ES2617034T3 - Procedimiento de moldeo por inyección multicapa y de moldeo por soplado - Google Patents

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ES2617034T3 ES14735694.3T ES14735694T ES2617034T3 ES 2617034 T3 ES2617034 T3 ES 2617034T3 ES 14735694 T ES14735694 T ES 14735694T ES 2617034 T3 ES2617034 T3 ES 2617034T3
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Rui Manuel PINHO FERREIRA
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Abstract

Proceso de moldeo por inyección superpuesta y soplado que comprende las siguientes etapas: a. inyección de la preforma (4) desde una unidad auxiliar de inyección adyacente al molde y desplazamiento del material procesado desde la unidad auxiliar de inyección al molde a través del canal de alimentación de la primera inyección (2), que está introducido en la placa de la cavidad (1) y en la cavidad (3): b. enfriamiento del material inyectado y apertura del molde por la línea de partición (11); c. alineación de la preforma (4) en la cavidad (17) de la segunda inyección y los elementos móviles (18 y 24); d. cierre del molde en la cavidad (17) de la segunda inyección y accionamiento del sistema mecánico de rampa (8) desde el dispositivo de accionamiento (25); e. movimiento ascendente de la válvula tubular (9), que abre el canal de gas (14) y establece contacto entre el canal de gas (14) y la preforma (4); f. inyección de gas desde un sistema de inyección de gas al canal de gas (14) y control de la presión del gas; g. soplado de la preforma (4); h. enfriamiento de la preforma soplada (21) cerca de las superficies de los elementos móviles (18, 24) en donde se mantiene la presión de soplado; i. descompresión del gas que sale de la cámara (22) de gas presurizado al exterior del molde accionando la válvula de aire; j. enfriamiento del segundo componente; k. apertura del molde por la línea de partición (11) y extracción de la pieza desde el tapón (6); y caracterizado por - el soplado de la preforma (4) en la etapa g. y la inyección simultánea del segundo componente (23), a través de una unidad de inyección que desplaza el material procesado en la unidad de inyección al espacio (19) de la segunda inyección a través del canal de alimentación de la segunda inyección (16), transformando adicionalmente la preforma (4) en la preforma soplada (21); - el enfriamiento del segundo componente en la etapa j. utilizando circuitos de refrigeración instalados en el molde, y la solidificación del material inyectado para formar el segundo componente (23); - la unidad de inyección del segundo componente (23) es la misma que la unidad de inyección de la preforma cuando el material utilizado para la inyección de la preforma (4) es el mismo que el utilizado para la inyección del segundo componente.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de moldeo por inyeccion multicapa y de moldeo por soplado Sector tecnico y alcance de la invencion
El alcance de la presente invencion hace referencia al sector de la ingenierla mecanica aplicada al procesamiento de materiales polimericos termoplasticos. Adicionalmente, en lo que se refiere a la clasificacion internacional de patentes, pertenece a B29C49/06.
El proceso propuesto permite la combinacion del moldeo por inyeccion superpuesto con moldeo por soplado. La inyeccion del material superpuesto puede tener lugar antes, simultaneamente o despues del proceso de moldeo por soplado.
La combinacion de estos dos procesos permite la obtencion de una pieza compuesta de una o varias materias primas termoplasticas de matriz polimerica, aprovechando cada uno de ambos procesos al mismo tiempo.
Este proceso puede tener lugar utilizando un solo molde, permitiendo la fabrication de piezas con caracterlsticas de cada uno de los procesos en un unico ciclo de moldeo. Asimismo, permite la obtencion de piezas de plastico combinando las caracterlsticas de cada uno de los procesos, como por ejemplo para obtener copas balon de conac en las que el perfil concavo es obtenido a partir de la inyeccion de una preforma que es posteriormente soplada y en la que la materia prima es inyectada simultanea o posteriormente de tal manera que formara el pie y la base de la copa. La materia prima utilizada para la segunda inyeccion puede ser igual a la materia prima utilizada en la primera inyeccion pero, asimismo, puede ser diferente, proporcionando un color diferente u otras caracterlsticas flsicas al producto final.
Estado de la tecnica
En la busqueda del estado de la tecnica para la invencion, se han identificado los siguientes documentos como los mas cercanos a la tecnica anterior de la invencion: J.P. S58.194.520 A; E.P.0.870593 A1 y U.S.6.352.426 B1.
Descripcion de la invencion
La presente invencion hace referencia al procesamiento de materiales termoplasticos por inyeccion superpuesta y por soplado, aplicado a una maquina de moldeo por inyeccion de termoplasticos. Este proceso se aplica a una maquina de inyeccion que utiliza un sistema de inyeccion y un control de la presion del gas y, al menos, un molde.
El proceso se inicia con la inyeccion de la preforma -4- que se consigue a partir de una unidad auxiliar de inyeccion adyacente al molde.
El material procesado a partir de la unidad auxiliar de inyeccion fluye al molde a traves del canal de alimentation de la primera inyeccion -2- que es introducido en la placa de la cavidad -1- y en la cavidad -3-. La forma geometrica de la preforma -4- esta definida por la cavidad -3-, el tapon -6-, la valvula tubular -9- y el pasador -10-.
El material polimerico inyectado es enfriado para obtener la preforma -4- y, en caso necesario, a continuation se lleva a cabo el calentamiento para el soplado. Este enfriamiento se produce debido a que el molde esta equipado con circuitos de regulation termica y resistencias electricas para controlar la temperatura, permitiendo que el material inyectado se enfrle y, a continuacion, en caso necesario, calentarlo a la temperatura a la que tiene lugar el soplado.
Tras el enfriamiento de la preforma -4-, el molde se abrira por la llnea de partition -11-. La placa de la cavidad -1- esta integrada en la placa fija de la maquina de inyeccion. La placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa estan integrados en la placa movil de la maquina de inyeccion.
Debido a su forma geometrica y a la contraction del material durante el enfriamiento, la preforma -4- se desplaza conjuntamente con la placa movil de la maquina de inyeccion.
Tras la apertura del molde, la preforma -4- esta alineada tanto con la cavidad -17- de la segunda inyeccion como con los elementos moviles -18- y -24- girando el molde, girando la placa movil de la maquina de inyeccion, desplazando los tapones o mediante transferencia a un segundo molde.
Posteriormente, el molde se cierra y la diferencia geometrica entre los componentes integrados en el lado fijo, que definen la forma geometrica de la pieza durante la primera inyeccion y los componentes del lado fijo que definen la forma geometrica de la pieza durante la segunda inyeccion, proporciona el espacio -19- de la segunda inyeccion y el espacio -20- de soplado.
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Tras cerrar el molde en la cavidad -17- de la segunda inyeccion, el sistema -8- de rampa mecanica es accionado por el dispositivo de accionamiento -25- que puede ser un cilindro neumatico o hidraulico o un motor lineal. La accion de este dispositivo de accionamiento sobre el mecanismo de rampa permite el desplazamiento horizontal del componente con el que el mecanismo es solidario debido al angulo del mecanismo de rampa -8-, dando lugar, de este modo, al movimiento hacia arriba de la valvula tubular -9- cuyo desplazamiento abre el canal de gas -14- permitiendo el contacto entre el canal de gas -14- y la preforma -4-. Esto permite la apertura de un espacio desde la entrada del canal de gas hasta la preforma -4-.
Una vez que la valvula tubular -9- se ha abierto completamente, el gas procedente de un sistema de inyeccion y de control de la presion del gas es inyectado en el canal de gas -14-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. Debido a la accion del gas, el espacio disponible -20- para el soplado de la preforma -4- sera presurizado permitiendo que el soplado de la preforma -4- tenga lugar limitado por la forma geometrica de las partes moviles (-18- y -24-), siendo este el proceso que permite la transformation de la preforma -4- en la preforma soplada -21-.
El gas del interior del espacio de soplado -20- es inerte y sera descargado hacia el exterior del molde a traves de la llnea de partition -11-.
La temperatura de la preforma esta controlada mediante circuitos de regulation termica y resistencias electricas. La presion de soplado se mantiene durante el enfriamiento de la preforma soplada -21- cerca de las superficies de los elementos moviles -18- y -24-. Tras el enfriado de la preforma, el gas de la camara de gas presurizada -22- se descomprime hacia el exterior del molde mediante la accion de una valvula de aire.
La inyeccion del segundo componente -23- puede tener lugar antes o despues del soplado. Preferentemente, esta segunda inyeccion deberla tener lugar simultaneamente, dado que aumenta la velocidad de fabrication, representando esta etapa una de las mayores ventajas de la presente invention as! como su principal diferenciacion de la tecnica anterior.
La segunda inyeccion se realiza mediante una unidad de inyeccion que puede ser la misma que la utilizada en la inyeccion de la preforma, cuando el material utilizado para la inyeccion de la preforma -4- es el mismo que el utilizado en la inyeccion del segundo componente. Si las materias primas son diferentes, seran necesarias tantas unidades de inyeccion como el numero de materias primas utilizadas.
El material procesado en la unidad de inyeccion fluye desde esta unidad de inyeccion al espacio -19- de la segunda inyeccion a traves del canal de alimentation de la segunda inyeccion -16-. La forma geometrica del segundo componente inyectado esta limitada por la cavidad -19- de la segunda inyeccion, por los elementos moviles -18- y -24- y por la preforma -4-. La presion de la segunda inyeccion esta soportada por la preforma -4- y el pasador -10- que estan fijados a la placa -7- del mecanismo de rampa a traves de la barra -15-.
El enfriamiento del segundo componente se consigue utilizando los circuitos de refrigeration instalados en el molde. Tras la solidification del material polimerico inyectado para formar el segundo componente -23-, el molde es abierto por la llnea de particion -11-.
La extraction de la pieza del tapon -6- puede ser ejecutada utilizando gas inyectado en el canal de gas -14-, por medio de los componentes mecanicos instalados en el molde o con la accion de un robot externo al molde.
El ejemplo descrito utiliza como base la fabricacion de una copa balon de conac, sin embargo, este proceso mejora la reduction del numero de componentes requeridos en ciertas aplicaciones debido a que permite que el moldeo por inyeccion sea utilizado superpuesto al moldeo por soplado. En el caso en el que tengamos un deposito obtenido mediante moldeo por soplado y este tenga que ser fijado a una estructura determinada, serla necesario disenar un componente que permita la conexion entre la estructura y el deposito. La presente invencion permite la fabricacion de un deposito obtenido mediante soplado y que, simultaneamente, tenga una base estructural que permita su conexion con otras partes sin la necesidad de componentes auxiliares.
Descripcion de las figuras
Lista de numeros de referencia:
- placa de la cavidad -1- canal de alimentacion de la primera inyeccion -2- cavidad -3- preforma -4- placa -5- del tapon
- tapon -6- placa -7- del mecanismo de rampa
- sistema mecanico de rampa -8-
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- valvula tubular -9- pasador -10- linea de particion -11- cierre hermetico del tapon -11- cierre hermetico de la valvula tubular -13- canal de gas -14- barra -15- canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- cavidad -17- de la segunda inyeccion
- elementos moviles -18-; -24- espacio -19- de la segunda inyeccion
- espacio -20- para el soplado
- preforma -21- soplada
- camara de gas presurizado -22- segundo componente -23- dispositivo de accionamiento -25-
Figura 1a - Representacion de la seccion transversal de un molde al final de la primera inyeccion. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. En la placa de la cavidad -1- se monta la cavidad -3-. El canal de alimentacion de la primera inyeccion -2- esta situado en el interior de la placa de la cavidad -1- y de la cavidad -3-. La preforma -4- esta situada entre la cavidad -3- y el tapon -6-. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta colocado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- es introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico del tapon -12- y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa siendo fijada por la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la linea de particion -11-.
Figura 1b - Representacion de la seccion transversal de un molde al final de la colocacion de los componentes en la preforma, que proporcionara el espacio para el soplado y la segunda inyeccion. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y el elemento movil -18- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta situado en el interior de la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio -19- de la segunda inyeccion esta limitado por la cavidad -17-, el elemento movil -18- y la preforma -4-. El espacio de soplado -20- esta formado entre el elemento movil -18- y la preforma -4- que, mas tarde, permitira la expansion de la preforma. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta situado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa estando fijada por la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la linea de particion -11-.
Figura 1c - Representacion de la seccion transversal de un molde al final de la apertura de la valvula tubular -9-. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y el elemento movil -18- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta situado en el interior de la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio -19- de la segunda inyeccion esta limitado por la cavidad -17-, el elemento movil -18- y la preforma -4-. El espacio de soplado -20- esta formado entre el elemento movil -18- y la preforma -4- que, mas tarde, permitira la expansion de la preforma. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta colocado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa estando fijado por la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la linea de particion -11-.
Figura 1d - Representacion de la seccion transversal de un molde al final del soplado. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y el elemento movil -18- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta ubicado en el interior de la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio -19- de la segunda inyeccion esta limitado por la cavidad -17-, el elemento movil -18- y la preforma -21- soplada. La camara de gas -22- para el soplado esta situada entre el tapon -6- y la preforma -21- soplada. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta colocado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8-, que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa estando fijado por la barra -15-. La apertura
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del molde tiene lugar por la llnea de particion -11-.
Figura 1e - Representacion de la seccion transversal de un molde al final de la segunda inyeccion. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y el elemento movil -18- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta ubicado en el interior la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio para el segundo componente -23- esta limitado por la cavidad -17-, el elemento movil -18- y la preforma -4-. La camara de gas -22- para el soplado esta situada entre el tapon -6- y la preforma soplada -21-. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta colocado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa estando fijado por la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la llnea de particion -11-.
Figura 2a - Representacion de la seccion longitudinal de un molde al final de la colocacion de la preforma en los componentes que proporcionaran el espacio de soplado -20- y el espacio -19- de la segunda inyeccion. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y los elementos moviles -18-, -24- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta situado en el interior de la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio -19- de la segunda inyeccion esta limitado por la cavidad -17-, los elementos moviles -18-, -24- y la preforma -4-. El espacio -20- para el soplado esta situado entre los elementos moviles -18-, -24- y la preforma -4- el cual, mas tarde, permitira la expansion de la preforma -4-. El tapon -6- esta montado sobre la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta colocado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijado a la placa -7- del mecanismo de rampa para ser accionada por el dispositivo de accionamiento -25-. El pasador -10- esta montado en la placa -7- del mecanismo de la rampa estando fijado por medio de la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la llnea de particion -11-.
Figura 2b - Representacion de la seccion longitudinal de un molde al final del soplado. La placa de la cavidad -1-, la placa -5- del tapon y la placa -7- del mecanismo de rampa forman la estructura del molde. La cavidad -17- y el elemento movil -18- estan montados en la placa de la cavidad -1-. El canal de alimentacion de la segunda inyeccion -16- esta situado en el interior de la placa de la cavidad -1- y la cavidad -17-. El espacio -19- de la segunda inyeccion esta limitado por la cavidad -17-, los elementos moviles -18-, -24- y la preforma soplada -21-. La camara de gas -22- para el soplado esta situada entre el tapon -6- y la preforma soplada -21-. El tapon -6- esta montado en la placa -5- del tapon. El cierre hermetico -12- del tapon esta situado entre el tapon -6- y la placa -5- del tapon. El canal de gas -14- esta introducido en la placa -5- del tapon, el tapon -6- y la valvula de aire tubular -9-. La estanqueidad del canal de gas esta garantizada por el cierre hermetico -12- del tapon y el cierre hermetico -13- de la valvula tubular. La valvula tubular esta fijada al mecanismo de rampa -8- que esta fijada a la placa -7- del mecanismo de rampa para ser accionada por el dispositivo de accionamiento -25-. El pasador -10- esta montado sobre la placa -7- del mecanismo de rampa estando fijado por medio de la barra -15-. La apertura del molde tiene lugar por la llnea de particion -11-.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Proceso de moldeo por inyeccion superpuesta y soplado que comprende las siguientes etapas:
    a. inyeccion de la preforma (4) desde una unidad auxiliar de inyeccion adyacente al molde y desplazamiento del material procesado desde la unidad auxiliar de inyeccion al molde a traves del canal de alimentacion de la primera inyeccion (2), que esta introducido en la placa de la cavidad (1) y en la cavidad (3):
    b. enfriamiento del material inyectado y apertura del molde por la llnea de particion (11);
    c. alineacion de la preforma (4) en la cavidad (17) de la segunda inyeccion y los elementos moviles (18 y 24);
    d. cierre del molde en la cavidad (17) de la segunda inyeccion y accionamiento del sistema mecanico de rampa (8) desde el dispositivo de accionamiento (25);
    e. movimiento ascendente de la valvula tubular (9), que abre el canal de gas (14) y establece contacto entre el canal de gas (14) y la preforma (4);
    f. inyeccion de gas desde un sistema de inyeccion de gas al canal de gas (14) y control de la presion del gas;
    g. soplado de la preforma (4);
    h. enfriamiento de la preforma soplada (21) cerca de las superficies de los elementos moviles (18, 24) en donde se mantiene la presion de soplado;
    i. descompresion del gas que sale de la camara (22) de gas presurizado al exterior del molde accionando la valvula de aire;
    j. enfriamiento del segundo componente;
    k. apertura del molde por la llnea de particion (11) y extraccion de la pieza desde el tapon (6); y caracterizado por
    - el soplado de la preforma (4) en la etapa g. y la inyeccion simultanea del segundo componente (23), a traves de una unidad de inyeccion que desplaza el material procesado en la unidad de inyeccion al espacio (19) de la segunda inyeccion a traves del canal de alimentacion de la segunda inyeccion (16), transformando adicionalmente la preforma (4) en la preforma soplada (21);
    - el enfriamiento del segundo componente en la etapa j. utilizando circuitos de refrigeracion instalados en el molde, y la solidificacion del material inyectado para formar el segundo componente (23);
    - la unidad de inyeccion del segundo componente (23) es la misma que la unidad de inyeccion de la preforma cuando el material utilizado para la inyeccion de la preforma (4) es el mismo que el utilizado para la inyeccion del segundo componente.
  2. 2. Proceso, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la preforma (4) es calentada para el soplado tras enfriar el material inyectado en la primera inyeccion.
  3. 3. Proceso, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la alineacion de la preforma (4) se consigue bien girando el molde, girando la placa movil de la maquina de inyeccion, desplazando los tapones, o bien transfiriendola a un segundo molde, dando lugar a una alineacion con la cavidad (17) de la segunda inyeccion y con los elementos moviles (18 y 24).
  4. 4. Proceso, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la inyeccion del segundo componente (23) puede tener lugar antes o despues del soplado.
  5. 5. Proceso, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se requieren tantas unidades de inyeccion como el numero de materias primas utilizadas cuando el material utilizado para la inyeccion de la preforma (4) es diferente del utilizado para la inyeccion del segundo componente.
  6. 6. Proceso, segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la extraccion de la pieza desde el tapon (6) puede ser realizada utilizando gas inyectado en el canal de gas (14), mediante componentes mecanicos instalados en el molde o con la accion de un robot externo al molde.
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