ES2348885A1 - Molde de inyeccion de plasticos con extraccion del aire interior y procedimiento de extraccion del aire llevado a cabo con dicho molde. - Google Patents
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Abstract
Molde de inyección de plásticos con extracción del aire interior y procedimiento de extracción del aire llevado a cabo con dicho molde. Molde (1) de inyección de plásticos que permite la extracción del aire de su interior durante el proceso de inyección y procedimiento para la extracción en donde dicho molde (1) básicamente comprende unos medios de cierre, una o más cavidades de inyección (2) provistas de al menos una boca de inyección para la introducción del material caliente en estado fluido y al menos un dispositivo expulsor formado por un alojamiento (3) para una varilla expulsora (4) encargada de la extracción de la pieza ya moldeada, en donde una conducción de aire (6) conectada a una bomba de vacío o un dispositivo de succión (7) intercepta dichos alojamientos (3) de las varillas expulsoras (4) provocando una succión del aire del interior del molde (1).
Description
Molde de inyección de plásticos con extracción
del aire interior y procedimiento de extracción del aire llevado a
cabo con dicho molde.
La presente invención es aplicable a la
industria del moldeado de piezas de material plástico por inyección,
y más concretamente al sector de la inyección de moldes y procesos
de moldeado por inyección.
Más concretamente, la presente invención tiene
por objeto un molde de inyección de plásticos que permite la
extracción del aire de su interior durante el proceso de inyección y
un procedimiento para la extracción del aire utilizando dicho
molde.
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Un molde para la inyección de termoplástico está
formado , entre otros componentes, por dos placas de figura, una
denominada placa cavidad y otra denominada placa punzón, así como un
juego de placas expulsoras donde están alojadas las varillas
expulsoras, que servirán para expulsar la pieza inyectada.
Un molde de inyección puede tener una o varias
cavidades de figura, en donde en el momento de la inyección, el
material plástico debidamente fundido, es introducido bajo presión a
través de una boca o punto de inyección, hasta conseguir el llenado
completo de cada una de las cavidades.
Cada molde incorpora un circuito de
refrigeración constituido por taladros mecanizados en las placas de
figura, que sirven para enfriar el plástico inyectado y solidificar
la pieza.
Las varillas expulsoras situadas en unos
alojamientos pasantes estructuralmente configurados en la placa
punzón son activados a través de las placas expulsoras, siendo las
encargadas de extraer la pieza de la cavidad, una vez el plástico se
ha solidificado.
Este alojamiento no presenta un diámetro
uniforme en toda su longitud, sino que las varillas expulsoras están
realmente ajustadas, con una holgura muy estrecha marcada por unas
normas estandarizadas, en la parte más próxima a la cavidad,
mientras que en el resto, el alojamiento presenta un diámetro mayor
para evitar roces innecesarios con las varillas expulsoras.
Durante el proceso de inyección el molde está
cerrado y por lo tanto la cavidad está llena de aire que al ir
inyectando la materia plástica se va comprimiendo, reduciendo su
volumen y aumentando su presión, dificultando de esta manera el
llenado de la materia plástica.
Todo este proceso requiere, en muchos casos, de
un aumento de la temperatura de la masa de plástico, así como una
mayor presión de inyección a fin de que pueda llenar toda la cavidad
del molde, principalmente en zonas de difícil configuración, lo que
conlleva un mayor tiempo de enfriamiento antes de poder desmoldear
la pieza debidamente solidificada.
En muchos casos, debido al exceso de temperatura
y presión que se aplica a la materia plástica para llenar la
cavidad, se producen tensiones internas en la propia pieza con lo
que la estabilidad dimensional queda perjudicada, repercutiendo
negativamente en la calidad final del producto.
Para solucionar estos problemas son conocidas
algunas soluciones que posibilitan la salida de aire pero impidiendo
al mismo tiempo la salida del material inyectado.
Estas soluciones incluyen la creación de unos
conductos de evacuación del aire, situados en el perímetro de la
cavidad, habitualmente en la zona más alejada del punto de
inyección. La masa de aire también escapa de la cavidad a través de
la pequeña holgura existente entre las varillas expulsoras y sus
alojamientos.
También es conocida la disposición, en la boca
de acceso del conducto de evacuación, de un elemento obturador que
posibilita la salida del aire e impide la salida del material
inyectado.
Este elemento obturador está constituido en unos
casos por un filtro permeable al aire y en otros casos por un
sombrerete o elemento de cierre que tiende a mantenerse en una
posición de apertura por la acción de un muelle. Este elemento de
cierre permite la evacuación del aire y se cierra automáticamente
cuando la presión del material inyectado vence el empuje del muelle,
evitando entonces la salida de dicho material inyectado por el
conducto de evacuación, aunque esta solución no es aplicable con
todos los materiales.
Estos moldes presentan diversos inconvenientes
relacionados con los medios de evacuación del aire, siendo de
destacar que el material que se inyecta actúa de émbolo empujando el
aire por el conducto de evacuación, lo cual exige una mayor presión
de inyección; y que el material inyectado se enfría con más
facilidad al estar en contacto con el aire, y por tanto es necesario
inyectar dicho material a mayor temperatura, con el consiguiente
gasto energético. Para conseguir una mayor efectividad en la
evacuación del aire es preciso que el elemento obturador se
encuentre situado en el extremo opuesto a la boca de inyección,
llegando el material fundido a esta zona con menos fluidez. Durante
el proceso es necesario invertir más energía y costos de fabricación
para obtener la pieza.
Además, estos problemas afectan también a la
calidad de la pieza obtenida ya que quedan burbujas de aire
atrapadas en las piezas moldeadas, y se forman holguras en
determinadas configuraciones. La extracción inadecuada del aire
produce surcos en las caras exteriores de las piezas inyectadas y
durante el llenado del molde el material inyectado se ve sometido a
unas tensiones que provocan imperfecciones y deformaciones en las
piezas obtenidas.
\vskip1.000000\baselineskip
El molde de inyección de la presente invención
soluciona los problemas antes señalados a la vez que se constituye
como una alternativa eficaz para la completa extracción del aire de
los moldes.
Para ello, el molde de inyección de plásticos
con extracción del aire interior de la presente invención se
estructura a partir de los elementos tradicionales de este tipo de
moldes, es decir, que comprende unos medios de cierre, una o más
cavidades de inyección provistas de al menos una boca de inyección
para la introducción del material caliente en estado fluido y al
menos un dispositivo expulsor formado por un conjunto de varillas
expulsoras que con su movimiento a través de sus respectivos
alojamientos son las encargadas de empujar la pieza moldeada al
exterior.
Para facilitar la extracción del aire del
interior de la cavidad, el molde de la presente invención comprende
un circuito interno comunicado con una bomba de vacío o elemento de
succión, que será la encargada de extraer el aire de la cavidad del
molde antes y durante el proceso de la inyección.
Este circuito se conforma a través de un
conducto, específicamente taladrado en la propia estructura del
molde, que intercepta transversalmente los alojamientos de las
varillas expulsoras, creando una comunicación del aire de la cavidad
del molde a través del espacio que se da entre la varilla expulsora
y su alojamiento, provocando de esta manera su succión.
Como el tiempo que se dispone para esa
extracción de aire durante el proceso de inyección es limitado, para
no incrementar el tiempo de inyección, se hace necesario cerrar
cualquier espacio para que la bomba de vacío o elemento de succión
trabaje con la mayor eficacia y rendimiento posible. Por ello, el
molde de la presente invención prevé la disposición de unos
casquillos-junta, colocados en cada uno de los
elementos de expulsión, debidamente fijados en la placa punzón y
situados en la parte contraria de la zona de figura o zona de
inyección, para cerrar el espacio existente entre la varilla
expulsora y su alojamiento, espacio que en esta parte tiene una
holgura superior a la que se encuentra en la zona de contacto con la
cavidad.
Como el aire que se puede succionar a través de
los expulsores no resultará suficiente en la mayoría de los procesos
de inyección, el molde de la presente invención prevé, para acelerar
al máximo el vaciado del aire de la cavidad del molde, la
utilización de una válvula de cierre, conectada en el mismo circuito
de los expulsores y alojada en la propia cavidad de figura, la cual
es activada mediante un pistón. Dichos elementos pistón y válvula se
encuentran además comandados por un temporizador encargado del
marcar el tiempo que debe de estar abierta o cerrada en función del
tipo de proceso de inyección a realizar.
Así, de la utilización del molde antes descrito
se podría derivar un procedimiento de actuación en la fabricación de
piezas por inyección de forma que se evitase la presencia de aire en
el interior del molde, procedimiento que comprendería los pasos
de:
- a)
- cerrado del molde;
- b)
- activación de la conducción de aire conectada a una bomba de vacío o un dispositivo de succión que intercepta transversalmente los alojamientos de las varillas expulsoras de los dispositivos expulsores produciendo la succión del aire del molde;
- c)
- inyección del plástico dentro del molde;
- d)
- llenado del molde; y
- f)
- enfriamiento y expulsión de la pieza
en donde la conducción de aire y el dispositivo
de succión se encuentran activados durante toda la inyección de
material en el molde.
\vskip1.000000\baselineskip
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra sendas vistas esquemáticas
seccionadas en planta y alzado de un molde de inyección de acuerdo
con la presente invención.
- La figura 2 muestra una vista en alzado de uno
de los expulsores utilizados en el molde de la figura anterior según
una posible realización de la invención.
- La figura 3 muestra una vista esquemática
seccionada en alzado de un molde de inyección según una posible
realización de la presente invención y un detalle del mismo.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal y como puede verse en las figuras, el molde
(1) de inyección con extracción del aire interior de la presente
invención se estructura, según una realización preferente de la
invención, a partir de unos medios de cierre (no representados), una
o más cavidades de inyección (2) provistas de al menos una boca de
inyección (no representada) para la introducción del material
caliente en estado fluido y al menos un dispositivo expulsor de la
pieza que se estructura a partir de un alojamiento (3) para una
varilla expulsora (4) que con su movimiento es la encargada de
empujar la pieza moldeada al exterior.
Según una realización preferente de la
invención, el molde (1) comprende una conducción de aire (6)
conectada a una bomba de vacío o un dispositivo de succión (7) que
intercepta transversalmente el alojamiento (3) de las varillas
expulsoras (4) provocando una succión del aire del interior del
molde (1) a través del espacio existente entre la varilla expulsora
(4) y dicho alojamiento (3).
Según también una realización preferente de la
invención y tal y como puede observarse en las figuras,
especialmente en las figuras 2 y 3, los dispositivos expulsores
cuentan con un casquillo junta (5) que sella el espacio existente
entre la varilla expulsora (4) y el alojamiento (3) de forma que
dicho espacio no se conecte con el inferior, de mayor volumen,
provocando la pérdida de efectividad de la succión.
Por ello, de cara a sellar ese espacio que se
encuentra entre la varilla expulsora (4) y la pared del alojamiento
(3) dicho casquillo junta (5) se sitúa en la parte inferior de la
denominada placa punzón (8).
El espacio comprendido entre el alojamiento (3)
y la varilla expulsora (4) debe ser suficiente para la extracción
del aire del interior pero sin embargo insuficiente para que el
material fundido pueda escapar por él.
Para ello, y según una realización preferente de
la invención que puede apreciarse en la figura 2, dicho alojamiento
(3) presenta dos diámetros diferentes. Un diámetro menor situado en
las proximidades a la cavidad de inyección (2) de forma que el
material fundido no pueda escapar por él pero sí permita el paso del
aire, y que está regido por tolerancias de acuerdo a la normativa,
del orden de 0,002 mm mayor que el de la varilla expulsora (4). Por
otro lado, y tal y como puede verse en dicha figura 2, por debajo de
la zona con dicho diámetro menor se sitúa otra zona con un diámetro
mayor que produce un ensanchamiento con el fin de que disminuya la
fricción entre dicha varilla expulsora (4) y su alojamiento (3),
ensanchamiento que constituye el espacio que intercepta
transversalmente la conducción de aire (6) y a través del cual se
extraerá el aire del interior del molde (1).
Según otra posible realización práctica de la
invención, la conducción de aire (6) que intersecta con el
alojamiento (3) que contiene la varilla de expulsión presenta un
tramo de sección para provocar un incremento de la velocidad de
circulación del aire por su interior y la succión por efecto Venturi
del aire contenido en la cámara o cavidad de inyección.
Para aquellos casos en los que la extracción del
aire del interior del molde (1) no sea suficiente con la realizada a
través de los dispositivos expulsores o bien sea necesario
realizarla más rápidamente, y según una posible realización
preferente de la invención, el molde (1) podrá contar además con un
conducto adicional de evacuación del aire, tal y como se puede
apreciar en la figura 3, conducto adicional que comprende un pistón
(9) encargado de activar unos medios de válvula (10) que permiten la
extracción del aire también gracias a la intersección con la
conducción de aire (6) conectada a la bomba de succión (7).
Dichos elementos pistón (9) y válvula (10) se
encuentran además comandados por un temporizador encargado del
marcar el tiempo que debe de estar abierta o cerrada en función del
tipo de proceso de inyección a realizar. De esta forma el proceso de
inyección se sincronizará con el de extracción de aire de forma que
la referida válvula (10) se cierre antes de que tenga lugar la
inyección del plástico dentro de la cavidad de inyección (2).
\newpage
Así, de la utilización del molde (1) antes
descrito se podría derivar un procedimiento de actuación en la
fabricación de piezas por inyección de forma que se evitase la
presencia de aire en el interior del molde (1), procedimiento que
comprendería los pasos de:
- a)
- cerrado del molde (1);
- b)
- activación de la conducción de aire (6) conectada a una bomba de vacío o un dispositivo de succión (7) que intercepta transversalmente los alojamientos (3) de las varillas expulsoras (4) de los dispositivos expulsores produciendo la succión del aire del molde (1);
- c)
- inyección del plástico dentro del molde (1);
- d)
- llenado del molde (1); y
- f)
- enfriamiento y expulsión de la pieza
en donde la conducción de aire (6) y el
dispositivo de succión (7) se encuentran activados durante toda la
inyección de material en el molde (1).
Y en donde, según la posible realización de la
invención en la que el molde (1) cuenta con un conducto adicional
para la extracción del aire, una vez cerrado el molde (1) y
simultáneamente con la extracción de aire a través de los
dispositivos expulsores pero antes de la inyección del plástico en
el interior del molde (1) comprende los pasos de:
- a1)
- activación del conducto adicional y de la válvula (10);
- a2)
- extracción de aire del interior del molde (1) a través de la intersección de la conducción de aire (6) con el conducto adicional;
- a3)
- cerrado de la válvula (10).
Claims (8)
1. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior que comprende:
- -
- Unos medios de cierre;
- -
- una o más cavidades de inyección (2) provistas de al menos una boca de inyección para la introducción del material caliente en estado fluido;
- -
- al menos un dispositivo expulsor formado por un alojamiento (3) para una varilla expulsora (4) encargada de la extracción de la pieza ya moldeada;
caracterizado por que además comprende
una conducción de aire (6) conectada a una bomba de vacío o un
dispositivo de succión (7) que intercepta transversalmente al menos
un alojamiento (3) de una varilla expulsora (4) para provocar una
succión del aire del interior del molde (1) a través del espacio
existente entre dicha varilla expulsora (4) y dicho alojamiento
(3).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los
dispositivos expulsores cuentan con un casquillo junta (5) que sella
el espacio existente entre la varilla expulsora (4) y el alojamiento
(3).
3. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior según reivindicación 2,
caracterizado por que el casquillo junta (5) se coloca en
cada uno de los elementos de expulsión, debidamente fijados en la
placa punzón.
4. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por que incluye un
conducto adicional de evacuación del aire que intersecta con la
conducción de aire (6) conectada a los medios de succión (7).
5. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior según reivindicación 4,
caracterizado por que el conducto adicional comprende un
pistón (9) encargado de activar unos medios de válvula (10) y porque
ambos se encuentran comandados por un temporizador encargado del
marcar el tiempo que debe de estar abierta o cerrada dicha válvula
(10) en función del tipo de proceso de inyección a realizar.
6. Molde (1) de inyección de plásticos con
extracción del aire interior según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la
conducción de aire (6) que intersecta con el alojamiento (3) que
contiene la varilla de expulsión presenta un tramo de sección
reducida para provocar un incremento de la velocidad de circulación
del aire por su interior y la succión por efecto Venturi del aire de
la cámara.
7. Procedimiento de extracción del aire en el
molde (1) de inyección de las reivindicaciones 1 a 6, que
comprende:
- a)
- cerrado del molde (1);
- b)
- activación de la conducción de aire (6) conectada a una bomba de vacío o un dispositivo de succión (7) que intercepta transversalmente los alojamientos (3) de las varillas expulsoras (4) de los dispositivos expulsores produciendo la succión del aire del molde (1);
- c)
- inyección del plástico dentro del molde (1);
- d)
- llenado del molde (1); y
- f)
- enfriamiento y expulsión de la pieza
caracterizado por que la conducción de
aire (6) y el dispositivo de succión (7) se encuentran activados
durante toda la inyección de material en el molde (1).
\vskip1.000000\baselineskip
8. Procedimiento de extracción del aire en el
molde (1) de inyección según la reivindicación 7,
caracterizado por que una vez cerrado el molde (1),
simultáneamente con la extracción de aire a través los dispositivos
expulsores pero antes de la inyección del plástico en el interior
del molde (1) adicionalmente comprende los pasos de:
- a1)
- activación del conducto adicional y de la válvula (10);
- a2)
- extracción de aire del interior del molde (1) a través de la intersección de la conducción de aire (6) con el conducto adicional; y
- a3)
- cerrado de la válvula (10).
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