% de esta superficie proyectada. Son posibles superficies de más del 50%, por ejemplo del 75%, 85% ó 95% o más. Con esto se logra la ventaja de que en la mayor parte de la cavidad de moldeo se incrementa el espacio para el flujo primario del material a formar, mientras que, finalmente, se pueden fabricar productos de paredes delgadas. También como resultado de esto, la presión de alimentación y la presión de cierre pueden ser incluso más bajas.

\newpage

En las subreivindicaciones se describen otras realizaciones ventajosas de la invención. Para aclarar la invención se describirán realizaciones ilustrativas de un aparato, del procedimiento, del uso y del producto con referencia a las figuras. En las figuras:

Figura 1: muestra, en una vista lateral de una sección parcial, un aparato para su utilización según la invención, con un molde parcialmente abierto.

Figura 2: muestra, en una vista lateral de una sección parcial, un aparato para su utilización con el procedimiento según la invención, con un molde cerrado y un expulsor retraído.

Figura 3: muestra, en una vista lateral de una sección parcial, un aparato para su utilización con el procedimiento según la invención, con un molde cerrado y un expulsor desplazado hacia delante.

Figura 4: muestra, en una vista lateral de una sección parcial, una realización alternativa de un aparato para su utilización con el procedimiento según la invención; y

Figura 5: muestra una representación de una caja para CD fabricada de acuerdo con la invención, registrada fotográficamente utilizando colorante.

En esta descripción, las partes idénticas o correspondientes tienen iguales o correspondientes números de referencia. Las realizaciones que se muestran son sólo a título de ejemplo y no deben tomarse como limitativas en ningún caso.

La Figura 1 muestra, en una vista lateral en sección, un aparato 1 para su utilización con el procedimiento según la invención, provisto de un molde 2 con una cavidad de moldeo 3 en su interior. El molde comprende una primera parte desplazable 4 y una segunda parte complementaria 5, dispuesta de manera fija. La parte desplazable 4 es guiada mediante unas guías adecuadas, que no se muestran, aunque pueden ser, por ejemplo, pasadores de deslizamiento, raíles, barras guía o una prensa o equivalente y que están claros para un experto en la materia. La parte desplazable se desplaza con la ayuda de unos dispositivos adecuados para ello, representados en las Figuras 1 a 3 como conjuntos de pistón-cilindro 7. Es evidente que éstos pueden consistir en cualquier dispositivo adecuado, por ejemplo también una simple prensa, medios de tornillo tales como husillos, tal como se muestra en la Figura 4, sistemas de unión o similares. Éstos pueden tener un diseño relativamente ligero, ya que sólo tienen como finalidad desplazar la parte 5, no absorber fuerzas de tracción o de presión en los otros ciclos.

En la parte fija 5 se proporciona un expulsor 8 que se puede desplazar en la dirección S entre una posición retraída, mostrada en la Figuras 1 y 2, y una posición extendida, mostrada en la Figura 3. Para desplazar el expulsor 8 se proporcionan dos cuñas 9, denominadas como elementos en forma de cuña, que se pueden desplazar en una dirección P con la ayuda de los conjuntos pistón-cilindro 10, que, por ejemplo, son accionados hidraúlicamente desde una unidad de control central 11. Las cuñas 9 se desplazan en la dirección P aproximadamente de forma perpendicular a la dirección S. En la parte inferior, el expulsor 8 está provisto de dos superficies 12 que se inclinan en direcciones opuestas de forma complementaria con las superficies superiores de las cuñas 9, de modo que cuando las cuñas 9 se desplazan hacia adentro, la una hacia la otra, el expulsor 8 se desplaza hacia arriba (véanse las direcciones en el plano de la figura) hacia la posición extendida y viceversa.

Una abertura de entrada 14 termina en la cavidad de moldeo 3 y está conectada a un dispositivo de inyección 15, por ejemplo a un dispositivo de plastificación y, opcionalmente, a un dispositivo de prensado. En ambas partes 4, 5 del molde 2 se proporcionan unos rebordes 16 que, con la ayuda de un medio de bloqueo 17, se presionan y mantienen uno sobre otro con el fin de mantener el molde cerrado. Para ello, en la realización que se muestra, el medio de bloqueo comprende unos soportes 18 que se pueden desplazar con la ayuda de los conjuntos pistón-cilindro 19 y que se pueden empujar sobre los rebordes 16. De esta manera, se puede obtener y mantener de manera sencilla la presión de cierre deseada.

Como ejemplo, en la superficie superior 20 del expulsor 8 se proporcionan dos nervios 21 que se extienden por toda el ancho del expulsor 8 perpendicularmente al plano de la figura. La distancia D entre el extremo 22 de los nervios que se desplazan en la dirección del movimiento y la superficie opuesta 23 de la cavidad de moldeo se establece con el expulsor 8 retraído, dependiendo del grosor de pared del producto deseado y del plástico que se va a utilizar, mientras que la distancia se define una distancia mayor dependiendo de si la fusión del plástico es mayor y/o la temperatura de fusión del plástico es menor.

Con un aparato según las Figuras 1 a 3 se puede formar un producto de termoplástico tal como polipropileno o polietileno, por ejemplo una chapa con dos bisagras, de la siguiente manera.

El molde 2 se cierra desde la posición mostrada en la Figura 1 a la mostrada en la Figura 2. Entonces se establece la distancia D a un valor adecuado, de forma que el espacio en la cavidad de moldeo 3 sea relativamente grande. A través de la abertura de entrada 14, a una presión relativamente baja, se introduce el plástico en la cavidad de moldeo, por ejemplo, bajo un exceso de presión de entre 1 y 10 bar. La presión de llenado se selecciona de manera que se obtenga el corto tiempo de alimentación deseado sin que las propiedades del material plástico se vean afectadas negativamente y sin que se produzca una alta presión no deseada en la cavidad de moldeo. Después, a una velocidad relativamente alta, el expulsor 8 se desplaza hacia adelante, en la dirección de la posición extendida, como se muestra en la Figura 3, desplazando las cuñas 9. En este caso, se selecciona el aumento de calor adiabático deseado de forma que sea tal que la temperatura del plástico vuelve, al menos sustancialmente, a aproximadamente la temperatura de fusión del mismo. El plástico, que posiblemente se ha solidificado un poco, se convierte en líquido de nuevo y puede seguir siendo empujado hasta el interior del molde para conseguir el llenado completo de la cavidad de moldeo, mientras que el producto puede tener espesores de pared que, de hecho, son demasiado pequeños para el índice de fluidez de la combinación correspondiente plástico/producto. Opcionalmente, después de desplazar el expulsor, se puede proporcionar aún una presión de mantenimiento con la ayuda del dispositivo de inyección 15, de modo que se pueden liberar tensiones no deseadas del producto.

Posteriormente, el molde se puede abrir de nuevo y el producto puede ser retirado.

Preferentemente, la velocidad de desplazamiento del o de cada expulsor es alta, de manera que el tiempo de desplazamiento del expulsor entre la posición retraída y la extendida es relativamente corto en comparación con la duración del ciclo de fabricación de un producto, por ejemplo entre 0 y 10% de ese tiempo, dependiendo también del calentamiento adiabático. Esto se puede determinar con un experimento para cada combinación plástico-producto o calcularse con ayuda de tablas estándar relativas al plástico, de propiedades del producto tales como las dimensiones y las vías de fluido, la fricción que se produce al mover el expulsor y la capacidad térmica y la temperatura de fusión del plástico.

En la Figura 4 se muestra una realización alternativa de un aparato según la invención donde se utilizan husillos roscados 25 con bloques de tuerca 26 para abrir y cerrar el molde 2. Estos se pueden incluir total o parcialmente en el molde 2. En esta realización, el plástico se introduce por una abertura de entrada 14 y se proporciona un expulsor 8 en ambos lados de la cavidad de moldeo 3. En estas realizaciones, los expulsores se pueden mover independientemente entre sí, aunque es preferible moverlos acoplados, por lo que se produce una carga simétrica en el molde 2.

A modo de ilustración se describirá una realización del procedimiento según la invención. Como ejemplo de producto se presenta un archivador de plástico. En la Tabla 1 se incluyen los datos de la máquina de moldeo por inyección; en la Tabla 2, los datos del molde; en la Tabla 3, las dimensiones del producto; en la Tabla 4, los datos de los expulsores o de la placa de presión; y en la Tabla 5, los datos relativos a los parámetros de funcionamiento. En la Tabla 6 se muestran las presiones y velocidades utilizadas durante un ciclo de moldeo por inyección. En relación, en el gráfico se muestra la temperatura del plástico que está en un molde según la invención durante un ciclo de moldeo por inyección frente al tiempo.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 1 Datos de la máquina

1

TABLA 2 Datos del molde

2

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3 Tamaño del producto

3

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 4 Datos de la placa de presión

4

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 5 Parámetros

5

TABLA 6 Duración del ciclo

6

\vskip1.000000\baselineskip

7

Con un método según la invención, en un tiempo 0, con el molde cerrado, en la cavidad de moldeo se introdujo una cantidad de plástico suficiente para fabricar un producto final, en este caso un archivador. En 0,1706 segundos, se introdujo un peso de inyectada de 128 gramos de PP en la cavidad de moldeo. La cavidad de moldeo comprendía un expulsor con una superficie frontal de aproximadamente 200.000 mm^{2}, que fue trasladada una distancia de 1,8 mm. El plástico se introdujo a una temperatura de aproximadamente 245ºC a una velocidad de 750 mm/s, sin presión, a una temperatura de molde de aproximadamente 50ºC, y se enfrió en una primera fase a unos 230ºC. En el momento T1, después de aproximadamente 0,107 segundos, se puso en marcha el expulsor, que se desplazó completamente hacia delante en aproximadamente 0,4 segundos, mientras que la temperatura del molde aumentó hasta justo por debajo de la temperatura a la que el plástico se descompone. Desde el momento T2, en el que el expulsor se desplazó completamente hacia delante y se mantuvo en esa posición, se dejó enfriar el plástico hasta una temperatura muy por debajo de la temperatura de fusión, cercana a la temperatura ambiente, por ejemplo entre 45 y 55ºC. Este enfriamiento se llevó a cabo en aproximadamente 12 segundos. Aparte de dos bisagras integrales, el grosor del producto en las cubiertas y la parte de atrás era, de media, 1,7 mm, visto en superficie frontal, por 655 mm por 320 mm. Durante el enfriamiento no fue necesaria la aplicación de presión de mantenimiento, como resultado del hecho de que no fue necesario absorber ningún arrugamiento. El producto parece estar libre de tensiones, de manera que se obtiene una buena estabilidad de forma.

Como resultado de la alta velocidad del expulsor, la energía cinética se transforma en calor, mientras que, por otra parte, la fricción entre el plástico y el molde, así como en el mismo plástico, y la compresión da como resultado un desarrollo de calor adiabático. Hasta aproximadamente el momento T2, el expulsor se desplaza completamente hacia adelante, el plástico del molde se mantiene en movimiento y, además, se mantiene por encima de la temperatura de fusión, de modo que se impide la solidificación y el comportamiento de fluencia del plástico se ve influenciado de manera positiva. Como resultado, se obtiene un relleno completo de la cavidad de moldeo con una fuerza de cierre y una presión de llenado limitadas.

El molde se trasladó con cuñas que tenían un ángulo de cuña de aproximadamente 4º.

Con un método según la invención tal como se ha descrito aquí, el expulsor ya se ha desplazado a la posición extendida mientras se está inyectando el plástico en la cavidad de moldeo. Esto también contribuye a que el plástico se mantenga en movimiento.

En la Figura 5 se muestra una representación fotográfica de una caja para CD fabricada con un procedimiento según la invención. Aquí, el patrón de flujo del plástico es claramente visible. La fotografía se explica de la siguiente manera.

Con la inyección convencional queda visible una maraña de líneas. Con la inyección convencional, estas líneas se producen debido a que se suministra plástico a presión. Un patrón confuso, muy oscuro se hace visible e indica la presencia de tensiones en el material. Por el contrario, en esta fotografía se presenta una imagen con patrones claros largos y atractivos. Una ligera presión de mantenimiento produce las dos manchas oscuras en torno a los puntos de inyección. En sí misma, esta presión de mantenimiento no es necesaria, aunque puede ser conveniente para seguir mejorando el producto, en particular su uniformidad. Las manchas ligeramente más oscuras que están cerca del centro son el resultado de esta presión de mantenimiento que, evidentemente, ha seguido siendo particularmente limitada.

8

La invención no se limita en modo alguno a las realizaciones que se representan en la figura y la descripción. Son posibles muchas variaciones al respecto en el marco de la invención tal como se describe en las reivindicaciones. Por ejemplo, un molde 2 a utilizar con el procedimiento según la invención puede comprender varias cavidades de moldeo, mientras que la cavidad de moldeo o cada cavidad de moldeo puede estar provista de uno o varios expulsores. Los expulsores pueden accionarse de diferentes maneras, por ejemplo directamente en vez de con las cuñas, y con la ayuda de diferentes medios, por ejemplo eléctricamente. Además, los expulsores se pueden mover en diferentes direcciones, por ejemplo en aproximadamente un ángulo perpendicular a la dirección de desplazamiento de las partes del molde, o pivotar para reducir espacio en la cavidad de moldeo.

Estas y otras muchas modificaciones similares son posibles en el marco de la invención tal como se describe en las reivindicaciones.

Claims

1. Procedimiento para formar productos de plástico donde se introduce una cantidad de plástico en una cavidad de moldeo (3) con una presión de alimentación inferior a 350 bar, preferentemente de entre 0 y 200 bar, en un estado sustancialmente plástico, donde al menos un elemento móvil denominado expulsor (8) se desplaza al menos parcialmente hasta una cavidad de moldeo correspondiente (3) mientras comprime y/o desplaza al menos una parte del plástico, donde la velocidad de desplazamiento de al menos un expulsor (8) es tan alta que se produce un desarrollo de calor adiabático en el plástico, de forma que el plástico se vuelve más líquido, al menos se reduce su viscosidad y la temperatura del plástico al menos vuelve sustancialmente a aproximadamente de fusión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, antes de la introducción del plástico en la cavidad de moldeo, el al menos un expulsor se sitúa a una distancia del conducto, determinada por la distancia entre un extremo, en la dirección de desplazamiento del expulsor correspondiente (8) y una parte de pared opuesta de la cavidad de moldeo, estableciéndose tal distancia en base a la fusión del plástico que se va a utilizar en la cavidad de moldeo.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el expulsor o cada expulsor (8) se desplaza a una velocidad tal que el movimiento del expulsor correspondiente se produce durante, como máximo, aproximadamente el 20% del tiempo de ciclo total de un ciclo de fabricación, determinado por el tiempo que transcurre entre el cierre del molde y la extracción de un producto final.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho movimiento del expulsor o de cada expulsor (8) se lleva a cabo en menos del 10%, en particular en menos del 5% y, preferentemente en menos del 3% del tiempo de ciclo total.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, como material, se introduce un plástico, en concreto un plástico termoplástico, a una presión y a una velocidad de alimentación tal que al menos se produce una solidificación parcial del plástico durante la introducción del plástico, mientras que el expulsor o cada expulsor (8) se introduce en la cavidad de moldeo (3) de manera que allí se produce un desarrollo de calor adiabático, de forma que el plástico vuelve a su estado líquido, al menos su viscosidad se reduce de manera que al desplazar el expulsor y, opcionalmente, al aplicar una presión de mantenimiento, la cavidad de moldeo correspondiente se llena por completo.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque en la cavidad de moldeo o en cada cavidad de moldeo (3) se proporcionan espacios de desbordamiento que se llenan de plástico, donde las partes llenas de los espacios de desbordamiento se utilizan coma elementos de agarre para extraer un producto formado en la cavidad de moldeo correspondiente.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utiliza una cavidad de moldeo que comprende como mínimo una parte de formación para formar una parte de producto de paredes delgadas, mientras que se proporciona al menos un expulsor (8) en o cerca de dicha parte de formación y cuya dirección de desplazamiento forma ángulo con un plano paralelo a dicho pequeño grosor de pared de dicha parte de producto, en concreto un ángulo de entre 30 y 90º, mientras que, con el expulsor (8) en una primera posición retraída, dicha parte de formación de producto define un conducto relativamente grande y, en una segunda posición extendida, define un conducto que corresponde a la sección en corte de la parte de producto de paredes delgadas que se va a formar, donde el conducto con el expulsor en la segunda posición se hace al menos en parte más pequeño que el ajuste al indice de fluidez (MFI) del plástico que se va a introducir durante la utilización, mientras que con el expulsor (8) en la primera posición, el conducto es considerablemente más grande que el ajuste a dicho índice de fluidez.