MX2013013583A

MX2013013583A - Metodo y aparato para moldeo por inyeccion a presion practicamente constante de partes de pared delgada.

Info

Publication number: MX2013013583A
Application number: MX2013013583A
Authority: MX
Inventors: Gene Michael Altonen; Michael Thomas Dodd; Natalia Ramon-Martinez; Kimberly Nichole Mc Connell; Danny David Lumpkin; Vincent Sean Breidenbach; John Russell Lawson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2014-01-16
Also published as: CA2913161C; WO2012162245A1; CN103561935A; US20160176084A1; BR112013029234B1; CA2835961A1; US20130069280A1; CA2913161A1; US9815233B2; KR20140001253A; US8828291B2; US20130113131A1; RU2013147760A; JP5848443B2; BR112013029234A2; EP2709817B1; EP2709817A1; AU2012258968A1; CN103561935B; JP2014518795A

Abstract

Un método y una máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante que forma partes moldeadas por medio de inyectar material termoplástico fundido en una cavidad de molde a una presión prácticamente constante. Como resultado, la cavidad de molde se llena con material termoplástico fundido por medio de hacer avanzar un frente de flujo continuo de material termoplástico desde una compuerta hasta un extremo de la cavidad de molde.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA MOLDEO POR INYECCIÓN A PRESIÓN PRÁCTICAMENTE CONSTANTE DE PARTES DE PARED DELGADA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una solicitud no provisional que reivindica el beneficio de prioridad de las solicitudes de patente provisional de los Estados Unidos núms. 61/488,56.4; 61/488,547; 61/488,553; 61/488,555; 61/488,559; 61/602,650; 61/602,781 ; y 61/641 ,349, presentadas el 20 de mayo de 201 1 , 20 de mayo de 201 1 , 20 de mayo de 201 1 , 20 de mayo de 201 1 , 20 de mayo de 201 1 , 24 de febrero de 2012, 24 de febrero de 2012 y 2 de mayo de 2012, respectivamente. Las solicitudes de patente provisional de los Estados Unidos núms. 61/488,564; 61/488,547; 61/488,553; 61/488,555; 61/488,559; 61/602,650; 61/602,781 ; y 61/641 ,349 se incorporan en la presente como referencia.

CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a aparatos y métodos para moldeo por inyección y, más particularmente, a aparatos y métodos para producir piezas de pared delgada moldeadas por inyección a una presión de inyección prácticamente constante.

ANTECEDENTES El moldeo por inyección es una tecnología de uso común en la fabricación de grandes volúmenes de partes realizadas de material fundible, comúnmente, de partes realizadas de polímeros termoplásticos. Durante un proceso repetitivo de moldeo por inyección, se introduce una resina plástica, generalmente en forma de pequeñas perlas o bolillas de resina, en una máquina de moldeo por inyección que funde las perlas de resina bajo calor, presión y cizallamiento. La resina ahora fundida se inyecta enérgicamente en una cavidad de molde que tiene una forma de cavidad particular. El plástico inyectado se mantiene bajo presión en la cavidad de molde, se enfría y, después, se retira como una parte solidificada que tiene una forma que duplica, prácticamente, la forma de cavidad de molde. El molde en sí puede tener una sola cavidad o múltiples cavidades. Cada cavidad puede estar conectada a un canal de flujo mediante una compuerta, la cual dirige el flujo de la resina fundida hacia la cavidad. Una parte moldeada puede tener una o más compuertas. Es común que las partes grandes tengan dos, tres o más compuertas para reducir la distancia de flujo que el polímero debe recorrer para llenar la parte moldeada. Las una o varias compuertas por cavidad pueden estar ubicadas en cualquier lugar de la geometría de la parte y tener cualquier forma de sección transversal, tal como ser prácticamente circular o estar conformada con una relación de aspecto de 1 .1 o mayor. Por consiguiente, un procedimiento de moldeo por inyección típico comprende cuatro operaciones básicas: (1 ) calentar el plástico en la máquina de moldeo por inyección para permitir que fluya bajo presión; (2) inyectar el plástico fundido en una cavidad o cavidades de molde definidas entre dos mitades de molde que han sido cerradas; (3) permitir que el plástico se enfríe y endurezca en la cavidad o cavidades mientras está bajo presión; y (4) abrir las mitades de molde para provocar que la parte sea expulsada del molde.

Durante el proceso de moldeo por inyección, la resina plástica fundida se inyecta en la cavidad de molde y la máquina de moldeo por inyección inyecta la resina plástica enérgicamente en la cavidad hasta que la resina plástica llega al lugar de la cavidad más alejado de la compuerta. Después de eso, la resina plástica llena la cavidad desde el extremo y nuevamente hacia la compuerta. La longitud resultante y él grosor de pared de la parte es un resultado de la forma de la cavidad de molde.

En algunos casos, puede ser deseable reducir el grosor de pared de las partes moldeadas por inyección a fin de reducir el contenido de plástico y, por lo tanto, los costos, de la parte terminada. La reducción del espesor de pared mediante el uso de un proceso convencional de moldeo por inyección a alta presión variable puede ser una tarea costosa y nada trivial. De hecho, las máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable (por ejemplo, las máquinas que inyectan resina plástica fundida entre aproximadamente 55.2 MPa y aproximadamente 137.9 MPa (aproximadamente 8,000 psi y aproximadamente 20,000 psi)) tienen un límite práctico en cuanto a la manera en que pueden moldearse las paredes delgadas de una parte. En términos generales, las máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable no pueden moldear partes que tengan una relación de pared delgada (definida por una relación L/T establecida más abajo) mayor que aproximadamente 200. Además, el moldeo de partes de pared delgada con relaciones de pared delgada mayores que 100 exige presiones al tope de la capacidad actual y, por lo tanto, prensas que sean capaces de manejar estas presiones altas.

Cuando se llena una parte de pared delgada, la práctica actual de la industria es llenar la cavidad de molde a la mayor velocidad posible que pueda lograr la máquina de moldeo. Este enfoque garantiza que la cavidad de molde se llene antes de que el polímero se "congele" en el molde y proporciona el menor tiempo de ciclo posible, ya que el polímero está expuesto a la cavidad de molde enfriada a la mayor velocidad posible. Este enfoque tiene dos inconvenientes. El primero es que para lograr velocidades de llenado muy altas se requieren cargas de energía muy altas y esto exige un equipo de moldeo muy costoso. Además, la mayoría de las prensas eléctricas son incapaces de proporcionar la energía suficiente para lograr estas altas velocidades de llenado, o requieren sistemas de tracción muy complicados y costosos que aumentan sustancialmente el costo del equipo de moldeo, tornándolo poco práctico desde el punto de vista económico.

El segundo inconveniente es que las altas velocidades de llenado originan presiones muy altas. Estas presiones altas se traducen en la necesidad de fuerzas de sujeción muy altas para mantener el molde cerrado durante el llenado, y estas fuerzas de sujeción altas se traducen en un equipo de moldeo muy costoso. Las presiones altas requieren, además, moldes de inyección de resistencia muy alta, típicamente fabricados con aceros endurecidos. Además, estos moldes de resistencia alta son muy costosos y para muchos componentes moldeados pueden ser poco prácticos desde el punto de vista económico. A pesar de estos inconvenientes importantes, la necesidad de componentes moldeados por inyección de paredes delgadas aún es elevada, ya que estos componentes usan menos material polimérico para construir la parte moldeada, con el consiguiente ahorro que compensa con creces el costo de equipos más sofisticados. Además, algunos componentes moldeados requieren elementos de diseño muy delgados para funcionar correctamente, tales como elementos de diseño que deben flexionarse o elementos de diseño que deben engranar con accesorios muy pequeños.

A medida que se introduce una resina plástica líquida en un molde de inyección en un proceso convencional de moldeo por inyección a alta presión variable, el material adyacente a las paredes de la cavidad comienza inmediatamente a "congelarse" o solidificar o curar; en el caso de polímeros cristalinos, la resina plástica comienza a cristalizar porque la resina plástica líquida se enfría a una temperatura menor que la temperatura a la cual el material no fluye y las porciones del plástico líquido se vuelven fijas. Este material congelado adyacente a las paredes del molde estrecha el trayecto por el que se desplaza el flujo del material termoplástico conforme avanza hasta el extremo de la cavidad de molde. El grosor de la capa de material congelado adyacente a las paredes del molde aumenta a medida que progresa el llenado de la cavidad de molde; esto provoca una reducción progresiva del área de la sección transversal en la que el polímero debe fluir para continuar el llenado de la cavidad de molde. A medida que el material se congela también se contrae y se aleja de las paredes de la cavidad de molde, lo cual reduce el enfriamiento eficaz del material que efectúan las paredes de la cavidad de molde. En consecuencia, las máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable llenan la cavidad de molde con plástico de manera muy rápida y, después, mantienen una presión de compresión para forzar el material hacia afuera contra los lados de la cavidad de molde para mejorar el enfriamiento y mantener la forma correcta de la parte moldeada. Típicamente, las máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable tienen tiempos de ciclo compuestos por 10 % de tiempo de inyección, aproximadamente 50 % de tiempo de compresión y aproximadamente 40 % de tiempo de enfriamiento.

A medida que el plástico se congela en la cavidad de molde, las máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable incrementan la presión de inyección (para mantener un régimen de flujo volumétrico prácticamente constante debido a la menor área de flujo transversal). Aumentar la presión, sin embargo, tiene desventajas de costo y rendimiento. A medida que la presión requerida para moldear el componente aumenta, el equipo de moldeo debe ser lo suficientemente fuerte para soportar la presión adicional, que equivale, generalmente, a ser más costoso. Un fabricante podría tener que comprar nuevos equipos para acomodar estas presiones aumentadas. Por consiguiente, una disminución el grosor de pared de una parte determinada puede resultar en gastos de capital significativos para lograr la fabricación a través de técnicas de moldeo por inyección convencionales.

En un intento de evitar algunos de los inconvenientes mencionados anteriormente, muchas de las operaciones de moldeo por inyección convencional usan material plástico con fluidificación por cizalla para mejorar las características de flujo del material plástico en la cavidad de molde. A medida que el material plástico con fluidificación por cizalla se inyecta en la cavidad de molde, las fuerzas de cizallamiento generadas entre el material plástico y las paredes de la cavidad de molde tienden a reducir la viscosidad del material plástico, lo que de ese modo permite que el material plástico fluya más libremente y fácilmente hacia la cavidad de molde. Como resultado, es posible llenar las partes de pared delgada lo suficientemente rápido para evitar que el material se congele totalmente antes de llenar completamente el molde.

La reducción de la viscosidad está directamente relacionada con la magnitud de las fuerzas de cizallamiento generadas entre el material plástico y el sistema de alimentación, así como entre el material plástico y la pared de la cavidad de molde. Por lo tanto, los fabricantes de estos materiales plásticos con fluidificación por cizalla y los operadores de sistemas de moldeo por inyección han usado mayores presiones de moldeo por inyección en un intento de aumentar el cizallamiento y, por lo tanto, reducir la viscosidad. Típicamente, los sistemas de moldeo por inyección de alto rendimiento (por ejemplo, los sistemas clase 101 y 30) inyectan el material plástico en la cavidad de molde a presiones de; la masa fundida de, típicamente, 103.4 MPa (15,000 psi) o mayores. Los fabricantes de materiales plásticos con fluidificación por cizalla enseñan a los operadores de moldeo por inyección a inyectar el material plástico en las cavidades del molde por encima de una presión mínima de la masa fundida. Por ejemplo, la resina de polipropileno se procesa, típicamente, a presiones mayores que 41.4 MPa (6,000 psi) (el intervalo recomendado de los fabricantes de resina de polipropileno es, típicamente, de más de 41.4 MPa a aproximadamente 103.4 MPa (6,000 psi a aproximadamente 15.000 psi)). Los fabricantes de prensas y los ingenieros de procesamiento recomiendan, típicamente, el procesamiento de polímeros con fluidificación por cizalla en el límite superior del intervalo o significativamente mayor, para lograr la- máxima fluidificación por cizalla posible, que es, típicamente, mayor que 15.000 psi, a fin de extraer la máxima fluidificación y mejores propiedades de flujo del material plástico. Generalmente, los polímeros termoplásticos con fluidificación por cizalla se procesan en el intervalo de más de 41.4 MPa a aproximadamente 206.8 MPa (6,000 psi a aproximadamente 30,000 psi). Aun con el uso de plásticos con fluidificación por cizalla, existe un límite práctico para el moldeo por inyección a alta presión variable de partes de paredes delgadas. Actualmente, este límite está en el intervalo de partes de pared delgada que tienen una relación de pared delgada de 200 o más. Además, incluso las partes que tienen una relación de pared delgada de entre 100 y 200 pueden llegar a tener un costo prohibitivo, ya que estas partes requieren, generalmente, presiones de inyección de entre aproximadamente 103.4 MPa y aproximadamente 137.9 MPa (aproximadamente 15,000 psi y aproximadamente 20,000 psi).

Las máquinas de moldeo por inyección de alta producción (es decir, las máquinas de moldeo clase 101 y clase 30) que producen productos de consumo de paredes delgadas usan exclusivamente moldes que en casi su totalidad están fabricados de materiales de alta dureza. Las máquinas de moldeo por inyección de alta producción producen, típicamente, 500,000 ciclos por año o más. Los moldes de producción de calidad industrial deben estar diseñados para soportar al menos 500,000 ciclos por año, preferentemente, más de 1 ,000,000 ciclos por año, con mayor preferencia, más de 5,000,000 ciclos por año y, aún con mayor preferencia, más de 10,000,000 de ciclos por año. Estas máquinas tienen moldes de cavidades múltiples y sistemas complejos de enfriamiento para aumentar las tasas de producción. Los materiales de alta dureza son más capaces de soportar operaciones repetidas de sujeción a alta presión que los materiales de menor dureza. Sin embargo, los materiales de alta dureza, tales como la mayoría de los aceros para herramientas, tienen conductividades térmicas relativamente bajas, generalmente, menores que 34.6 W/(m*K) (20 BTU/h pie °F), lo que conduce a tiempos de enfriamiento prolongados conforme el calor se transfiere del material plástico fundido hacia el material de alta dureza.

A pesar de que las máquinas existentes de moldeo por inyección a alta presión variable tienen intervalos crecientes de presión de inyección, el límite práctico todavía es de aproximadamente 200 (relación 1JT) para moldear partes de paredes delgadas en máquinas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable (por ejemplo, 137.9 MPa (20,000 psi)) y, para muchos fabricantes, las partes de paredes delgadas que tienen una relación de pared delgada de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200 pueden tener un costo prohibitivo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades que se exponen en las figura son ilustrativas por naturaleza y no pretenden limitar el contenido definido por las reivindicaciones. La siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas puede entenderse cuando se lee junto con las siguientes figuras, en donde las estructuras similares se indican con números de referencia similares y en la cual: la Figura 1 ilustra una vista esquemática de una máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante construida de acuerdo con la exposición; la Figura 2 ilustra una modalidad de una parte de pared delgada formada en la máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante de la Figura 1 ; la Figura 3 es una gráfica de presión de cavidad en comparación con el tiempo para la máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante de la Figura 1 , superpuesta sobre una gráfica de presión de cavidad en comparación con tiempo para una máquina convencional de moldeo por inyección a alta presión variable; la Figura 4 es otra gráfica de presión de cavidad en comparación con el tiempo de la máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante de l Figura 1 , superpuesta sobre una gráfica de presión de cavidad en comparación con tiempo para una máquina convencional de moldeo por inyección a alta presión variable; las gráficas ilustran el porcentaje de tiempo de llenado dedicado a ciertas etapas de llenado; las Figuras 5A-5D son vistas en sección transversal lateral de una porción de una cavidad de molde de pared delgada en diversas etapas de llenado por una máquina convencional de moldeo por inyección a alta presión variable; y las Figuras 6A-6D son vistas laterales en sección transversal de una porción de una cavidad de molde de pared delgada en diversas etapas de llenado por la máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante de la Figura 1 . la Figura 7 ilustra la energía máxima y el régimen de flujo máximo en comparación con porcentaje de llenado de la cavidad de molde para los procesos convencionales a alta presión variable y para los procesos a presión prácticamente constante. la Figura 8 es una tabla que ilustra el factor de flujo a la energía máxima en comparación con L7T.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención se refieren, generalmente, a sistemas, máquinas, productos y métodos de producción de productos mediante moldeo por inyección y, más específicamente, a sistemas, productos y métodos de producción de productos mediante moldeo por inyección a presión prácticamente constante.

El término "baja presión", como se usa en la presente descripción con respecto a la presión de la masa fundida de un material termoplástico, significa presiones de la masa fundida en un área adyacente de una tobera de una máquina de moldeo por inyección de 41.4 MPa (6000 psi) y menor.

El término "presión prácticamente constante", como se usa en la presente con respecto a la presión de la masa fundida de un material termoplástico, significa que las desviaciones de los valores iniciales de presión de la masa fundida no producen cambios significativos en las propiedades físicas del material termoplástico. Por ejemplo, "presión prácticamente constante" incluye, pero no se limita a, las variaciones de presión a las cuales la viscosidad del material termoplástico fundido no cambian significativamente. El término "prácticamente constante", en este aspecto, incluye desviaciones de aproximadamente 30 % de los valores iniciales de una presión de la masa fundida. Por ejemplo, el término "una presión prácticamente constante de aproximadamente 31.7 MPa (4600 psi)" incluye fluctuaciones de presión dentro del intervalo de aproximadamente 41.4 MPa (6000 psi) (30 % mayor que 31.7 MPa (4600 psi)) a aproximadamente 22.1 MPa (3200 psi) (30 % menor que 31.7 MPa (4600 psi)). Una presión de la masa fundida se considera prácticamente constante siempre que la presión de la masa fundida fluctúe no más del 30 % de la presión expresada.

El término "soporte de la masa fundida", como se usa en la presente descripción, se refiere a la porción de una máquina de moldeo por inyección que contiene plástico fundido en comunicación continua con la tobera de la máquina. El soporte de la masa fundida se calienta, de manera que un polímero se pueda preparar y mantener a una temperatura deseada. El soporte de la masa fundida está conectado a una fuente de energía, por ejemplo, un cilindro hidráulico o servomotor eléctrico, que está en comunicación con una unidad central de control y se puede controlar para hacer avanzar un diafragma a fin de forzar plástico fundido a través de la tobera de la máquina. Después, el material fundido fluye a través del sistema de colada hacia la cavidad de molde. El soporte de la masa fundida puede tener sección transversal cilindrica o tener secciones transversales alternativas que permitan que un diafragma fuerce el polímero a través de la tobera de la máquina a presiones que pueden variar de 0.69 MPa (100 psi) a presiones de 275.8 MPa (40.000 psi) o mayores. Opcionalmente, el diafragma puede estar conectado integralmente a un tornillo alternativo cuyas longitudes de espiral estén diseñadas para plastificar el material polimérico antes de la inyección.

El término "alta relación LT" se refiere, generalmente, a relaciones LJT de 100 o mayores y, más específicamente, a relaciones L/T de 200 o mayores. El cálculo de la relación L T se define más abajo.

El término "régimen de flujo máximo" se refiere, generalmente, al régimen de flujo volumétrico máximo medido en la tobera de la máquina.

El término "velocidad de inyección máxima" se refiere, generalmente, a la velocidad lineal máxima que recorre el pistón de inyección en el proceso de forzar el polímero hacía el sistema de alimentación. El pistón puede ser un tornillo alternativo, tal como en el caso de un sistema de inyección de una sola etapa o un pistón hidráulico, tal como en el caso de un sistema de inyección de dos etapas.

El término "velocidad del pistón" se refiere, generalmente, a la velocidad, lineal que recorre el pistón de inyección en el proceso de forzar el polímero hacia el sistema de alimentación.

El término "régimen de flujo" se refiere, generalmente, al régimen de flujo volumétrico del polímero, medido en la tobera de la máquina. Este régimen de flujo se puede calcular en base a la velocidad del pistón y el área de la sección transversal del pistón, o medirse con un sensor adecuado ubicado en la tobera de la máquina.

El término "porcentaje de llenado de la cavidad" se refiere, generalmente, al porcentaje de la cavidad que se llena desde el punto de vista volumétrico. Por ejemplo, si una cavidad está 95 % llena, entonces el volumen total de la cavidad de molde que está lleno es el 95 % de la capacidad volumétrica total de la cavidad de molde.

El término "temperatura de la masa fundida" se refiere, generalmente, a la temperatura del polímero que se mantiene en el soporte de la masa fundida y en el sistema de alimentación de material cuando se usa un sistema de colada caliente, que mantiene el polímero en un estado fundido. La temperatura de la masa fundida varía según el material; sin embargo, se entiende que una temperatura deseada de la masa fundida está, generalmente, dentro de los intervalos recomendados por el fabricante del material.

El término "tamaño de la compuerta" se refiere, generalmente, al área de la sección transversal de una compuerta, que está formada por la intersección de la colada y la cavidad de molde. En sistemas de colada caliente, la compuerta puede tener un diseño abierto, en donde no hay una interrupción positiva del flujo de material en la compuerta, o un diseño cerrado, en donde se usa un pasador de válvula para interrumpir mecánicamente el flujo de material a través de la compuerta en la cavidad de molde (comúnmente conocida como compuerta de válvula). El tamaño de la compuerta se refiere al área de la sección transversal, por ejemplo, una compuerta de 1 mm de diámetro se refiere a un área de la sección transversal de la compuerta que está a 1 mm del punto en donde la compuerta se comunica con la cavidad de molde. La sección transversal de la compuerta puede tener cualquier forma deseada.

El término "relación de intensificación" se refiere, generalmente, a la ventaja mecánica que tiene la fuente de energía de inyección en el pistón de inyección cuando fuerza el polímero fundido a través de la tobera de la máquina. En el caso de fuentes de energía hidráulica, es común que el pistón hidráulico tenga una ventaja mecánica de 10:1 sobre el pistón de inyección. Sin embargo, la ventaja mecánica puede variar de relaciones mucho más bajas, tales como 2:1 , a relaciones de ventaja mecánica mucho mayores, tales como 50:1.

El término "energía máxima" se refiere, generalmente, a la energía máxima durante el llenado de una cavidad de molde. La energía máxima puede tener lugar en cualquier momento del ciclo de llenado. La energía máxima está determinada por el producto de la presión del plástico medida en la tobera de la máquina por el régimen de flujo medido en la tobera de la máquina. La energía se calcula mediante la fórmula P = p * Q, en donde p es la presión y Q es el régimen de flujo volumétrico.

El término "régimen de flujo volumétrico" se refiere, generalmente, al régimen de flujo medido en la tobera de la máquina. Esta régimen de flujo se puede calcular en función de la velocidad del pistón y el área de la sección transversal del pistón o medirse con un sensor adecuado ubicado en la tobera de la máquina.

Los términos "llena" y "completa", cuando se usan con respecto a una cavidad de molde que incluye material termoplástico, son indistintos y ambos términos significan que el material termoplástico ha dejado de fluir en la cavidad de molde.

El término "tamaño de inyección" se refiere, generalmente, al volumen de polímero a inyectar desde el soporte de la masa fundida para llenar completamente la cavidad o las cavidades de molde. El volumen del tamaño de inyección se determina en; función de la temperatura y la presión del polímero en el soporte de la masa fundida inmediatamente antes de la inyección. En otras palabras, el tamaño de inyección es un volumen total de material plástico fundido que se inyecta en una carrera de un pistón de moldeo por inyección a una temperatura y presión dadas. El tamaño de inyección puede incluir inyectar el material plástico fundido en una o más cavidades de inyección a través de una o más compuertas. Además, la inyección de un material plástico fundido se puede preparar y efectuar mediante uno o más soportes de la masa fundida.

El término "variación" se refiere, generalmente, al punto en el cual la velocidad del frente de flujo se minimiza lo suficiente como para permitir que una porción del polímero caiga por debajo de su temperatura de ausencia de flujo y comience a congelarse.

Los términos "motor eléctrico" o "prensa eléctrica", cuando se usan en la presente descripción, incluyen servomotores eléctricos y motores lineales eléctricos.

El término "factor de flujo a la energía máxima" se refiere a una medida normalizada de la energía máxima que requiere un sistema de moldeo por inyección durante un ciclo sencillo de moldeo por inyección, y el factor de flujo a la energía máxima se puede usar para comparar directamente los requisitos de energía de distintos sistemas de moldeo por inyección. El factor de flujo a la energía máxima se calcula primeramente por medio de determinar la energía máxima, que corresponde al producto máximo de presión de moldeo por el régimen de flujo durante el ciclo de llenado (tal como se define en la presente) y, seguidamente, la determinación del tamaño de inyección para las cavidades de molde a llenar. El factor de flujo a la energía máxima se calcula por medio de dividir la energía máxima por el tamaño de inyección.

El término "porcentaje de llenado de la cavidad" se define como el % de la cavidad que se llena desde el punto de vista volumétrico. Así, si una cavidad está 95 % llena, entonces el volumen total de la cavidad de molde que está llena es el 95 % de la capacidad volumétrica total de la cavidad de molde.

Con referencia a las figuras en detalle, la Figura 1 ilustra un aparato ilustrativo de moldeo por inyección a presión prácticamente constante 10 para producir partes de paredes delgadas en grandes volúmenes (por ejemplo, un molde de inyección clase 101 o 30, o un "molde de productividad ultra alta"), especialmente partes de paredes delgadas que tengan una relación UJ de 100 o mayor. El aparato de moldeo por inyección a presión prácticamente constante 10 incluye, generalmente, un sistema de inyección 12 y un sistema de sujeción 14. En el sistema de inyección 12 se puede introducir un material termoplástico en forma de bolillas de resina termoplásticas 16. Las bolillas de resina termoplásticas 16 pueden colocarse en una tolva 8, la cual alimenta las bolillas de resina termoplásticas 16 en un barril calentado 20 del sistema de inyección 12. Las bolillas de resina termoplásticas 16, después de ser alimentadas en el barril calentado 20, pueden ser impulsadas hacia el extremo del barril calentado 20 mediante un tornillo alternativo 22. El calentamiento del barril calentado 20 y la compresión de las bolillas de resina termoplásticas 16 por el tomillo alternativo 22 provoca la fusión de las bolillas de resina termoplásticas 16, lo que forma un material termoplástico fundido 24. El material termoplástico fundido se procesa, típicamente, a una temperatura de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 410 °C.

El tornillo alternativo 22 fuerza el material termoplástico fundido 24 hacia una tobera 26 para formar una inyección de material termoplástico, que se inyecta en una cavidad i de molde 32 de un molde 28 a través de una o más compuertas. El material termoplástico fundido 24 se puede inyectar a través de una compuerta 30, que dirige el flujo del material termoplástico fundido 24 a la cavidad de molde 32. En otras modalidades, la tobera 26 puede estar separada de una o más compuertas 30 por un sistema de alimentación (no se muestra). La cavidad de molde 32 se forma entre el primer y segundo lado del molde 25, 27 del molde 28, y el primer y segundo lado del molde 25, 27 se mantienen unidos a presión mediante una unidad de prensado o sujeción 34. La unidad de prensado o sujeción 34 aplica una fuerza de sujeción durante el proceso de moldeo que es mayor que la fuerza ejercida por la presión de inyección que actúa para separar las dos mitades del molde 25, 27, lo que de ese modo mantiene unidos el primer y segundo lado del molde 25, 27 al tiempo que el material termoplástico fundido 24 se inyecta en la cavidad de molde 32. En una máquina típica de moldeo por inyección a alta presión variable, la prensa ejerce, típicamente, 206.8 MPa (30,000 psi) o más, porque la fuerza de sujeción está directamente relacionada con la presión de inyección. Para soportar estas fuerzas de sujeción, el sistema de sujeción 14 puede incluir un marco de molde y una base de molde.

Una vez que se efectúa la inyección de material termoplástico fundido 24 en la cavidad de molde 32, el tornillo alternativo 22 deja de desplazarse hacia adelante. El material termoplástico fundido 24 toma la forma de la cavidad de molde 32 y el material termoplástico fundido 24 se enfría dentro del molde 28 hasta que el material termoplástico 24 solidifica. Una vez que el material termoplástico 24 ha solidificado, la prensa 34 libera el primer y segundo lado del molde 25, 27, el primer y segundo lado del molde 25, 27 están separados entre sí, y la parte terminada se puede expulsar del molde 28. El molde 28 puede incluir una pluralidad de cavidades de molde 32 para aumentar las tasas generales de producción. Las formas de las cavidades de la pluralidad de cavidades de molde pueden ser idénticas, similares o diferentes entre sí. (Esto último se puede considerar como una familia de cavidades de molde).

Un controlador 50 está conectado en comunicación con un sensor 52, ubicado en el área adyacente a la tobera 26, y un control de tornillo 36. El controlador 50 puede incluir un microprocesador, una memoria y uno o más enlaces de comunicación. Además, el controlador 50 puede estar conectado, opcionalmente, a un sensor 53 ubicado próximo a un extremo de la cavidad de molde 32. Este sensor 32 puede proveer una indicación del momento en que el material termoplástico se está acercando al final del llenado en la cavidad de molde 32. El sensor 32 puede detectar la presencia de material termoplástico mediante detección óptica, neumática, mecánica o cualquier otra forma de detección de la presión y/o temperatura del material termoplástico. Cuando el sensor 52 mide la presión o la temperatura del material termoplástico, este sensor 52 puede enviar una señal indicativa de la presión o temperatura al controlador 50 para proveer una presión destino que mantenga el controlador 50 en la cavidad de molde 32 (o en la tobera 26) a medida que se completa el llenado. Esta señal se puede usar, generalmente, para controlar el proceso de moldeo, de modo que las variaciones de viscosidad del material, temperaturas del molde, temperaturas de la masa fundida y otras variaciones que influyen en la velocidad de llenado se ajusten mediante el controlador 50. Estos ajustes se pueden efectuar inmediatamente durante el ciclo de moldeo o se pueden efectuar correcciones en ciclos posteriores. Además, se pueden promediar varias señales a lo largo de un número de ciclos y, después, usarse para efectuar ajustes en el proceso de moldeo mediante el controlador 50. El controlador 50 se puede conectar al sensor 52, y/o el sensor 53, y al control de tornillo 36 mediante las conexiones cableadas 54, 56, respectivamente. En otras modalidades, el controlador 50 se puede conectar a los sensores 52, 53 y al control de tornillo 56 mediante una conexión inalámbrica, una conexión mecánica, una conexión hidráulica, una conexión neumática o cualquier otro tipo de conexión de comunicación conocido por los expertos en la técnica, que permita que el controlador 50 se comunique con los sensores 52, 53 y el control de tornillo 36.

En la modalidad de la Figura 1 , el sensor 52 es un sensor de presión que mide (directamente o indirectamente) la presión de la masa fundida del material termoplástico fundido 24 en el área adyacente a la tobera 26. El sensor 52 genera una señal eléctrica que se transmite al controlador 50. Después, el controlador 50 ordena al control de tornillo 36 que haga avanzar el tornillo 22 a una velocidad capaz de mantener una presión prácticamente constante de la masa fundida del material termoplástico fundido 24 en la tobera 26. Si bien el sensor 52 puede medir directamente la presión de la masa fundida, el sensor 52 puede medir otras características del material termoplástico fundido 24, tales como temperatura, viscosidad, régimen de flujo, etc., que son indicativas de la presión de la masa fundida. Igualmente, no se necesita que el sensor 52 esté ubicado directamente en la tobera 26, sino más bien el sensor 52 se puede ubicar en cualquier lugar dentro del sistema de inyección 12 o del molde 28 que esté conectado en comunicación continua con la tobera 26. Si el sensor 52 no está ubicado dentro de la tobera 26, se pueden aplicar factores de corrección apropiados a la característica medida para hacer un cálculo de la presión de la masa fundida en la tobera 26. No es necesario que el sensor 52 esté en contacto directo con el fluido inyectado y, alternativamente, puede estar en comunicación dinámica con el fluido y ser capaz de detectar la presión del fluido y/u otras características del fluido. Si el sensor 52 no está ubicado dentro de la tobera 26, se pueden aplicar factores de corrección apropiados a la característica medida para calcular la presión de la masa fundida en la tobera 26. En aún otras modalidades, no es necesario que el sensor 52 esté ubicado en un lugar que esté en comunicación continua con la tobera. Más bien, el sensor podría medir la fuerza de sujeción generada por el sistema de sujeción 14 en una línea de partición del molde entre la primera y segunda parte del molde 25, 27. En un aspecto, el controlador 50 puede mantener la presión de acuerdo con la entrada desde el sensor 52. Alternativamente, el sensor podría medir una demanda de energía eléctrica mediante una prensa eléctrica, que puede usarse para hacer un cálculo de la presión en la tobera.

Si bien la Figura 1 ¡lustra un controlador activo de circuito cerrado 50, se pueden usar otros dispositivos de regulación de la presión en lugar del controlador de circuito cerrado 50. Por ejemplo, para regular la presión de la masa fundida del material termoplástico fundido 24, el controlador 50 se puede reemplazar por una válvula reguladora de presión (no se muestra) o una válvula de alivio de presión (no se muestra). Más específicamente, la válvula reguladora de presión y la válvula de alivio de presión pueden impedir el exceso de presión del molde 28. Otro mecanismo alternativo para impedir el exceso de presión del molde 28 es una alarma que se activa cuando se detecta una condición de exceso de presión.

Ahora, con respecto a la Figura 2, se representa una parte moldeada ilustrativa 100. La parte moldeada 00 es una parte de pared delgada. Generalmente, las partes moldeadas se consideran de pared delgada cuando una longitud de un canal de flujo L dividida por el grosor del canal de flujo T es mayor que 100 (es decir, UT > 100). En el caso de cavidades de molde que tienen una geometría más complicada, la relación UT se puede calcular por medio de integrar la dimensión T sobre la longitud de la cavidad de molde 32 desde una compuerta 30 hasta el extremo de la cavidad de molde 32, y determinar la mayor longitud de flujo desde la compuerta 30 hasta el extremo de la cavidad de molde 32. La relación UT se puede determinar por medio de dividir la mayor longitud de flujo por el grosor promedio de la parte. En el caso en que una cavidad de molde 32 tenga más de una compuerta 30, la relación UT se determina por medio de integrar L y T para la porción de la cavidad de molde 32 llenada por cada compuerta, y la relación UT total para una cavidad de molde dada es la mayor relación UT calculada para cualquiera de las compuertas. En algunas industrias de moldeo por inyección, las partes de paredes delgadas se pueden definir como partes que tienen una UT > 100, o que tienen una UT > 200. La longitud del canal de flujo L es la mayor longitud de flujo medida desde la compuerta 30 hasta el extremo 104 de la cavidad de molde. Las partes de paredes delgadas son especialmente frecuentes en la industria de productos de consumo.

Las partes con relación UT alta se encuentran, comúnmente, en partes moldeadas que tienen grosores promedio menores que aproximadamente 10 mm. En los productos de consumo, los productos que tienen relaciones UT altas tienen, generalmente, un grosor promedio menor que aproximadamente 5 mm. Por ejemplo, mientras los paneles parachoques de automóviles con relación UT alta tienen, generalmente, un grosor promedió de 10 mm o menor, los vasos altos para beber con una relación UT alta tienen, generalmente, un grosor promedio de aproximadamente 5 mm o menor; los contenedores (tales como tubos o viales) con una relación UT alta tienen, generalmente, un grosor promedio de aproximadamente 3 mm; los cierres de las tapas para botellas que tienen una relación UT alta tienen un grosor promedio de aproximadamente 2 mm o menor, y cada cerda de un cepillo dé dientes con un relación UT alta tiene, generalmente, un grosor promedio de aproximadamente 1 mm o menor. Los procesos y dispositivos de presión prácticamenté constante descritos en la presente descripción son particularmente ventajosos para partes que tienen un grosor de 5 mm o menor, y los procesos y dispositivos descritos son más ventajosos para partes más delgadas.

Las partes de paredes delgadas con relaciones UT altas presentan algunos obstáculos en el moldeo por inyección. Por ejemplo, la delgadez del canal dé flujo tiende a enfriar el material termoplástico fundido antes de que el material alcance el extremo del canal de flujo 104. Cuando esto sucede, el material termoplástico sé congela y ya no fluye, lo que origina una parte incompleta. Para superar este problema! las máquinas tradicionales de moldeo por inyección inyectan el material termoplástico fundido a presiones muy altas, típicamente, mayores que 103.4 MPa (15,000 psi), de manera que el material termoplástico fundido llena rápidamente la cavidad de moldé antes de tener la oportunidad de enfriarse y congelarse. Esta es una razón por la qué los fabricantes de materiales termoplásticos enseñan a inyectar a presiones muy altas.' Otra razón por la cual las máquinas tradicionales de moldeo por inyección inyectan a presiones altas es el aumento del cizallamiento, lo que aumenta las características de flujo, como se indicó anteriormente. Estas presiones de inyección tan elevadas requieren el uso de materiales muy duros para formar, entre otras cosas, el molde 28 y el sistema de alimentación.

Generalmente, se creía que el llenado a presión constante requeriría la reducción de las velocidades de llenado con respecto a los métodos convencionales de llenado. Esto significa que el polímero estaría en contacto con las superficies de moldeo frías por períodos más largos antes de que el molde se llene completamente. Por lo tanto, se necesitaría eliminar más calor antes del llenado, y se esperaría que esto provoque el congelamiento del material antes de que el molde se llene. Se ha descubierto, inesperadamente, que el material termoplástico fluye cuando se somete a condiciones de presión prácticamente constante, a pesar de que una porción de la cavidad de molde esté por debajo de la temperatura a la cual es material termoplástico no fluye. Los expertos en la técnica esperarían, generalmente, que tales condiciones podrían ocasionar la congelación del material termoplástico y el taponamiento de la cavidad de molde, en vez de fluir y llenar la totalidad de la cavidad de molde. Sin intentar limitarse a la teoría, se cree que las condiciones de presión prácticamente constante de las modalidades del método y el dispositivo descritos permiten condiciones de flujo dinámico (es decir, un frente de masa fundida en movimiento, constante) en la totalidad de la cavidad de molde durante el llenado. No existe variación del flujo del material termoplástico fundido a medida que fluye para llenar la cavidad de molde y, por lo tanto, no hay oportunidad de que el flujo se congele, a pesar de que al menos una porción de la cavidad de molde está por debajo de la temperatura a la cual es material termoplástico no fluye.

Además, se cree que, como resultado de las condiciones de flujo dinámico, el material termoplástico fundido es capaz de mantener una temperatura mayor que la temperatura a la cual no fluye, a pesar de ser sometido a esas temperaturas en la cavidad de molde debido al calentamiento por cizallamiento. Se cree, además, que las condiciones de flujo dinámico interfieren con la formación de estructuras cristalinas en el material termoplástico a medida que este comienza el proceso de congelamiento. La formación de la estructura cristalina aumenta la viscosidad del material termoplástico, lo cual puede impedir el flujo adecuado para llenar la cavidad. La reducción en la formación de la estructura cristalina y/o el tamaño de la estructura cristalina pueden permitir una disminución de la viscosidad del material termoplástico a medida que fluye en la cavidad y es sometido a la baja temperatura del molde que está por debajo de la temperatura a la cual el material no fluye.

Los métodos y sistemas de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritos pueden usar un sensor (tal como el sensor 53 de la Figura 1 más arriba) ubicado cerca de un extremo de la posición de flujo (es decir, cerca de un extremo de la cavidad de molde) para monitorear cambios de la viscosidad del material, cambios de la temperatura del material y cambios de otras propiedades del material. Las mediciones de este sensor se pueden comunicar al controlador a fin de permitir que el controlador corrija el proceso en tiempo real; esto garantiza el alivio de presión del frente de la masa fundida antes de que el frente de la masa fundida llegue al extremo de la cavidad de molde, lo que puede provocar el enfriamiento instantáneo del molde y otro máximo de presión y energía. Por otra parte, el controlador puede usar las mediciones del sensor para ajustar los puntos de energía máxima y régimen de flujo máximo del proceso, a fin de lograr condiciones constantes de procesamiento. Además de usar las mediciones del sensor para ajustar el proceso con precisión en tiempo real durante el ciclo de inyección actual, el controlador puede ajustar, además, el proceso en el tiempo (por ejemplo, sobre una pluralidad de ciclos de inyección). De esta manera, el ciclo de inyección actual se puede corregir en función de las mediciones efectuadas durante uno o más ciclos en un punto temporal anterior. En una modalidad, las lecturas del sensor se pueden promediar sobre muchos ciclos a fin de lograr la consistencia del proceso.

En diversas modalidades, el molde puede incluir un sistema de enfriamiento que mantenga la totalidad de la cavidad de molde a una temperatura por debajo de la temperatura a la cual no hay flujo. Por ejemplo, se pueden enfriar las superficies planas de la cavidad de molde que están en contacto con la inyección que comprende material termoplástico fundido a fin de mantener una menor temperatura. Se puede usar cualquier temperatura de enfriamiento adecuada. Por ejemplo, el molde se puede mantener prácticamente a temperatura ambiente. La incorporación de esos sistemas de enfriamiento puede mejorar la velocidad a la cual la parte moldeada por inyección que acaba de formarse es enfriada y preparada para la eyección del molde.

Material termoplástico.

En los métodos y dispositivos de moldeo por inyección a presión prácticamente constante de la exposición se pueden usar diversos materiales termoplásticos. En una modalidad, el material termoplástico fundido tiene una viscosidad, definida por el índice de flujo de la masa fundida de aproximadamente 0.1 g/10 min a aproximadamente 500 g/10 min, medido según la norma ASTM D1238 a una temperatura de aproximadamente 230 °C y con un peso de 2.16 kg. Por ejemplo, para el polipropileno, el índice de flujo de la masa fundida puede estar en un intervalo de aproximadamente 0.5 g/10 min a aproximadamente 200 g/10 min. Otros índices de flujo de la masa fundida adecuados incluyen aproximadamente 1 g/10 min a aproximadamente 400 g/10 min, aproximadamente 10 g/10 min a aproximadamente 300 g/10 min, aproximadamente 20 a aproximadamente 200 g/10 min, aproximadamente 30 g/10 min a aproximadamente 100 g/10 min, aproximadamente 50 g/10 min a aproximadamente 75 g/10 min, aproximadamente 0.1 g/10 min a aproximadamente 1 g/10 min o aproximadamente 1 g/10 min a aproximadamente 25 g/10 min. El índice de flujo de la masa fundida (MFI, por sus siglas en inglés) del material se selecciona en función a la aplicación y el uso del artículo moldeado. Por ejemplo, los materiales termoplásticos con un MFI de 0.1 g/10 min a aproximadamente 5 g/10 min pueden ser adecuados para usar como preformas para aplicaciones de Moldeo por inyección, estirado y soplado (ISBM). Los materiales termoplásticos con un MFI de 5 g/10 min a aproximadamente 50 g/10 min pueden ser adecuados para usar como tapas y cierres de artículos para envasado. Los materiales termoplásticos con un MFI de 50 g/10 min a aproximadamente 150 g/10 min pueden ser adecuados para usar en la fabricación de cubos o tinas. Los materiales termoplásticos con un MFI de 150 g/10 min a aproximadamente 500 g/10 min pueden ser adecuados para artículos moldeados que tienen relaciones LT muy altas, tales como una placa delgada. Generalmente, los fabricantes de estos materiales termoplásticos enseñan que los materiales se deben moldear por inyección mediante el uso presiones de masa fundida en exceso de 41.4 MPa (6000 psi) y, frecuentemente, en gran exceso de 41.4 MPa (6000 psi). A diferencia de las enseñanzas convencionales relacionadas con el moldeo por inyección de esos materiales termoplásticos, las modalidades del método y el dispositivo constante de moldeo por inyección de la exposición permiten, favorablemente, la formación de partes de calidad moldeadas por inyección mediante el uso de esos materiales termoplásticos y el procesado a presiones de la masa fundida menores que 41.4 MPa (6000 psi) y, posiblemente, muy por debajo de 41.4 MPa (6000 psi).

El material termoplástico puede ser, por ejemplo, una poliolefina. Las poliolefinas ilustrativas incluyen, pero sin limitarse a, polipropileno, polietíleno, polimetilpenteno y polibuteno-1. Cualquiera de las poliolefinas antes mencionadas podría obtenerse de materias primas de origen biológico, tales como caña de azúcar u otros productos agrícolas, para producir un biopolipropileno o biopolietileno. Cuando se encuentran en estado fundido, las poliolefinas muestran, favorablemente, fluidificación por cizalla. La fluidificador! por cizalla es una reducción en la viscosidad cuando el fluido se coloca bajo esfuerzo de compresión. La fluidificación por cizalla puede permitir beneficiosamente que se mantenga el flujo del material termoplástico durante todo el proceso de moldeo por inyección. Sin intentar limitarse a la teoría, se cree que las propiedades de fluidificación por cizalla de un material termoplástico y, particularmente, poliolefinas, originan una menor variación de la viscosidad del material cuando el material se procesa a presiones constantes. En consecuencia, las modalidades del método y dispositivo de la exposición pueden ser menos sensibles a variaciones del material termoplástico, por ejemplo, provenientes de colorantes y otros aditivos, así como de las condiciones de procesamiento. Además, esta menor sensibilidad a las variaciones de lote a lote de las propiedades del material termoplástico pueden permitir, favorablemente, que los plásticos reciclados post-consumo y post-industrial puedan procesarse mediante las modalidades del método y el dispositivo de la exposición. Los plásticos reciclados post-industrial y post-consumo se derivan de productos finales que han completado su ciclo de vida como artículo de consumo y que de otro modo se hubieran eliminado como residuo sólido. Esos plásticos reciclados y las mezclas de materiales termoplásticos, tienen inherentemente una variación lote a lote significativa de sus propiedades materiales.

Además, el material termoplástico puede ser, por ejemplo, un poliéster. Los poliésteres ilustrativos incluyen, pero sin limitarse a, tereftalato .de polietileno (PET). El polímero de PET podría proceder de materias primas de origen biológico, tales como caña de azúcar u otros productos agrícolas, para producir un polímero parcialmente o completamente bio-PET. Otros materiales termoplásticos adecuados incluyen copolímeros de polipropileno y polietileno, así como polímeros y copolímeros de elastómeros termoplásticos, poliéster, poliestireno, policarbonato, poli(acrilonitrilo-butadieno-estireno), poli(ácido láctico), poliésteres de base biológica tales como poli(etilen furanato) polihidroxialcanoato, poli(etilen furanoato), (considerado como una alternativa o reemplazo intercambiable del PET), polihidroxialcanoato, poliamidas, poliacetales, cauchos de etileno-alfa olefina y copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno. El material termoplástico puede ser, además, una mezcla de varios materiales poliméricos y no poliméricos. El material termoplástico puede ser, por ejemplo, una mezcla de polímeros de peso molecular alto, medio y bajo para obtener una mezcla polimodal o bimodal. El material polimodal se puede diseñar de una manera que origine un material termoplástico con mejores propiedades de flujo, pero aún con propiedades fisicoquímicas satisfactorias. El material termoplástico puede ser, además, una mezcla de un polímero con uno o más aditivos de moléculas pequeñas. Las moléculas pequeñas podrían ser, por ejemplo, un siloxano u otra molécula lubricante que, cuando se añade al material termoplástico mejora la capacidad de flujo del material polimérico.

Otros aditivos pueden incluir materiales de carga inorgánicos tales carbonato de calcio, sulfato de calcio, talcos, arcillas (por ejemplo, nanoarcillas), hidróxido de aluminio, CaSi03, vidrio formado en fibras o microesferas, sílices cristalinos (por ejemplo, cuarzo, novacita, cristalobita), hidróxido de magnesio, mica, sulfato de sodio, litopón, carbonato de magnesio, óxido de hierro; o cargas orgánicas tales como cáscara de arroz, paja, fibra de cáñamo, harina de madera o fibra de madera, bambú o caña de azúcar.

Otros materiales termoplásticos adecuados incluyen polímeros renovables, tales como ejemplos no limitantes de polímeros producidos directamente de organismos, tales como polihidroxialcanoatos (por ejemplo, poli(beta-hidroxialcanoato), poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato, NODAX (marca registrada)) y celulosa bacteriana; polímeros extraídos de plantas, agricultura y bosques, y biomasa, tales como polisacáridos y derivados de estos (por ejemplo, gomas, celulosa, ésteres de celulosa, quitina, quitosana, almidón, almidón modificado químicamente, partículas de acetato de celulosa), proteínas (por ejemplo, zeína, suero, gluten, colágeno), lípidos, ligninas y caucho natural; almidón termoplástico producido de almidón o almidón modificado químicamente y polímeros actuales provenientes de monómeros y derivados de origen natural, tales como biopolietileno, biopolipropileno, tereftalato de politrimetileno, ácido poliláctico, nailon 1 1 ,' resinas alquídicas, poliésteres basados en ácido succínico y tereftalato de biopolietileno.

Los materiales termoplásticos adecuados pueden incluir una mezcla o mezclas de materiales termoplásticos diferentes, como en los ejemplos citados anteriormente. Además de los materiales diferentes, puede ser una combinación de materiales derivados de materiales bioderivados virgen o materiales derivados del petróleo, o materiales reciclados de materiales bioderivados o derivados del petróleo.; Uno o más de los materiales termoplásticos de una mezcla pueden ser biodegradables. Y en el caso de materiales termoplásticos que no forman mezclas, ese material puede ser biodegradable.

En la tabla siguiente se proveen resinas termoplásticas ilustrativas, como así también sus intervalos de presión de trabajo recomendados: Si bien más de una modalidad consiste en llenar prácticamente la totalidad de la cavidad de molde con la inyección que comprende el material termoplástico fundido a la vez que se mantiene la presión de la masa fundida de la inyección que comprende el material termoplástico fundido a una presión prácticamente constante, los materiales termoplásticos específicos se benefician de la invención a presiones constantes diferentes. Específicamente: PP, nailon, PC, PS, SAN, PE, TPE, PVDF, PTI, PBT y PLA a una presión prácticamente constante menor que 68.9 MPa (10000 psi); ABS a una presión prácticamente constante menor que 55.2 MPa (8000 psi); PET a una presión prácticamente constante menor que 39.9 MPa (5800 psi); copolímero de acetal a una presión prácticamente constante menor que 48.3 MPa (7000 psi); más poli(etilen furanato) polihidroxialcanoato, polietilen furanoato (también conocido como PEF) a una presión prácticamente constante menor que 68.9 MPa o 55.2 MPa o 48.3 MPa o 41 .4 MPa o 39.9 MPa (10000 psi u 8000 psi o 7000 psi o 6000 psi o 5800 psi).

Como se describió anteriormente en detalle, las modalidades del método y dispositivo de presión prácticamente constante descrito pueden lograr una o más ventajas sobre los procesos convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable. Por ejemplo, las modalidades incluyen un proceso más rentable y eficiente, que elimina la necesidad de equilibrar las presiones de preinyección de la cavidad de molde y los materiales termoplásticos; un proceso que permite el uso de presiones atmosféricas en la cavidad de molde y, por lo tanto, estructuras de molde simplificadas, lo que elimina la necesidad de medios de presurización, la capacidad de usar materiales para cavidad de molde de menor dureza y conductividad térmica alta, que son más rentables y más sencillos para la máquina; un método de procesamiento más robusto que es menos sensible a las variaciones de temperatura, viscosidad y otras propiedades; del material termoplástico, y la capacidad para producir partes de calidad moldeadas por inyección a presiones prácticamente constantes sin endurecimiento prematuro del material termoplástico en la cavidad de molde y sin la necesidad de calentar o mantener temperaturas constantes en la cavidad de molde.

En un ejemplo, se moldearon partes de muestra mediante un proceso a presión prácticamente constante cuya presión de inyección era menor que 41 .4 MPa (6000 psi).

Las muestras se aislaron de las partes moldeadas por inyección mediante el uso de un microtomo común de laboratorio. Se tomaron al menos cuatro muestras de cada parte moldeada por inyección. Después, se preparó la sección transversal de las muestras para exponer las capas de composición (revestimiento, núcleo, etc.) de cada muestra.

Las mediciones de sincrotrón se tomaron a la línea de luz G3 de Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY) en DORIS III con el montaje de detector MAXIM, es decir, primeramente las mediciones se tomaron con el dispositivo contador de escintilación con promedio de puntos para obtener vistas generales de difracción de la muestra. Después, se tomaron imágenes de difracción con resolución espacial mediante la cámara sensible a la posición de MAXIM (un detector Hamamatsu 4880 de 2D con placa multicanal [MCP] frente a su sensor CCD).

Las mediciones de sincrotrón revelaron que las partes moldeadas por inyección que tienen un cierto grosor y que se moldearon mediante un proceso a presión prácticamente constante muestran una banda o zona adicional distinta y discernible de cristalitos orientados de polipropileno en el núcleo de la parte. Esta zona adicional de material orientado se puede observar en partes moldeadas mediante moldes de acero o aluminio. Las partes moldeadas mediante un proceso convencional a presión variable más alta tienen, usualmente, un número reducido de bandas orientadas en comparación con una parte moldeada mediante un proceso a presión prácticamente constante.

Las partes moldeadas mediante un proceso a presión prácticamente constante pueden tener menos esfuerzo durante el moldeo. En un proceso convencional a alta presión variable, el proceso de llenado controlado por la velocidad y en conjunto con una mayor transferencia o conmutación para el control de la presión puede conducir a una parte con altos niveles indeseables de esfuerzo durante el moldeo. Si la presión de compactación es demasiado alta en un proceso convencional, la parte tendrá, frecuentemente, una región de compuerta compactada en exceso. El esfuerzo durante el moldeo se puede evaluar visualmente por medio de colocar las partes sobre una mesa de luz con polarización cruzada. Se puede usar la birrefringencia observada en las partes moldeadas para observar las diferencias del esfuerzo durante el moldeo. Típicamente, esto se observa como patrones de líneas de esfuerzo en la parte. El número elevado de líneas y/o la falta de uniformidad de las líneas de esfuerzo son, típicamente, indeseables.

Ahora, con referencia a la Figura 3, la línea discontinua 200 ilustra una curva típica de presión-tiempo para un proceso convencional de moldeo por inyección a alta presión variable. Por el contrario, la línea continua 210 ilustra una curva de presión-tiempo para la máquina descrita de moldeo por inyección a presión constante.

En el caso convencional, la presión de la masa fundida se incrementa rápidamente a mucho más de 103.4 MPa (15,000 psi) y, después, se mantiene a una presión relativamente alta, mayor que 103.4 MPa (15,000 psi), durante un primer periodo de tiempo 220. El primer período de tiempo 220 es el tiempo de llenado en el cual fluye material plástico fundido en la cavidad de molde. Después de eso, la presión de la masa fundida se disminuye y se mantiene a un valor aún relativamente alto, típicamente, 68.9 MPa (10,000 psi) o más, para un segundo período de tiempo 230. El segundo período de tiempo 230 es un tiempo de compactado en el cual se mantiene la presión de la masa fundida para garantizar el llenado de todos los espacios de la cavidad de molde. Una vez que se completa la compactación, la presión puede opcionalmente disminuirse otra vez para un tercer periodo de tiempo 232, que es el tiempo de enfriamiento. En un sistema convencional de moldeo por inyección a alta presión la cavidad de molde se compacta desde el extremo del canal de flujo y nuevamente de regreso hacia la compuerta. Típicamente, el material en el molde se congela cerca del extremo de la cavidad y, después, la región de material completamente congelado se desplaza progresivamente hacia el lugar o los lugares de la compuerta. Como resultado, el plástico cercano al extremo de la cavidad de molde se compacta por un menor período de tiempo y a menor presión que el material plástico que está más cercano al lugar o los lugares de la compuerta. La geometría de la parte, tal como las áreas de sección transversal muy delgada entre la compuerta y el extremo de la cavidad de molde, también puede influir en el¡ nivel de presión de compactación en regiones de la cavidad de molde. Una presión de! compactación inconsistente puede producir inconsistencias en el producto terminado, como se indicó anteriormente. Por otra parte, la compactación convencional del plástico en diversas etapas de solidificación origina algunas propiedades no ideales del material, por ejemplo, esfuerzos durante el moldeo, hundimiento y propiedades ópticas no óptimas.

Por otra parte, el sistema de moldeo por inyección a presión prácticamente constante inyecta el material plástico fundido en la cavidad de molde a una presión prácticamente constante durante un período de tiempo de llenado 240. En el ejemplo de la Figura 3, la presión de inyección es menor que 41 .4 MPa (6,000 psi). Sin embargo otras modalidades pueden usar presiones más altas, siempre que la presión sea prácticamente constante durante el proceso de moldeado. Una vez que la cavidad de molde se llena, el sistema de moldeo por inyección a presión prácticamente constante reduce gradualmente la presión durante un segundo período de tiempo 242, a medida que se enfría la parte moldeada. Al usar una presión prácticamente constante, el material termoplástico fundido mantiene un frente continuo de flujo de masa fundida que avanza por el canal de flujo desde la compuerta hacia el extremo del canal de flujo. En otras palabras, el material termoplástico fundido permanece en movimiento en toda la cavidad de molde, lo que impide el congelamiento prematuro. Por lo tanto, el material plástico se mantiene relativamente uniforme en cualquier punto a lo largo del canal de flujo, lo que origina un producto terminado más uniforme y consistente. Al llenar el molde con una presión relativamente uniforme, las partes moldeadas terminadas forman estructuras cristalinas que pueden tener mejores propiedades mecánicas y ópticas que las partes moldeadas convencionalmente. Además, las partes moldeadas a presiones constantes exhiben características diferentes a las capas de revestimiento de las partes moldeadas convencionalmente. Como resultado, las partes moldeadas a presión constante pueden tener mejores propiedades ópticas que las partes moldeadas convencionalmente.

Ahora, con referencia a la Figura 4, las diversas etapas de llenado se dividen como porcentajes del tiempo total de llenado. Por ejemplo, en un proceso convencional de: moldeo por inyección a alta presión variable, el período de llenado 220 representa aproximadamente el 10 % del tiempo total de llenado, el período de compactación 230 representa aproximadamente el 50 % del tiempo total de llenado y el período de enfriamiento 232 representa aproximadamente el 40 % del tiempo total de llenado. Por otro lado, en el proceso de moldeo por inyección a presión prácticamente constante el período de llenado 240 representa aproximadamente el 90 % del tiempo total de llenado, mientras que el periodo de enfriamiento 242 solo representa aproximadamente el 10 % del tiempo total de llenado. El proceso de moldeo por inyección a presión prácticamente constante necesita menos tiempo de enfriamiento porque el material plástico fundido se enfría a medida que fluye hacia la cavidad de molde. Por lo tanto, cuando la cavidad de molde se llena, el material plástico fundido se ha enfriado de manera significativa, aunque no lo suficiente para congelarse en la sección transversal central de la cavidad de molde, y debe disiparse menos calor total para completar el proceso de congelamiento. Además, dado que el material plástico fundido permanece líquido durante el llenado y la presión de compactación se transfiere por esta sección transversal central fundida, el material plástico fundido permanece en contacto con las paredes de la cavidad de molde (en lugar de congelarse y contraerse). Como resultado, el proceso de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descrito en la presente es capaz de llenar y enfriar una parte moldeada en menos tiempo total que un proceso convencional de moldeo por inyección a alta presión variable.

En la Figura 7 se ¡lustran la energía máxima y el régimen de flujo máximo en comparación con porcentaje de llenado de la cavidad de molde para los procesos convencionales a alta presión variable y para los procesos a presión prácticamente constante.

En el proceso a presión prácticamente constante, la carga de energía máxima se produce en un tiempo aproximadamente igual al tiempo en que se produce el régimen de flujo máximo y, después, disminuye de manera constante durante el ciclo de llenado. Más específicamente, la energía máxima y el régimen de flujo máximo se producen en el primer 30 % de llenado y, preferentemente, en el primer 20 % de llenado y, aún con mayor preferencia, en el primer 10 % de llenado. Si la energía máxima y el régimen de flujo máximo se configuran para producirse durante el comienzo del llenado, el material termoplástico no está sujeto a las condiciones extremas cuando está más cercano al congelamiento. Se cree que esto origina mejores propiedades físicas de las partes moldeadas.

Generalmente, después de la carga de energía máxima, el nivel de energía disminuye lentamente durante el ciclo de llenado. Además, después del régimen de flujo máximo, generalmente el régimen de flujo disminuye lentamente durante el ciclo de llenado porque la presión de llenado se mantiene prácticamente constante. Como se ilustró anteriormente, el nivel de energía máxima es menor que el nivel de energía máxima de un proceso convencional, generalmente 30-50 % menor, y el régimen de flujo máximo es menor que el régimen de flujo máximo de un proceso convencional, generalmente 30-50 % menor.

De la misma manera, la carga de energía máxima de un proceso convencional a alta presión variable se produce en un momento aproximadamente igual al tiempo en que se produce el régimen de flujo máximo. Sin embargo, a diferencia del proceso prácticamente constante, la energía máxima y la velocidad de flujo del proceso convencional a alta presión variable se producen en el último 10 % -30 % de llenado, lo que somete al material termoplástico a condiciones extremas porque está en el proceso de congelamiento. Además, a diferencia del proceso a presión prácticamente constante, el nivel de energía del proceso convencional a alta presión variable generalmente disminuye rápidamente durante el ciclo de llenado después de la carga de energía máxima. De manera similar, la velocidad de flujo de un proceso convencional a alta presión variable disminuye, generalmente, rápidamente durante el ciclo de llenado después del régimen de flujo máximo.

En el método y dispositivo descritos para moldear una parte con LJT alta, la parte se moldea por medio de inyectar un polímero termoplástico fundido en una cavidad de' molde a un régimen de flujo creciente para lograr una presión de inyección deseada y, después, el régimen de flujo se disminuye temporalmente para mantener una presión de inyección prácticamente constante. El método y dispositivo de presión de inyección; prácticamente constante son particularmente ventajosos cuando se moldean partes de; pared delgada (por ejemplo, partes que tienen una relación LJT > 100) y cuando se usan1 tamaños grandes de inyección (por ejemplo, más de 50 ce y, particularmente, más de' 100 ce). Es especialmente ventajoso que el régimen de flujo máximo se produzca dentro del primer 30 % de llenado de la cavidad, preferentemente, dentro del primer 20 % de llenado de la cavidad y, aún con mayor preferencia, dentro del primer 10 % de llenado de la cavidad. Al ajustar el perfil de presión de llenado, el régimen de flujo máximo se produce dentro de estos intervalos preferidos de llenado de la cavidad, y la parte moldeada tendrá al menos algunas de las ventajas físicas descritas anteriormente (por ejemplo, una mejorí resistencia, mejores propiedades ópticas, etc.) porque la estructura cristalina de la parte moldeada es diferente de una parte moldeada de manera convencional. Por otra parte, dado que los productos de LJT alta son más delgados, estos productos requieren menos pigmento para impartir un color deseado al producto obtenido. Además, en las partes sin ¡ pigmento, las partes tendrán deformidades menos visibles debido a las condiciones de | moldeo más consistentes. El uso de menos o ningún pigmento ahorra costos.

Alternativamente, se puede ajustar la energía máxima para mantener una presión de inyección prácticamente constante. Más específicamente, se puede ajustar el perfil de presión de llenado para que la energía máxima se produzca en el primer 30 %; del llenado de la cavidad, preferentemente, en el primer 20 % del llenado de la cavidad y, aún con mayor preferencia, en el primer 10 % del llenado de la cavidad. Al ajustar el, proceso para que la energía máxima se produzca dentro de intervalos preferidos y, después tener una energía decreciente en todo el resto de la cavidad de llenado, origina! los mismos beneficios para la parte moldeada que se describieron anteriormente con respecto al ajuste del régimen de flujo máximo. Además, el ajuste del proceso de la manera descrita anteriormente es particularmente ventajoso para las partes de pared delgada (por ejemplo, relación UT > 100) y cuando se usan tamaños grandes de I inyección (por ejemplo, más de 50 ce y, particularmente, más de 100 ce).

Los métodos y dispositivos de presión de inyección prácticamente constante descritos en la presente requieren, además, menos energía para relaciones LT dadas que! los sistemas convencionales de moldeo por inyección a alta presión variable, como se ilustra en la Figura 8.

Como se ilustró en la Figura 8, los métodos y dispositivos a presión de inyección prácticamente constante descritos en la presente descripción requieren menos energía (es decir, tienen un menor factor de flujo a la energía máxima) para llenar una cavidad de molde dada que los procesos convencionales de moldeo por inyección a alta : presión variable para cualquier relación UT entre 100 y 250, y esta relación se extiende ! a LJT de 300 y LT de 400 y más. De hecho, los métodos y dispositivos a presión de inyección prácticamente constante requieren menor energía que la calculada por la , fórmula: Y = 0.7218x + 129.74 j en donde Y = factor de flujo a la energía máxima; y X - relación UT En todos los casos, los sistemas convencionales de moldeo por inyección, a alta presión variable requieren más energía que la calculada por la fórmula anterior.

Ahora, con respecto a las Figuras 5A-5D y Figuras 6A-6D se ilustra una porción de una cavidad de molde a medida que se llena por una máquina convencional1 de moldeo por inyección a alta presión variable (Figuras 5A-5D) y a medida que se llenai por una máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante (Figuras, 5A-5D).

Como se ilustra en las Figuras 5A-5D, a medida que la máquina convencional de moldeo por inyección a alta presión variable comienza a inyectar material termoplástico fundido 24 en una cavidad de molde 32 a través de la compuerta 30, la alta, presión de inyección tiende a inyectar el material termoplástico fundido 24 en la cavidad de molde 32 a una tasa de velocidad elevada, lo que hace que el material termoplástico fundido 24 fluya en laminados 31 , más comúnmente conocidos como flujo laminar (Figura: 5A). Estos laminados externos 31 se adhieren a las paredes de la cavidad de molde y después se enfrían y congelan, lo que forma una capa límite congelada 33 (Figura 5B) ¡ antes de que la cavidad de molde 32 esté completamente llena. A medida que el material termoplástico se congela, sin embargo, se contrae, además, de la pared de la cavidad de molde 32, lo que deja un espacio 35 entre la pared de la cavidad de molde y la capa límite 33. Este espacio 35 reduce la eficiencia de enfriamiento del molde. El material termoplástico fundido 24 también comienza a enfriarse y congelarse en el área adyacente a la compuerta ; 30, lo que reduce el área de sección transversal efectiva de la compuerta 30. Para mantener un régimen de flujo volumétrico constante, la máquina convencional de moldeo - por inyección a alta presión variable debe aumentar la presión para forzar el material termoplástico fundido a través de la compuerta estrecha 30. A medida que el material termoplástico 24 continúa fluyendo en la cavidad de molde 32, la capa límite 33 se hace más gruesa (Figura 5C). Finalmente, toda la cavidad de molde 32 se llena prácticamente de material termoplástico congelado (Figura 5D). En este punto, y con el propósito de aumentar el enfriamiento, la máquina convencional de moldeo por inyección a alta presión debe mantener una presión de compactacion para empujar la capa límite 33 retraída contra las paredes de la cavidad de molde 32.

Una máquina de moldeo por inyección a presión prácticamente constante, por otra parte, hace fluir material termoplástico fundido en una cavidad de molde 32 con un frente de flujo 37 en movimiento constante (Figuras 6A-6D). El material termoplástico 24 detrás del frente de flujo 37 permanece fundido hasta que la cavidad de molde 37 está prácticamente llena (es decir, 99 % o más llena) antes de congelarse. Como resultado, el área de sección transversal efectiva de la compuerta 30 no se reduce y se mantiene una presión de inyección constante. Además, dado que el material termoplástico fundido 24 está detrás del frente de flujo 37, el material termoplástico 24 se mantiene en contacto con las paredes de la cavidad de molde 32. Como resultado, el material termoplástico 24 se enfría (sin congelarse) durante la porción de llenado del proceso de moldeo. Por lo tanto, la porción enfriada del proceso de moldeo por inyección no necesita ser tan larga como en un proceso convencional.

Dado que el material termoplástico permanece fundido y se mantiene en movimiento en la cavidad de molde 32, se requiere menos presión de inyección que en los moldes convencionales. En una modalidad, la presión de inyección puede ser de 41 .4 MPa (6,000 psi) o menor. Como resultado, los sistemas de inyección y sistemas de sujeción no necesitan ser tan potentes. Por ejemplo, los dispositivos descritos de presión de inyección prácticamente constante pueden usar abrazaderas que requieren menores fuerzas de sujeción y una menor fuente de energía de sujeción correspondiente. Además, debido a los requisitos de menor energía, las máquinas de moldeo por inyección descritas pueden emplear prensas eléctricas que no son, generalmente, lo suficientemente potentes para usar en las máquinas convencionales de moldeo por inyección de clase 101 y 102, que moldean partes de pared delgada a altas presiones variables. Aun cuando las prensas eléctricas son suficientes para usar en algunos moldes simples con pocas cavidades de molde, el proceso se puede mejorar con los métodos y dispositivos descritos de presión de inyección prácticamente constante, ya que se pueden usar motores eléctricos más pequeños y menos costosos. Las máquinas de moldeo por inyección a presión constante descritas pueden comprender uno o más de los siguientes tipos de prensas eléctricas: una prensa con servo motor de arrastre directo, una prensa de motor doble impulsada por correa, una prensa de motor doble con engranajes planetarios y una prensa de motor doble impulsada por rodamientos con energía nominal de 200 HP o menos.

Datos de la prueba Se realizó una prueba de viscosidad de molde para un molde de prueba, que se usó para generar los datos de la tabla fuerza en comparación con L/T anterior. Esta prueba determinó que la velocidad de inyección óptima era de 15.2 cm/s (6" por segundo). Se ensayó una velocidad adicional de 20.3 cm/s (8" por segundo) para ¡lustrar la relación entre la velocidad de inyección y la presión de moldeo. Como se mencionó anteriormente, la práctica actual de la industria es inyectar a la velocidad máxima que pueda alcanzar la prensa de moldeo. Los datos más abajo ilustran que el aumento de la velocidad de inyección conduce a aumentos sustanciales de presiones de moldeo, tal como indican los datos de los ensayos a 20.3 cm/s (8" por segundo). La inyección a velocidades aún mayores, tales como 25.4 cm (10" por segundo), 50.8 cm/s (20" por segundo) o más, dan lugar a un aumento sustancial de la presión. Los datos de prueba se resumen en las tablas más abajo.

Resumen de Datos del Ré imen de Flu o Volumétrico * El punto de datos del régimen de flujo volumétrico para el proceso nuevo mediante el uso del MFI 35 a L/T 185 se calculó mediante la ecuación de la línea de tendencia (y = 2E-06e0.0158x); donde x = valor L/T, e y = régimen de flujo volumétrico.

Factores de conversión 1 pulgada = 0.0254 m 1 mm = 0.03937 pulgadas 1 pulgada3/s = 16.38706 cm3/s 1 ps¡ = 6894.757 pa 1 Watt = 0.00134 hp Cuando se comparan los niveles de energía máxima y régimen de flujo máximo requeridos para moldear una parte moldeada por inyección, las temperaturas de la masa fundida y las temperaturas del molde deben ser consistentes entre las condiciones usadas para el proceso convencional y para el proceso a presión constante. Además, estos ajustes de temperatura deben basarse, generalmente, en las temperaturas recomendadas por el fabricante de la resina o dentro de intervalos adecuados para garantizar que la resina se procesa como prevé el fabricante.

Las máquinas de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritas reducen favorablemente el tiempo total de ciclo del proceso de moldeo, al tiempo que aumentan la calidad de la parte. Además, las máquinas de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritas pueden emplear, en algunas modalidades, prensas eléctricas que tienen, generalmente, mayor eficiencia energética y requieren menos, mantenimiento que las prensas hidráulicas. Además, las máquinas de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritas son capaces de emplear estructuras de soporte más flexibles y estructuras de suministro más adaptables, tales como mayor ancho de platina, mayor separación de la barra de unión, eliminación de las barras de unión, construcción de menor peso para facilitar movimientos más rápidos, y sistemas de alimentación no equilibrados de manera natural. Por lo tanto, las máquinas de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritas se pueden modificar para adaptarse a las necesidades de suministro y se adaptan con mayor facilidad a partes moldeadas determinadas.

Además, las máquinas y métodos de moldeo por inyección a presión prácticamente constante descritas permiten la fabricación de moldes con materiales más blandos (por ejemplo, materiales que tienen un Re menor que 30), que pueden tener mayor conductividad térmica (por ejemplo, conductividad térmica mayor que 34.6 W/(m*K) (20 BTU/h pie °F)), lo que conduce a moldes con mejores capacidades de enfriamiento y un enfriamiento más uniforme.

Se hace notar que los términos "prácticamente" y "aproximadamente", a menos que se especifique de cualquier otra forma, pueden usarse en la presente descripción para representar el grado inherente de incertidumbre que puede atribuirse a cualquier comparación cuantitativa, valor, medición u otra representación. Estos términos se usan, además, en la presente descripción para representar el grado mediante el cual una representación cuantitativa puede variar de una referencia establecida sin dar como resultado un cambio en la función básica de la materia en discusión. A menos que se defina de cualquier otra forma en la presente descripción, los términos "prácticamente" y "aproximadamente" significan que la comparación cuantitativa, valor, medida u otra representación puede estar dentro del 20 % de la referencia indicada.

Debe ser evidente que' las diversas modalidades de los productos ¡lustrados y descritos en la presente descripción pueden ser producidos por un proceso de moldeo a presión baja y prácticamente constante. Si bien en la presente descripción se ha hecho referencia particular a productos destinados a contener bienes de consumo o productos de bienes de consumo propiamente dichos, debe ser evidente que el método de moldeo descrito en la presente descripción puede ser adecuado para usar en conjunto con productos para uso en la industria de bienes de consumo, la industria de servicio de alimentos, la industria del transporte, la industria médica, la industria del juguete y lo similar. Además, un experimentado en la industria reconocerá que pueden usarse las enseñanzas descritas en la presente descripción para la construcción de moldes apilables, moldes de varios materiales que incluyen moldes rotativos y por inyección conjunta, en conjunto con decoración en molde, moldeo por inserción, montaje en molde y lo similar.

Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención se incorporan, en la parte pertinente, como referencia en la presente descripción; la cita de cualquier documento no debe interpretarse como una admisión de que representa una industria anterior con respecto a la presente invención. En el grado en que cualquier significado o definición de un término en este documento escrito contradice cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento escrito deberá regir.

Si bien se han ilustrado y descrito modalidades particulares en la presente descripción, debe entenderse que se pueden realizar diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la materia reivindicada. Además, aunque se han descrito diversos aspectos de la materia reivindicada en la presente descripción, dichos aspectos no necesitan usarse en combinación. Se pretende, por lo tanto, que las reivindicaciones anexas cubran todos esos cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la materia reivindicada.

Claims

REIVINDICACIONES:

1 . Un método de moldeo por inyección de una parte de pared delgada a una presión prácticamente constante; el método comprende: accionar un sistema de inyección (núm. 12 en la Figura 1 ) para hacer avanzar material termoplástico fundido (núm. 24 en la Figura 1 ) en una cavidad de molde (núm. 32 en la Figura 1 ), en donde la cavidad de molde tiene una relación L7T de 100 o mayor, y el material termoplástico tiene un tamaño de inyección mayor que 50 ce, y accionar a una potencia creciente (0-t1 , gráfica, página 28) hasta alcanzar una presión de inyección predeterminada; y caracterizado porque el método comprende, además: reducir la energía (t1 -100, gráfica, página 28) hasta que la cavidad de molde esté prácticamente llena con el material termoplástico para mantener una presión dé inyección prácticamente constante; y el accionamiento incluye accionar hasta que se produzca una energía máxima (t1 ) antes de que la cavidad esté 30 % llena.

2. El método de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la energía máxima se produce antes de que la cavidad esté 20 % llena.

3. El método de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la energía máxima se produce antes de que la cavidad esté 10 % llena.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la reducción incluye reducir para mantener la presión de inyección prácticamente constante de menos de 4138.4 N/cm2 (422 kilogramos fuerza por centímetro cuadrado).

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye accionar para mantener un frente de flujo en movimiento y prácticamente continuo de material termoplástico que se desplaza sin variación a medida que el material termoplástico avanza por la cavidad de molde.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye llenar la cavidad de molde a al menos 99 % de su capacidad antes de que un frente de flujo de material termoplástico comience a congelarse.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye hacer avanzar material termoplástico fundido en la cavidad del molde, que tiene una relación LJT de 200 o mayor.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye hacer avanzar material termoplástico fundido en la cavidad del molde, que tiene una relación LJT de 250 o mayor.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye accionar el sistema de inyección, caracterizado además porque el material termoplástico tiene un tamaño de inyección mayor que 50 ce.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el accionamiento incluye accionar el sistema de inyección, caracterizado además porque el material termoplástico tiene un tamaño de inyección mayor que 100 ce.