ES2434768T3 - Procedimiento de moldeo de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos e instalación para la realización de este procedimiento - Google Patents

Procedimiento de moldeo de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos e instalación para la realización de este procedimiento Download PDF

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Abstract

Procedimiento de moldeo, por inyección de material sintético, de una pieza híbrida que comprende por lo menosdos insertos (2, 20), usando un molde formado por una matriz (6) y un punzón (26) que definen entre ellos unacavidad (C) de moldeo en configuración cerrada del molde, que comprende etapas que consisten en: a) colocar (F1) un primer inserto (2) equipado con por lo menos un resalte (14), dentro de una huella (4) quedefine, por lo menos en parte, la cavidad (C), y en una posición en la que una parte (16) del resalte sobresaledel volumen de la huella destinada a definir la cavidad; b) colocar (F2) un segundo inserto (20) dentro de la huella, introduciendo el resalte en una abertura (22)practicada dentro del segundo inserto; c) cerrar el molde (F3) deformando plásticamente la parte (16) del resalte que sobresale del volumen de la1huella, al final de la etapa a), hasta llevar la matriz (6) y el punzón (26) del molde a la configuración cerradadel molde; d) inyectar (l4) un material termoplástico dentro de la cavidad del molde; e) abrir el molde; f) extraer la pieza moldeada; caracterizado porque el primer inserto está colocado en la huella, en una posición en la que el resaltecoopera con un relieve (10) previsto en el fondo (8) de la huella e inmoviliza el primer inserto (2) respecto dela matriz (6) según unas direcciones paralelas al fondo.

Description

Procedimiento de moldeo de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos e instalación para la realización de este procedimiento.
La invención se refiere a un procedimiento de moldeo de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos, eventualmente metálicos.
En el sector del moldeo mediante inyección de material de plástico, principalmente para realizar elementos de sustentación para un vehículo automóvil, se conoce el uso de insertos metálicos para dar rigidez a la pieza fabricada. Tales insertos deben estar inmovilizados el uno respecto del otro. Así, se pueden ensamblar esos insertos uno con otro, por ejemplo mediante remachado o soldadura antes de instalarlos en el molde de inyección. Ambos insertos ensamblados de ese modo resultan pesados y relativamente difíciles de manipular para su colocación dentro de la huella del molde. Además, el ensamblaje entre ellos debe hacerse con tolerancias bajas en la medida en que su posición relativa ya no puede adaptarse cuando se colocan dentro del molde.
Es también conocido el "remachar" dos insertos juntos haciendo pasar material de plástico a través de dos orificios alineados, ubicados respectivamente en ambos insertos. El ensamblaje entre ambos insertos resulta de la solidificación del material de plástico que no presenta resistencia mecánica importante, de tal modo que los insertos corren el riesgo de desunirse. Por lo tanto, una pieza realizada de esa manera es poco sólida.
Es también conocido por el documento DE-A-101 04 35 el apretar dos piezas metálicas juntas dentro de un molde en el que se inyecta a continuación una masa de material de plástico. La posición de las piezas metálicas dentro del molde puede variar, sobre todo bajo el efecto de la presión de inyección del material de plástico, lo que induce un riesgo de mal posicionamiento de esas piezas en la pieza compuesta.
A estos inconvenientes pretende remediar más especialmente la invención proponiendo un nuevo procedimiento de moldeo que permite obtener una unión solidaria eficaz de ambos insertos pertenecientes a una pieza híbrida, sin por lo tanto estorbar su colocación en el molde.
Al efecto, la invención se refiere a un procedimiento de moldeo, mediante inyección de material sintético, de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos, usando un molde formado por una matriz y un punzón que definen entre ellos una cavidad de moldeo en configuración cerrada del molde. Este procedimiento comprende las etapas que consisten en:
a) colocar un primer inserto equipado con por lo menos un resalte, dentro de una huella que define, por lo menos en parte, la cavidad y en una posición donde la pieza coopera con un relieve previsto en el fondo de la huella e inmoviliza el primer inserto respecto de la matriz, según direcciones paralelas al fondo y donde una parte del resalte sobresale del volumen de la huella destinada a definir la cavidad;
b) colocar un segundo inserto dentro de la huella, introduciendo el resalte en una abertura practicada dentro del segundo inserto;
c) cerrar el molde deformando plásticamente la parte del resalte que sobresale del volumen de la huella, al final de la etapa a), hasta llevar la matriz y el punzón del molde a la configuración cerrada del molde;
d) inyectar un material termoplástico dentro de la cavidad del molde;
e) abrir el molde;
f) extraer la pieza moldeada.
Gracias a la invención, se garantiza el buen posicionamiento del primer inserto dentro del molde gracias a su cooperación con el relieve previsto en el fondo de la huella. También se garantiza el buen posicionamiento del segundo inserto dentro del molde gracias a su cooperación con el dedo del primer inserto. Además, se usa la cinemática de cierre del molde, a saber, por ejemplo, el movimiento de acercamiento del punzón o de una parte del punzón respecto de la matriz para efectuar un remachado de los dos insertos el uno respecto del otro, mediante una deformación plástica de la parte del resalte que, antes de la abertura del molde, está correctamente posicionada respecto de la matriz y sobresale del volumen de la huella donde ambos insertos están instalados.
Según aspectos ventajosos pero no obligatorios de la invención, un procedimiento de este tipo incorpora una o varias de las siguientes características, consideradas según cualquier combinación técnicamente admisible:
-
Durante la etapa c), se deforma el resalte de tal manera que una porción de la misma presenta una anchura, medida perpendicularmente a la dirección de movimiento relativo del punzón y de la matriz, superior a la anchura máxima de la abertura, medida perpendicularmente a la dirección antedicha.
-
Al final de la etapa a), un eje longitudinal central del resalte se extiende perpendicularmente al fondo de la huella.
-
Durante la etapa a), se utiliza un primer inserto provisto por lo menos de un velo en plano y se coloca ese velo plano en el fondo de la huella. En ese caso, durante la etapa b), se utiliza un segundo inserto provisto por lo menos de un velo plano y se coloca ese velo plano sobre el velo plano del primer inserto.
-
El resalte es cilíndrico, con generatriz rectilínea y sección transversal circular, redondeada o poligonal. En ese caso, el borde de la abertura del segundo inserto tiene, de forma ventajosa, una geometría complementaria sin contar el juego- de la sección transversal exterior del resalte.
La invención se refiere asimismo a una instalación de moldeo que permite la realización de un procedimiento del tipo que se ha mencionado anteriormente. Esta instalación comprende un molde formado por una matriz y un punzón que definen entre ellos una cavidad de moldeo en configuración cerrada del molde. El fondo de una huella que define por lo menos en parte la cavidad del molde está equipado con un relieve de inmovilización del primer inserto formado por una parte saliente que es apta para penetrar en el volumen interno del resalte y quedar allí bloqueada por cooperación de formas. El molde es apto para deformar plásticamente una parte del resalte que sobresale de la huella al final de la etapa a) del procedimiento mencionado anteriormente, durante su cierre.
De forma ventajosa, el diámetro interno del resalte es ligeramente superior al diámetro externo de la parte saliente.
Además, se puede prever que la huella esté formada en una primera parte del molde y que la segunda parte del molde esté provista de un relieve saliente de deformación preferente de la parte del resalte que sobresale del volumen de la huella, al final de la etapa a).
La invención será mejor comprendida y otras ventajas de la misma se pondrán más claramente de manifiesto, a partir de la siguiente descripción de procedimientos conformes con su principio, proporcionada únicamente a título de ejemplo y hecha respecto de los dibujos dónde:
-
La figura 1 es una representación esquemática en principio de una instalación de moldeo, durante una primera etapa de un procedimiento según la invención;
-
La figura 2 es una vista análoga al dibujo 1 durante una segunda etapa del procedimiento;
-
La figura 3 es una vista parcial, en el sentido de la flecha III del dibujo 2;
-
La figura 4 es una vista análoga al dibujo 1, durante una tercera etapa del procedimiento;
-
La figura 5 es una vista análoga al dibujo 1, durante una cuarta etapa del procedimiento;
-
La figura 6 es una vista análoga al dibujo 3 para una primera variante de la invención;
-
La figura 7 es una vista análoga al dibujo 3 para una segunda variante de la invención; y
-
La figura 8 es una vista análoga al dibujo 4 para una tercera variante de la invención.
El dibujo 1 representa una primera etapa de un procedimiento según la invención, durante la cual se coloca un inserto metálico 2 en una huella 4 formada por una matriz 6 que forma parte de un molde de fabricación de una pieza híbrida, mediante inyección de material de plástico.
La huella 4 está parcialmente representada en el dibujo 1, y define una cavidad del molde, que coopera con el punzón, cuando el molde está en configuración cerrada. Esta cavidad de moldeo está representada en el dibujo 5, con la referencia C.
El fondo 8 de la huella 4 es plano en lo esencial de su superficie, y presenta una patilla 10 con forma cilíndrica y sección circular, centrada sobre un eje X10 perpendicular al fondo 8.
El inserto 2 comprende un velo 12 que es un plano y está destinado a reposar contra el fondo 8. El inserto 2 comprende asimismo un resalte 14 realizado por una deformación localizada de la chapa del metal que constituye el inserto 2 y presenta una forma cilíndrica centrada en un eje X14 perpendicular al velo 12. El resalte 14 tiene sección circular con un diámetro interno d14 ligeramente superior al diámetro externo D10 de la patilla 10.
De ese modo, es posible colocar el inserto 2 en la huella 4 alineando los ejes X10 y X14 y colocando posteriormente el velo 12 en el fondo 8, a la vez que se cubre la patilla 10 con el resalte 14, lo que se representa mediante la flecha F1 en el dibujo 2. Se alcanza entonces la configuración del inserto 2 representado en la figura 2, en la que la patilla 10
se bloquea en el interior del resalte 14 por cooperación de formas. De ese modo, el inserto 2 está inmovilizado en translación respecto de la matriz 6, según direcciones paralelas al fondo 8. En esta configuración, los ejes X10 y X14 se confunden y son perpendiculares al fondo 8.
En esta configuración, el resalte 14 sobresale de la figura 4. De forma más precisa, se denomina H4 la altura de la huella 4 medida perpendicularmente al fondo 8. Se denomina H14 la altura del resalte 14 medida a partir de la cara 18 del inserto 2, destinada a reposar en el fondo 8.
La altura H14 es mayor que la altura H4, de tal modo que una parte 16 del resalte 14 sobresale de la huella 4 cuando el inserto 2 está en su sitio dentro de la huella 4, como se representa en la figura 2.
Entonces, se puede colocar un segundo inserto metálico 20 en la huella 4, como se representa mediante la flecha F2, en la figura 2. Este inserto metálico 20 es globalmente un plano y está provisto de una abertura 22 circular, cuyo diámetro se denomina d22.
Este diámetro d22 es ligeramente superior al diámetro exterior D14 del resalte 14, lo que permite colocar el inserto 20 en la huella 4 introduciendo el resalte 14 en la abertura 22.
La diferencia entre los diámetros D14 y d22 permite definir un juego radial funcional J para la introducción del resalte 14 en la abertura 22. Cuando el segundo inserto 20 se coloca en el primer inserto 2, el velo en plano 24 del segundo inserto 20 se apoya en el velo en plano 12 del primer inserto 2, como se representa en la figura 4. Entonces, es posible cerrar el molde acercando el punzón 26 a la matriz 6 como se representa mediante la flecha F3, en la figura
4.
En una variante, la zona de inmovilización en translación del inserto 2 respecto de la matriz 6 puede deslocalizarse de la zona de remachado y realizarse cerca, mediante un resalte de centrado previsto en la matriz 6, pudiendo entonces ese resalte ser común a varias zonas de remachado. La dispersión posible resultante de la distancia entre el centrado de los insertos y las zonas de remachado se compensa entonces con el juego que está presente entre el resalte 14 y la abertura 22, es decir la diferencia entre los diámetros d22 y D14.
La superficie 28 del punzón 26 que está destinada a delimitar la cavidad C está provista de un hueco 30 donde sobresale un diente 32, en dirección de la matriz 6 cuando las partes constitutivas del molde tienen la configuración de la figura 4.
El movimiento de acercamiento del punzón 26 hacia la matriz 6 hace que el diente 32 entre en contacto con la parte 16 del resalte 14 que sobresale de la huella 4 lo que provoca la deformación del resalte 14 que alcanza una configuración análoga o cercana a la representada en la figura 5, es decir donde el resalte 14 está plásticamente deformado y viene a recubrir parcialmente el velo 24 del inserto 20, de tal modo que los insertos metálicos 2 y 20 pueden considerarse remachados juntos. Dicho de otro modo, se utiliza el movimiento de acercamiento del punzón 26 para remachar juntos los insertos 2 y 20 en la huella de la matriz, después de colocar sucesivamente esos insertos en esta huella.
En la configuración del dibujo 5 donde el resalte 14 está plásticamente deformado, su diámetro exterior D14 ha sido aumentado, debido a esta deformación, hasta el punto que es superior al diámetro d22 de la abertura 22, lo que garantiza la retención del inserto 20 sobre el inserto 2. Incluso si la deformación plástica del resalte 14 no es regular alrededor del eje X14, la anchura de ese resalte, medida perpendicularmente a la dirección del movimiento de acercamiento F3 del punzón y de la matriz es mayor que el diámetro de la abertura 22.
Entonces es posible inyectar, en la cavidad C, un material termoplástico, cargado o no con fibras de refuerzo, por ejemplo una poliamida o un polipropileno, a través de uno o varios canales, tal como el canal 34 representado en el punzón 26, lo que está representado por la flecha l4, en el dibujo 5. El número y la repartición de los canales, 34 y equivalentes, de inyección del material de plástico se adaptan a la geometría de la pieza por constituir.
Una vez solidificado el material termoplástico, se abre el molde y se extrae la pieza moldeada de la huella 4.
Gracias a la invención, se puede, por lo tanto, constituir una pieza híbrida que comprende a la vez dos insertos metálicos 2 y 20 y una cantidad de material de plástico adaptado, donde los insertos están firmemente ensamblados el uno con el otro, mientras que pueden fabricarse con tolerancias de fabricación relativamente grandes ya que se introducen sucesivamente en la huella del molde.
El resalte 14 no está necesariamente provisto de un velo con extremidad paralela al velo 12. Dicho de otro modo, el resalte 14 puede desembocar en el lado opuesto a la patilla 10.
Como está representado en las figuras 6 y 7, el resalte 14 no necesariamente tiene una sección circular. Puede tener una sección cuadrada como se representa en la figura 6, o poligonal como se representa en la figura 7, estando la geometría de la abertura 22 entonces adaptada para conservar un juego funcional. Según una variante no representada de la invención, el resalte 14 puede tener una sección redonda pero no circular.
Como está representado en la figura 8, una zona 33 de apoyo periférico sobre el inserto 20 alrededor del resalte 14
5 puede estar ubicada en la superficie 28 del punzón 26 que define la cavidad de moldeo. Esta zona de apoyo periférico 33 permite garantizar el contacto entre los insertos 2 y 20 durante la operación de remachado resultante de la deformación plástica de la parte 16 del resalte 14 que sobresale de la cavidad C. La zona 33 rodea el hueco 30 y el diente 32.
10 El hueco 30, el diente 32 y la zona 33 están ubicados en una parte 36 del punzón 26 que es móvil respecto de la parte principal de ese punzón, y se acciona con un órgano independiente, tal como un cilindro, lo que permite diferenciar la fuerza de cierre del molde de la fuerza usada para el remachado por deformación plástica de la parte
16. Esto sin embargo no es obligatorio y la zona 33 puede preverse sobre un punzón 26 monobloque como el del primer modo de realización.
15 Además, se puede prever en el primer modo de realización e independientemente de la utilización de una zona de apoyo tal como la zona 33, una parte del punzón móvil para ejercer el esfuerzo de remachado, independientemente del esfuerzo de cierre del molde.
20 La invención ha sido representada para el caso en que los insertos 2 y 20 son metálicos. Uno de estos insertos, o ambos, puede ser realizado en un material que no sea metal. En particular, el inserto 20 puede no ser metálico mientras que el inserto 2 sigue siendo metálico para garantizar un remachado eficaz. En ese caso, el inserto 20 puede estar realizado en material de plástico, termoplástico o termoduro, cargado o no o también en material de tipo cerámico.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de moldeo, por inyección de material sintético, de una pieza híbrida que comprende por lo menos
    dos insertos (2, 20), usando un molde formado por una matriz (6) y un punzón (26) que definen entre ellos una 5 cavidad (C) de moldeo en configuración cerrada del molde, que comprende etapas que consisten en:
    a) colocar (F1) un primer inserto (2) equipado con por lo menos un resalte (14), dentro de una huella (4) que define, por lo menos en parte, la cavidad (C), y en una posición en la que una parte (16) del resalte sobresale del volumen de la huella destinada a definir la cavidad;
    10 b) colocar (F2) un segundo inserto (20) dentro de la huella, introduciendo el resalte en una abertura (22) practicada dentro del segundo inserto;
    c) cerrar el molde (F3) deformando plásticamente la parte (16) del resalte que sobresale del volumen de la 15 huella, al final de la etapa a), hasta llevar la matriz (6) y el punzón (26) del molde a la configuración cerrada del molde;
    d) inyectar (l4) un material termoplástico dentro de la cavidad del molde;
    20 e) abrir el molde;
    f) extraer la pieza moldeada;
    caracterizado porque el primer inserto está colocado en la huella, en una posición en la que el resalte 25 coopera con un relieve (10) previsto en el fondo (8) de la huella e inmoviliza el primer inserto (2) respecto de la matriz (6) según unas direcciones paralelas al fondo.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la etapa c), se deforma el resalte (14), de tal manera que una porción (16) del mismo presenta una anchura (D14), considerada perpendicularmente a la
    30 dirección de movimiento relativo (F3) del punzón (26) y de la matriz (6), superior a la anchura máxima (d22) de la abertura (22) medida perpendicularmente a la dirección antedicha.
  3. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al final de la etapa a), un eje
    longitudinal central (X14) del resalte (14) se extiende perpendicularmente al fondo de la huella. 35
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante la etapa a), se utiliza un primer inserto (2) provisto por lo menos de un velo plano (12) y se coloca ese velo plano en un fondo (8) de la huella.
    40 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque durante la etapa b) se utiliza un segundo inserto
    (20) provisto por lo menos de un velo plano (24) y se coloca de manera plana ese velo sobre el velo plano (12) del primer inserto (2).
  5. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el resalte (14) es cilíndrico, 45 con generatriz rectilínea y sección transversal circular, redondeada o poligonal.
  6. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el borde de la abertura (22) del segundo inserto
    (20) tiene una geometría complementaria - sin contar el juego (J) de la sección transversal exterior del resalte (14).
    50 8. Instalación de moldeo para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicha instalación un molde de inyección formado por una matriz (6) y un punzón (26) que definen entre ellos una cavidad (C) de moldeo por inyección, en configuración cerrada del molde, caracterizada porque el fondo (8) de una huella (4) que define por lo menos en parte la cavidad (C) del molde está equipado con un relieve
    (10) de inmovilización del primer inserto (2) formado por una parte saliente (10) que es apta para penetrar en el
    55 volumen interno del resalte (14) y quedar allí bloqueada por cooperación de formas, y porque el molde es apto para deformar plásticamente una parte (16) del resalte que sobresale de la huella al final de la etapa a), durante su cierre (F3).
  7. 9. Instalación según la reivindicación 8, caracterizada porque el diámetro interno (d14) del resalte (14) es 60 ligeramente superior al diámetro exterior (D10) de la parte saliente (10).
  8. 10. Instalación según una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada porque la huella (4) está formada en una primera parte (6) del molde y la segunda parte (26) del molde está provista de un relieve saliente (32) que deforma preferentemente la parte (16) del resalte que sobresale del volumen de la huella al final de la etapa a).
ES10305305T 2009-04-02 2010-03-25 Procedimiento de moldeo de una pieza híbrida que comprende por lo menos dos insertos e instalación para la realización de este procedimiento Active ES2434768T3 (es)

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