ES2325282T3 - Procedimiento de moldeo por inyeccion para fabricar tubos de ensayo de laboratorio y molde de uso en tal procedimiento de moldeo. - Google Patents
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Abstract
Proceso de moldeo por inyección de material plástico para fabricar tubos de ensayo de laboratorio que comprende las siguientes etapas operativas: - una etapa de predisposición de al menos un molde (1) que, por medio de un elemento hembra externo (10) y un elemento macho interno (20), define una cámara (2) de moldeo para un tubo de ensayo, teniendo dicha cámara (2) una extensión longitudinal principal a lo largo de un segundo eje central (X), comprendiendo dicho elemento hembra (10) una porción (30) de fondo y una porción (40) de cabeza, dentro de la cual hay una boca (41) de entrada hecha para dicho elemento macho (20); - una etapa de inserción de dicho elemento macho (20) dentro de dicho elemento hembra (10) a lo largo de dicho eje central (X); - una etapa de inyección en la que dicho material plástico fundido se coloca a presión dentro de dicha cámara (2) de moldeo a través de varios puntos (60) de inyección hechos en dicho elemento hembra (10); - una etapa de llenado, en la que dicho material plástico rellena progresivamente dicha cámara (2) de moldeo para obtener dicho tubo de ensayo; - una etapa de evacuación, simultánea con dicha etapa de llenado; - una etapa de extracción de dicho elemento macho (20) de dicho elemento hembra (10); - una etapa de retirada de dicho tubo de ensayo de dicho molde (1); caracterizado porque en la etapa de evacuación el aire contenido en dicha cámara (2) de moldeo sale progresivamente de dicho molde (1) bajo la presión de dicho material plástico a través de varias ranuras (70) hechas en dicho elemento hembra (10) a diferentes alturas a lo largo de dicho eje central (X), teniendo dichas ranuras (70) unas dimensiones tales que permiten el paso del aire y, al mismo tiempo, el bloqueo de la emisión de dicho material plástico fundido desde dicha cámara (2) de moldeo.
Description
Procedimiento de moldeo por inyección para
fabricar tubos de ensayo de laboratorio y molde de uso en tal
procedimiento de moldeo.
La presente invención se refiere a un proceso
para el moldeo por inyección de materiales plásticos para fabricar
tubos de ensayo de laboratorio y a un molde utilizable en tal
proceso.
El proceso de moldeo y el molde objeto de la
presente invención pueden usarse ventajosamente para producir tubos
de ensayo, pipetas y contenedores de plástico similares,
generalmente para uso clínico y, más particularmente, adaptados
para su uso en ensayos clínicos para medir la velocidad de
sedimentación de eritrocitos (VSE) de una muestra de sangre.
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Como es sabido, en el campo del análisis químico
de fluidos corporales, particularmente por medio de herramientas
analíticas automáticas, existe la necesidad particular de disponer
de tubos de ensayo, pipetas u otros contenedores similares con
paredes laterales interiores que estén perfectamente alineadas con
el eje de extensión longitudinal del tubo de ensayo mismo y que
posean un espesor constante a lo largo de todo el eje.
Esta necesidad es particularmente importante,
por ejemplo, en los ensayos para medir la velocidad de sedimentación
de eritrocitos (VSE) de una muestra de sangre. Como es sabido, de
hecho, el proceso de sedimentación de los eritrocitos se ve
intensamente influenciado por la forma de las paredes laterales del
tubo de ensayo usado para contener la muestra de sangre por
analizar. De hecho, si el tubo de ensayo tiene una sección
transversal interna que no es perfectamente constante y, por
consiguiente, las paredes internas no están perfectamente alineadas
respecto al eje de extensión longitudinal, los eritrocitos tienden
inevitablemente a depositarse sobre las paredes internas del tubo
de ensayo mismo, ralentizando de este modo su movimiento de
sedimentación hacia el fondo. Por lo tanto, los valores de VSE
obtenidos de medidas llevadas a cabo en tales tubos de ensayo
resultan falseados y carentes de fiabilidad.
La necesidad de disponer de tubos de ensayo con
paredes laterales de un espesor perfectamente constante para los
ensayos para medir la VSE no está conectada de por sí con el proceso
de eritrosedimentación, sino con la aparición de herramientas de
medida automáticas de tipo óptico. Estas herramientas se calibran en
función del espesor de las paredes laterales del tubo de ensayo,
dado que la medida que proporcionan depende también de la ruta
óptica de los rayos de lectura a través de las paredes. Por lo
tanto, al modificar la ruta óptica de los rayos, las posibles
irregularidades en el espesor de las paredes pueden ocasionar que la
herramienta de lectura automática proporcione valores de medida
fuera del intervalo de calibración y, por tanto, carentes de
fiabilidad.
Como es sabido, los procesos actuales para el
moldeo por inyección de materiales plásticos no permiten fabricar
tubos de ensayo de laboratorio que posean todas las peculiaridades
constructivas expuestas anteriormente, es decir, paredes laterales
perfectamente verticales y un espesor constante a lo largo de toda
la extensión longitudinal de los tubos de ensayo mismos. Por lo
tanto, para fabricar tales tubos de ensayo, tradicionalmente se ha
usado siempre vidrio, el cual puede procesarse con procesos de
moldeo de mayor flexibilidad operativa, respecto a los materiales
plásticos, y es especialmente capaz de proporcionar productos
finales con tolerancias dimensionales extremas.
La imposibilidad de usar materiales plásticos en
la producción de este tipo de tubos de ensayo deriva, en primer
lugar, de las dificultades operativas que se encuentran para
mantener el macho perfectamente alineado y centrado dentro del
molde durante el proceso de moldeo y, en segundo lugar, en las
dificultades que se encuentran para expulsar el aire del molde
durante la etapa de inyección del material plástico fundido.
Más detalladamente, las dificultades de centrar
el macho dentro del molde son una consecuencia del hecho de que las
dimensiones del macho están fijadas por las dimensiones de los tubos
de ensayo que han de fabricarse (diámetro interno de
aproximadamente 6-7 mm, espesor de la pared de
aproximadamente 1 mm y longitud de aproximadamente
11-12 cm). El macho es particularmente delgado y,
por lo tanto, no lo suficientemente fuerte y rígido como para
soportar las altas presiones de moldeo requeridas (del orden de 10
MPa) en el caso del moldeo de materiales plásticos, sin flexionarse
respecto al eje central del molde. Esto conduciría inevitablemente a
tubos de ensayo de plástico con paredes laterales inclinadas y sin
un espesor constante.
Además, este problema se intensifica por el
hecho de que, para facilitar la expulsión de todo el aire presente
en el molde, el material plástico fundido se inyecta en el molde
preferentemente en el fondo del tubo de ensayo. De hecho, con una
inyección desde el fondo se empuja el aire hacia la boca del tubo de
ensayo, donde puede salir fácilmente sin expulsores de aire
especiales. Por lo tanto, se tiene la ventaja de tener un molde
sencillo de fabricar desde el punto de vista constructivo y fiable
desde el punto de vista operativo. Sin embargo, de este modo, las
presiones de inyección de mayor intensidad se ejercen justo en el
lado libre del macho, es decir, en el área donde éste último es
menos rígido y queda sujeto a flexión con mayor facilidad.
Para limitar la flexión del macho, el material
plástico puede inyectarse en el molde por la boca o, posiblemente,
a lo largo del eje de extensión longitudinal del tubo de ensayo. Con
esta solución, las presiones de inyección se ejercen en áreas en
las que el macho es más rígido. Sin embargo, el aire contenido
dentro del molde se empuja, al menos parcialmente, hacia el área de
moldeo correspondiente al fondo del tubo de ensayo. Por lo tanto,
es necesario proveer al molde de un conjunto de expulsores que
permitan la evacuación del aire y eviten que éste quede atrapado
como burbujas dentro de la matriz de plástico. De hecho,
considerando el reducido espesor de las paredes de los tubos de
ensayo, la presencia de burbujas de aire podría generar microporos
capaces de comprometer la impermeabilidad del tubo de ensayo, que
entonces pasaría a ser totalmente inutilizable.
Por lo tanto, desde un punto de vista operativo,
esta segunda solución requiere la provisión de un molde
constructivamente mucho más complicado en comparación con el molde
requerido para la inyección desde el fondo. Además, esta segunda
solución, aunque resuelve parcialmente el problema del centrado del
macho, es bastante poco fiable. De hecho, es sabido en la técnica
que los expulsores de aire usados actualmente se obstruyen
frecuentemente y necesitan un mantenimiento continuo que requiere
particularmente mucho tiempo, lo cual es prohibitivo en las
producciones a gran escala.
El documento
JP-A-04135820 describe un proceso y
un molde según los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 14.
Por lo tanto, en esta situación, el objeto de la
presente invención es eliminar los inconvenientes de la técnica
conocida mencionada anteriormente, proporcionando un proceso de
moldeo por inyección que permite la fabricación de tubos de ensayo
de material plástico con características mejoradas.
Un objeto más de la presente invención es
proporcionar un proceso para el moldeo por inyección que permita la
fabricación de tubos de ensayo de plástico con paredes laterales
perfectamente verticales y con un espesor constante a lo largo de
toda su extensión longitudinal.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un proceso de moldeo por inyección que sea a la vez
barato y fácil de realizar.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un molde utilizable en tal proceso de moldeo que
permita un centrado perfecto del macho y una expulsión completa del
aire sin usar los expulsores tradicionales.
Estos y otros objetos se alcanzan usando un
proceso de moldeo por inyección y un molde utilizable en tal proceso
según las reivindicaciones adjuntas.
Las características técnicas de la invención,
según los propósitos mencionados anteriormente, pueden comprobarse
claramente a partir del contenido de las siguientes reivindicaciones
y las ventajas de dicha invención serán más evidentes en la
descripción detallada a continuación, elaborada en referencia a los
dibujos adjuntos, los cuales representan una forma de realización
meramente ilustrativa, pero no limitante de la misma, en la que:
la figura 1 muestra una vista esquemática
lateral de un molde para moldeo según la invención;
la figura 2 muestra una vista en perspectiva
de un detalle del molde de la figura 1 correspondiente a la
extensión de las ranuras para la evacuación del aire según una forma
de realización preferida;
las figuras 3 y 3a muestran una vista en planta
de un detalle del molde de la figura 1 correspondiente a la primera
base de soporte;
la figura 4 muestra una vista en sección de la
primera base de soporte de la figura 3 a lo largo de la línea
IV-IV de dicha figura;
la figura 5 muestra un vista en perspectiva de
la primera base de soporte de la figura 4 seccionada a lo largo de
la línea V-V de la figura 4;
las figuras 6 y 6a muestran una vista en planta
de un detalle del molde de la figura 1 correspondiente a una
segunda base de soporte;
la figura 7 muestra una vista en sección de la
segunda base de soporte de la figura 6 según la línea
VII-VII de la misma figura;
la figura 8 muestra una vista en perspectiva de
la segunda base de soporte de la figura 6 seccionada a lo largo de
la línea VIII-VIII de la figura 7;
la figura 9 muestra una vista en perspectiva de
la primera y la segunda bases de soporte de las figuras 5 y 8 en
estado ensamblado, con algunas partes retiradas para destacar mejor
otras partes; y
las figuras 10 y 11 muestran dos vistas en
perspectiva de un detalle del módulo de la figura 1 correspondiente
a la extensión de las ranuras para la evacuación del aire según las
dos formas de realización alternativas diferentes.
El proceso para el moldeo por inyección de
material plástico, objeto de la presente invención, puede usarse
ventajosamente en la producción de tubos de ensayo de laboratorio,
pipetas y contenedores similares de material plástico, destinados
en general al uso clínico, que requieren paredes laterales
perfectamente verticales con un espesor constante a lo largo de
toda la extensión longitudinal de dichos tubos de ensayo.
En particular, este proceso de moldeo puede
emplearse, por lo tanto, en la producción de tubos de ensayo de
material plástico adecuado para su empleo en ensayos clínicos para
medir la velocidad de sedimentación de eritrocitos (VSE) de una
muestra de sangre.
Además, el proceso de moldeo objeto de la
presente invención permite solucionar el problema de la evacuación
del aire del molde sin tener que usar expulsores de tipo
tradicional.
Ventajosamente, este proceso de moldeo puede
usar cualquier material plástico adecuado para el uso médico como,
por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE),
polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno y
metacrilato.
La primera etapa operativa del proceso según la
presente invención es una etapa de provisión de al menos un molde
conformado 1 para moldear un tubo de ensayo de laboratorio. Este
molde 1 incluye un elemento hembra 10 hueco internamente y un
elemento macho 20 que puede insertarse dentro del elemento hembra 10
para definir una cámara 2 de moldeo adecuada para un tubo de ensayo
de laboratorio.
Como puede verse en la figura 1, esta cámara 2
de moldeo presenta una extensión longitudinal principal a lo largo
de un eje central X. La forma de la cámara 2 de moldeo puede ser de
cualquier tipo, dependiendo de las necesidades.
Como se explicará en detalle más adelante al
describir el molde objeto de la presente invención juntamente con
el proceso de moldeo, el elemento hembra 10 incluye al menos una
porción 30 de fondo, destinada a dar forma al fondo del tubo de
ensayo, y una porción 40 de cabeza, destinada a dar forma al cuerpo
principal del tubo de ensayo mismo.
Más detalladamente, la porción 30 de fondo
incluye un remate sustancialmente semiesférico 31, mientras que la
porción 40 de cabeza está provista de una boca 41 de entrada, que
corresponde a la boca misma del tubo de ensayo, para permitir la
inserción del elemento macho 20.
A continuación de la etapa mencionada
anteriormente de provisión del molde se prevé una etapa de inserción
del elemento macho 20 dentro del elemento hembra 10 a lo largo del
eje central X mencionado anteriormente.
En este momento la cámara 2 de moldeo está
preparada y es posible entonces proceder con la etapa de inyección
del material plástico fundido dentro del molde 1. En esta etapa, el
material plástico previamente fundido en una cámara de fusión
apropiada se introduce a presión en la cámara 2 de moldeo por medio
de una pluralidad de puntos 60 de inyección hechos en el elemento
hembra 10. El material plástico fundido rellena progresivamente la
cámara 2 de moldeo en una etapa de llenado subsiguiente.
Según un aspecto importante de la presente
invención, simultáneamente con esta etapa de llenado se prevé una
etapa de evacuación del aire contenido en la cámara 2 de moldeo.
Durante esta etapa, el aire sale progresivamente del molde 1
través de una pluralidad de ranuras 70 hechas en el elemento hembra
10, bajo la presión ejercida por el material plástico fundido que
rellena progresivamente la cámara 2 de moldeo.
Como se describirá en detalle más adelante,
estas ranuras 70 tienen unas dimensiones tales que permiten el
flujo del aire y al mismo tiempo bloquean la emisión de material
plástico fundido desde la cámara 2 de moldeo. Tales ranuras 70
están disponibles a diferentes alturas a lo largo del eje central X
mencionado anteriormente, para permitir de este modo un flujo
progresivo del aire desde el molde a medida que el material plástico
fundido rellena la cámara 2 de moldeo.
Después de la solidificación del material
plástico se prevé una etapa de extracción del elemento macho 20 del
elemento hembra 10 y, por lo tanto, una etapa de retirada del tubo
de ensayo del molde 1.
Ventajosamente, durante la etapa de inyección
mencionada anteriormente el material plástico fundido se introduce
a presión dentro de la cámara 2 de moldeo a través de los puntos 60
de inyección lateral. Los varios puntos 60 de inyección lateral
están hechos en el elemento hembra 10 en una sección intermedia 50
comprendida entre la boca 41 de entrada y la porción 30 de fondo y
pueden ser coplanares, hallándose en un mismo plano p
sustancialmente ortogonal respecto al eje central X mencionado
anteriormente o pueden hallarse en varios planos paralelos p
sustancialmente ortogonales respecto al eje central X mencionado
anteriormente. Preferentemente, los puntos 60 de inyección están
hechos entre la porción 30 de fondo y la porción 40 de cabeza.
Según una primera forma de realización, los
puntos 60 de inyección lateral están hechos como pares de puntos
opuestos respecto al eje central X. Cada par de puntos de inyección
se halla sustancialmente en el mismo plano ortogonal p.
Preferentemente todos los puntos de inyección están hechos en el
mismo plano ortogonal p.
Según una segunda forma de realización, los
puntos 60 de inyección lateral están distribuidos radialmente
respecto al eje central X y a distancias angulares regulares. Por
ejemplo, pueden disponerse tres puntos de inyección distribuidos
entre sí con una distancia angular de aproximadamente 120º.
Preferentemente, los puntos 60 de inyección
lateral, independientemente de como estén distribuidos dentro del
elemento hembra 10, están definidos por boquillas orientadas
ortogonalmente respecto a dicho eje central X, para permitir que el
material plástico fundido entre a presión en la cámara 2 de moldeo
durante la etapa de inyección según las direcciones de inyección Y,
ortogonales respecto al eje central X. Gracias a esta distribución
de las boquillas, el elemento macho 20 está sujeto a un sistema de
fuerzas totalmente equilibrado que proporciona un centrado perfecto
del elemento macho 20 mismo a lo largo del eje central X mencionado
anteriormente durante el moldeo del tubo de ensayo.
Según formas de realización alternativas, el
centrado del elemento macho 20 puede obtenerse también orientando
las boquillas de los puntos 60 de inyección lateral en ángulos que
no son rectos respecto al eje central X. En este caso, las
boquillas no son coplanares a los planos p en los que se hallan los
varios puntos 60 de inyección, sino que se hallan en planos
inclinados. Sin embargo, estas soluciones alternativas, aunque
permiten el centrado del macho, tienen la desventaja de que
originan una inyección del material plástico fundido dentro de la
cámara 2 de moldeo que no es perfectamente homogénea.
Ventajosamente, gracias a la distribución
uniforme mencionada anteriormente de los puntos 60 de inyección,
bien equidistantes o en pares de puntos opuestos, el elemento macho
20 se mantiene centrado dentro del elemento hembra 10 y alineado
con el eje central X de la cámara 2 de moldeo durante la etapa de
llenado por la presión distribuida uniformemente del material
plástico fundido introducido dentro de la cámara 2 de moldeo a
través de los puntos 60 de inyección mencionados anteriormente.
Ventajosamente, las ranuras 70 mencionadas
anteriormente pueden extenderse en toda la extensión longitudinal
del elemento hembra 20 a lo largo del eje central X, así como
limitarse a algunos segmentos, siempre que al menos la porción 30
de fondo quede cubierta.
De hecho, durante la etapa de evacuación, el
aire contenido dentro de la cámara 2 de moldeo en el segmento
comprendido entre la boca 41 de entrada y la sección intermedia 50,
en la que están hechos los puntos 60 de inyección, tiende a salir
de manera natural del molde 1 por la boca de entrada misma. Por lo
tanto, es posible también que en este segmento de la cámara 2 de
moldeo no haya ranuras 70, aunque éstas faciliten la evacuación del
aire. Por otro lado, el aire contenido dentro de la cámara 2 de
moldeo en el segmento comprendido entre la sección intermedia 50
mencionada anteriormente y la porción 30 de fondo no puede salir por
la boca 41 de entrada, al estar su paso obstruido por el material
plástico fundido, y su única vía de escape son las ranuras 70.
Según una forma de realización preferida, cada
una de las ranuras 70 mencionadas anteriormente se extiende con un
primer segmento 71 que parte de la sección intermedia 50, en la que
están hechos los puntos 60 de inyección, para proceder después con
un segundo segmento 72 en el remate 31 de la porción 30 de fondo.
Preferentemente, el primer segmento 71 es sustancialmente
rectilíneo y paralelo al eje central X y conecta de manera continua
con el segundo segmento 72, que es sustancialmente curvilíneo y
convergente hacia el polo N del remate 31, para formar una ranura
continua.
Según una forma de realización alternativa no
ilustrada en las figuras adjuntas, cada ranura 70 puede tener una
forma sustancialmente circular, coaxial al eje central X. Las
ranuras se hallan en varios planos paralelos a diferentes alturas
respecto al eje central X, partiendo del remate 31 hacia la boca 41
de entrada para alcanzar al menos hasta cerca de la sección
intermedia 50 en la que están hechos los puntos 60 de inyección.
El alcance de protección de esta patente no se
limita a las formas de las ranuras 70 que acaban de describirse,
sino que se extiende a cualquier forma útil para desempeñar la
función de estas ranuras 70, es decir, expulsar progresivamente el
aire durante la etapa de llenado del molde 1. De hecho, por ejemplo,
pueden preverse ranuras 70 que interseccionan, que siguen una línea
discontinua o inclinada respecto al eje central X o que tienen una
forma ondulada. En las figuras 10 y 11 se muestran algunas
soluciones alternativas para la formación de las ranuras 70, con
líneas oblicuas y líneas discontinuas, respectivamente.
Como ya se ha mencionado anteriormente, un
objeto de la presente invención es también un molde para el moldeo
de tubos de ensayo de laboratorio por inyección de material
plástico, utilizable especialmente en el proceso de moldeo que acaba
de describirse.
\newpage
Las características básicas de este molde se han
anticipado ya al describir el proceso de moldeo, objeto de la
presente invención. Se describirá una forma de realización preferida
de un molde tal haciendo referencia a las figuras adjuntas y
manteniendo, por lo tanto, las referencias numéricas ya usadas
anteriormente.
Como puede observarse en la figura 1, el
elemento macho 20 del molde 1 consiste en un cuerpo tubular con una
extensión longitudinal principal a lo largo del eje central X
mencionado anteriormente. El elemento macho 20 está conectado a una
primera estructura de soporte (no mostrada) en su porción 21 de
base. Preferentemente, en esta porción 21 de base, el elemento
macho 20 muestra una sección transversal aumentada, de modo que se
aumenta la resistencia a la flexión a lo largo del eje central.
El elemento hembra 10 está alojado dentro de una
segunda estructura de soporte (no mostrada), dentro de la cual hay
una serie de canales de inyección calentados 80 que comunican con
los puntos 60 de inyección lateral, para transportar el material
plástico fundido desde una cámara de fusión (no mostrada) hasta la
cámara 2 de moldeo.
Más detalladamente, el elemento hembra 10
consiste en dos cuerpos huecos distintos, que se ensamblan antes
del moldeo para definir la superficie de extensión externa del tubo
de ensayo. Un primer cuerpo hueco corresponde a la porción 40 de
cabeza mencionada anteriormente y define la forma del tubo de ensayo
para el segmento que se extiende desde la boca del tubo de ensayo
mismo hasta el final del área graduada, mientras que el segundo
cuerpo hueco corresponde a la porción 30 de fondo mencionada
anteriormente y define la forma del tubo de ensayo para el segmento
que se extiende desde el final del área graduada hasta el fondo.
Como puede verse en la figura 1, el área de
conexión entre estos dos cuerpos huecos 30 y 40 del elemento hembra
10 define la sección intermedia 50 mencionada anteriormente en la
que se hallan los puntos 60 de inyección lateral y que está
definida por un plano p ortogonal al eje central X. Preferentemente,
este plano p está situado inmediatamente por debajo del área de
lectura graduada del tubo de ensayo, para evitar así que el área
graduada se deteriore por la presencia de rastros de los puntos de
inyección.
Como ya se ha mencionado anteriormente, según
soluciones alternativas no mostradas los puntos 60 de inyección
pueden hallarse en diferentes planos ortogonales al eje central X.
En este caso, el área de conexión entre estos dos cuerpos huecos 30
y 40 del elemento hembra 10 ya no es una única superficie
sustancialmente plana, sino que más bien es una superficie con
escalones (de forma recta o de rampa) definida por los varios planos
ortogonales al eje central X (paralelos entre sí) en los que se
hallan los puntos de inyección.
Según la forma de realización preferida
mostrada, particularmente en las figuras 5 y 8, la porción 30 de
fondo del elemento hembra 10 está formada por una primera y una
segunda serie de secciones 100 y 200 que están conectadas a una
primera y a una segunda base 110 y 210 de soporte, respectivamente.
Estas bases, análogamente a las dos series de secciones, tienen la
forma adecuada para acoplarse entre sí, formando así un único
cuerpo.
Como puede observarse en la figura 9, cuando las
dos bases 110 y 210 de soporte están acopladas, las secciones 100
de la primera serie se alternan con las secciones 200 de la segunda
serie.
Como puede observarse, en particular, en las
figuras 4 y 5, la primera base de soporte 110 consiste en un cuerpo
cilíndrico, que está provisto coaxialmente de una cavidad conformada
internamente 111. Dentro de esta cavidad 11, cuatro secciones 100
con una extensión longitudinal principal paralela al eje central X
se proyectan radialmente. Cada sección está conformada de modo que
muestra una parte cóncava 103, que define el sector correspondiente
del remate semiesférico 31 y converge hacia el polo N de este
último, y una parte sustancialmente plana 104, que se extiende
paralelamente al eje central X hasta el plano ortogonal p en el que
se hallan los puntos 60 de inyección, para definir el sector
correspondiente de la porción 30 de fondo que conecta con la porción
40 de cabeza.
Como puede observarse en la figura 8, la segunda
base de soporte 210 consiste en un cuerpo plano 213 del que cuatro
brazos 212 se proyectan radialmente a 90º. A partir de cada brazo se
extiende una sección 200 paralelamente al eje central X. Las cuatro
secciones 200 se conectan entre sí en el polo N del remate
semiesférico 31. La forma de las secciones 200 de la segunda serie
es sustancialmente similar a la de las secciones 100 de la primera
serie.
Las superficies de conexión entre las secciones
de las dos series 100 y 200 definen las ranuras 70 para la
evacuación del aire. Preferentemente, cada ranura 70 se extiende
transversalmente hacia el eje central X con un espacio de aire L
comprendido en el intervalo entre 0,005 y 0,02 mm y está definida
por dos paredes planas opuestas 102 y 202, pertenecientes a dos
secciones de las dos series 100 y 200, respectivamente.
Preferentemente, estas paredes tienen una rugosidad superficial,
definida como Ra, en el intervalo entre 0,4.10^{-6} m y
6,3.10^{-6} m. Esta rugosidad superficial define una densa red de
microcanales entre las dos paredes que permiten el paso libre del
aire, aunque evitan al mismo tiempo las fugas de material plástico
fundido.
Según esta forma de realización preferida, hay
ocho ranuras 70 para la evacuación del aire que siguen el perfil de
las secciones de las dos series 100 y 200. El primer segmento 71 de
cada ranura sigue el borde de la parte plana 104 de las secciones,
mientras que el segundo segmento 72 sigue el borde de la parte
cóncava 103 de las secciones. La extensión de estas ranuras 70
puede apreciarse en la figura 2, en la que, para mayor claridad,
solamente se muestra la extensión superficial de la porción 30 de
fondo, sin ilustrar el espesor real de las paredes de contención
externas.
La extensión total de las ranuras 70 así
definidas permite obtener grandes superficies de evacuación activa,
difíciles de obtener utilizando en su lugar los expulsores de tipo
tradicional. De hecho, para un molde 1 según la invención en el que
la distancia entre el polo N del remate 31 y el plano p de los
puntos de inyección ha sido fijado en aproximadamente 15 mm, la
superficie total de evacuación proporcionada por las ocho ranuras
es de 2,4 mm^{2}, considerando para cada ranura un espacio de aire
L de 0,02 mm. Esta superficie es igual a la de un orificio circular
con un diámetro de aproximadamente 1,76 mm.
Tradicionalmente, una superficie de evacuación
de estos tamaños puede obtenerse solamente disponiendo en el fondo
del molde de un gran número (constructivamente imposible) de
expulsores, con la desventaja de no tener una superficie de
evacuación distribuida, sino una superficie, en cualquier caso,
concentrada en unos pocos puntos.
Como puede observarse en detalle en las figuras
3 y 3a, los puntos 60 de inyección están hechos en la primera base
de soporte 110, en cada una de las secciones 100 de la primera
serie. Los puntos 60 de inyección son cuatro, dispuestos
radialmente respecto al eje central X y espaciados angularmente a
90º entre sí para resultar opuestos por pares. Los puntos 60 de
inyección están definidos por boquillas orientadas ortogonalmente
respecto al eje central X, para permitir que el material plástico
entre dentro de la cámara 2 de moldeo según las direcciones de
inyección Y, ortogonales al eje central X, y permitir así el
centrado del elemento macho 20 dentro del elemento hembra 10.
Más detalladamente, como puede observarse en la
figura 3, el material plástico fundido se transporta a las
boquillas a través de una red de canales de inyección 80 que se
ramifican a partir de un colector de suministro (no se ilustra) por
medio de una serie de bifurcaciones. Esta solución constructiva
permite conseguir una inyección equilibrada, obteniendo así la
misma presión de inyección en cada boquilla.
Claims (25)
1. Proceso de moldeo por inyección de material
plástico para fabricar tubos de ensayo de laboratorio que comprende
las siguientes etapas operativas:
- una etapa de predisposición de al menos un
molde (1) que, por medio de un elemento hembra externo (10) y un
elemento macho interno (20), define una cámara (2) de moldeo para un
tubo de ensayo, teniendo dicha cámara (2) una extensión
longitudinal principal a lo largo de un segundo eje central (X),
comprendiendo dicho elemento hembra (10) una porción (30) de fondo
y una porción (40) de cabeza, dentro de la cual hay una boca (41) de
entrada hecha para dicho elemento macho (20);
- una etapa de inserción de dicho elemento macho
(20) dentro de dicho elemento hembra (10) a lo largo de dicho eje
central (X);
- una etapa de inyección en la que dicho
material plástico fundido se coloca a presión dentro de dicha cámara
(2) de moldeo a través de varios puntos (60) de inyección hechos en
dicho elemento hembra (10);
- una etapa de llenado, en la que dicho material
plástico rellena progresivamente dicha cámara (2) de moldeo para
obtener dicho tubo de ensayo;
- una etapa de evacuación, simultánea con dicha
etapa de llenado;
- una etapa de extracción de dicho elemento
macho (20) de dicho elemento hembra (10);
- una etapa de retirada de dicho tubo de ensayo
de dicho molde (1);
caracterizado porque en la etapa de
evacuación el aire contenido en dicha cámara (2) de moldeo sale
progresivamente de dicho molde (1) bajo la presión de dicho
material plástico a través de varias ranuras (70) hechas en dicho
elemento hembra (10) a diferentes alturas a lo largo de dicho eje
central (X), teniendo dichas ranuras (70) unas dimensiones tales
que permiten el paso del aire y, al mismo tiempo, el bloqueo de la
emisión de dicho material plástico fundido desde dicha cámara (2)
de moldeo.
2. Proceso de moldeo según la reivindicación 1,
en el que durante dicha etapa de inyección, dicho material plástico
fundido se introduce a presión dentro de dicha cámara (2) de moldeo
a través de puntos (60) de inyección lateral, los cuales se hallan
en uno o más planos sustancialmente ortogonales (p) a dicho eje
central (X) en una sección intermedia (50) de dicho elemento hembra
(10) comprendida entre dicha boca (41) de entrada y dicha porción
(30) de fondo.
3. Proceso de moldeo según la reivindicación 2,
en el que dichos puntos (60) de inyección lateral están hechos
entre dicha porción (30) de fondo y dicha porción (40) de
cabeza.
4. Proceso de moldeo según las reivindicaciones
2 ó 3, en el que dichos puntos (60) de inyección lateral están
hechos en dicho elemento hembra (10) como pares de puntos opuestos
respecto a dicho eje central (X), hallándose los dos puntos de
inyección opuestos de cada par en el mismo plano ortogonal (p).
5. Proceso de moldeo según las reivindicaciones
2 ó 3, en el que dichos puntos (60) de inyección están distribuidos
radialmente respecto a dicho eje central (X) a distancias angulares
regulares.
6. Proceso de moldeo según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en el que dichos puntos de inyección están
definidos por boquillas orientadas ortogonalmente respecto a dicho
eje central (X) para permitir que dicho material plástico fundido
entre, durante dicha etapa de inyección, dentro de dicha cámara (2)
de moldeo a presión y a lo largo de las direcciones de inyección
(Y), que son ortogonales respecto a dicho eje central (X).
7. Proceso de moldeo según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en el que dicho elemento macho (20) se
mantiene centrado dentro de dicho elemento hembra (10) y alineado
respecto a dicho eje central (X) por dicho material plástico
fundido introducido a presión dentro de dicha cámara (2) de moldeo a
través de dichos puntos (60) de inyección lateral.
8. Proceso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que cada una de dichas ranuras
(70) muestra al menos un primer segmento sustancialmente rectilíneo
(71), paralelo a dicho eje central (X).
9. Proceso según la reivindicación 8, en el que
dicha porción (30) de fondo comprende un remate sustancialmente
semiesférico (31) y en el que cada una de dichas ranuras (70) se
extiende en dicho remate (31) con un segundo segmento curvilíneo
(71) que converge hacia el polo (N) de dicho remate (31).
10. Proceso de moldeo según las reivindicaciones
2 y 9, en el que cada una de dichas ranuras (70) se extienden a
partir del remate (31) de dicha porción (30) de fondo con dicho
segundo segmento (72) para proceder hacia dicha boca (41) de
entrada con dicho primer segmento (71), al menos hasta cerca de
dicha sección intermedia (50) en la que están hechos dichos puntos
(60) de inyección, estando dicho segundo segmento (72) conectado de
manera continua con dicho primer segmento (71) para formar una
ranura continua.
11. Proceso de moldeo según la reivindicación 2,
en el que cada una de dichas ranuras (70) tiene una forma
sustancialmente circular, coaxial respecto a dicho eje central (X),
hallándose dichas ranuras en planos paralelos colocados a
diferentes alturas respecto a dicho eje central (X), partiendo de
dicho remate (31) hacia dicha boca (41) de entrada hasta llegar al
menos a la proximidad de dicha sección intermedia (50).
12. Proceso de moldeo según las reivindicaciones
10 u 11, en el que, durante dicha etapa de evacuación, el aire
contenido dentro de dicha cámara (2) de moldeo entre dicha sección
intermedia (50) y dicha boca (41) de entrada sale de dicho módulo
(1) principalmente por la boca (41), mientras que el aire contenido
dentro de dicha cámara (2) de moldeo entre dicha sección intermedia
(50) y dicho remate (31) sale progresivamente del molde (1) a
través de dichas ranuras (70).
13. Proceso de moldeo según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho material plástico
se elige del grupo que comprende tereftalato de polietileno (PET),
polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC),
poliestireno y metacrilato.
14. Molde para el moldeo de tubos de ensayo de
laboratorio por medio de la inyección de material plástico fundido,
utilizable en particular en el proceso de moldeo según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende:
- una cámara (2) de moldeo definida por un
elemento hembra externo (10) y un elemento macho interno (20),
teniendo dicha cámara (2) una extensión principal a lo largo de un
eje central (X), estando dicho elemento hembra (10) provisto de
varios puntos (60) de inyección lateral para dicho material plástico
fundido y comprendiendo una porción (30) de fondo y una porción
(40) de cabeza en la que se ha hecho una boca (41) de entrada para
dicho elemento macho (20);
- una pluralidad de canales de inyección (80)
hechos en el elemento hembra (10) fuera de dicha cámara de formación
(2) que comunican con dichos puntos (60) de inyección para
transportar dicho material plástico fundido desde una cámara de
fusión hasta dicha cámara (2) de moldeo;
caracterizado porque dicho elemento
hembra (20) está provisto de una pluralidad de ranuras (70)
adaptadas para permitir la salida del aire contenido en la cámara
(2) de moldeo bajo la presión del material plástico fundido,
estando dichas ranuras (70) dispuestas a diferentes alturas a lo
largo del eje central (X) y teniendo unas dimensiones tales que
permiten el paso del aire y, al mismo tiempo, bloquean la emisión de
dicho material plástico fundido desde dicho molde (1).
15. Molde según la reivindicación 14, en la que
cada una de dichas ranuras (70) tiene una abertura (L) comprendida
entre 0,005 y 0,02 mm y está definida por dos paredes opuestas (102;
202) con una rugosidad superficial, definida como Ra, comprendida
entre 0,4 x 10^{-6} m y 6,3 x 10^{-6} m.
16. Molde según las reivindicaciones 14 ó 15, en
el que dichos puntos (60) de inyección lateral se hallan en uno o
más planos sustancialmente ortogonales (p) respecto a dicho eje
central (X) en una sección intermedia (50) de dicho elemento hembra
(10) comprendida entre dicha boca (41) de entrada y dicha porción
(30) de fondo.
17. Molde según la reivindicación 16, en el que
dichos puntos (60) de inyección lateral están hechos a partir de
dicha porción (30) de fondo y dicha porción (40) de cabeza.
18. Molde según las reivindicaciones 16 ó 17, en
el que dichos puntos (60) de inyección lateral están hechos en
dicho elemento hembra (10) como pares de puntos, opuestos respecto a
dicho eje central (X), hallándose los dos puntos de inyección
opuestos de cada par sustancialmente en el mismo plano ortogonal
(p).
19. Molde según las reivindicaciones 16 ó 17, en
el que dichos puntos (60) de inyección están dispuestos radialmente
respecto a dicho eje central (X) a distancias angulares
regulares.
20. Molde según una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 19, en el que dichos puntos (60) de inyección
están definidos por boquillas orientadas ortogonalmente respecto a
dicho eje central (X) para permitir que dicho material plástico
entre dentro de dicha cámara (2) de moldeo a lo largo de las
direcciones de inyección (Y), que son ortogonales a dicho eje
central (X), y así permitir el centrado de dicho elemento macho (20)
dentro de dicho elemento hembra (10).
21. Molde según una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 20, en el que cada una de dichas ranuras (70)
se extiende entre dicha porción (30) de fondo y dicha porción (40)
de cabeza con al menos un primer segmento (71) sustancialmente
rectilíneo y paralelo respecto a dicho eje central (X).
22. Molde según la reivindicación 21, en el que
dicha porción (30) de fondo comprende un remate sustancialmente
semiesférico (31) y en el que cada una de dichas ranuras (70) se
extiende en dicho remate (31) con un segundo segmento curvilíneo
(72), que converge hacia el polo (N) de dicho remate (31).
23. Molde según las reivindicaciones 16 y 22, en
el que cada una de dichas ranuras (70) se extiende partiendo de
dicho remate (31) con dicho segundo segmento (72) para proceder
hacia dicha boca (41) de entrada con dicho primer segmento (71),
hasta al menos en la proximidad de dicha sección intermedia (50),
estando dicho segundo segmento (72) conectado de manera continua
con dicho primer segmento (71) para formar una ranura continua.
24. Molde según una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 20, en el que cada una de dichas ranuras (70)
tiene una forma sustancialmente circular, coaxial respecto a dicho
eje central (X), hallándose dichas ranuras (70) en planos paralelos
colocados a diferentes alturas respecto a dicho eje central (X),
empezando desde dicho remate (31) hacia dicha boca (41) de
entrada.
25. Molde según una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 23, en el que dicha porción (30) de fondo está
formada por al menos una primera serie (100) y una segunda serie
(200) de secciones conectadas respectivamente a una primera base de
soporte (110) y a una segunda base de soporte (210) de formas
complementarias para permitir su acoplamiento mutuo, alternando las
secciones (101) de dicha primera serie con dichas cuñas (201) de
dicha segunda serie y estando definidas dichas ranuras (70) en las
zonas de conexión entre las secciones (100) de dicha primera serie
y las secciones (200) de dicha segunda serie.
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