proveedor de piezo-accionador es Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH Hans-B6ckler-Str. 2, D-85221 Dachau, Alemania, y su literatura y sitio web publicitario ilustran estos dispositivos. · Típicamente, una aplicación de un potencial de 1000 voltios a un inserto piezocerámico provocará que "crezca" aproximadamente 0.0015" /pulgada (0.15 %) de espesor. Otro proveedor, Mide Technology Corporation de Medford, Maine, tiene una variedad de materiales activos que incluyen magnetoestrictores y aleaciones de memoria de forma, y su literatura y sitio web publicitario ilustran estos dispositivos, que incluyen especificaciones de material y otros detalles publicados . La vibración u oscilación de la resina plástica fundida durante su llenado y tiempo de curación en un proceso de moldeo por inyección se conoce que mejora las propiedades del artículo moldeado, terminado. La patente de los Estados Unidos número 6,629,831 de Wei describe el uso de un material piezoeléctrico en una boquilla para reducir la viscosidad del material que fluye en la misma. La patente de los Estados Unidos número 6,203,747 de Grunitz describe un elemento de vibración unido a un generador de frecuencia para producir movimiento entre un cilindro de moldeo por inyección y la unidad de transporte de material para inducir una vibración en la masa fundida. La patente de los Estados Unidos número 4,469,649 de Ibar describe la aplicación de esta vibración a la masa fundida en la unidad de inyección de la máquina de moldeo. La patente de los Estados Unidos número 5,192,555 de Arnott describe la aplicación de esta vibración a la masa fundida en un colector de piquera caliente de un molde. La patente de los Estados Unidos número 5,439,371 de Sawaya describe la aplicación de esta vibración localmente dentro de la cavidad de molde a una porción específica del artículo moldeado. Típicamente, se usan cilindros hidráulicamente accionados para inducir las vibraciones en estos ejemplos De esta manera, lo que se necesita es una nueva tecnología capaz de hacer vibrar la masa fundida dentro de la cavidad de molde con niveles ajustables de vibración, y de manera preferente con sensores incrustados y control en circuito cerrado de la vibración. Breve Descripción de la Invención Es una ventaja de la presente invención proporcionar un aparato y método de máquina de moldeo por inyección para superar los problemas señalados anteriormente, y proporcionar de manera ventajosa un medio efectivo y eficiente para hacer oscilar o vibrar la masa fundida dentro de una cavidad de molde u otra ubicación en una máquina de moldeo por inyección. De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, se proporcionan la estructura y/o pasos para generar vibración en la masa fundida dentro de una" máquina de moldeo por inyección, que incluye los pasos de proporcionar al menos una primera superficie fija; montar al menos un elemento de material activo en la por lo menos la primera superficie fija; proporcionar al menos una segunda superficie móvil adyacente a el · por lo menos un elemento de material activo; y activar el por lo menos un elemento de material activo de manera intermitente para mover la por lo menos una segunda superficie móvil con respecto a la por lo menos la primera superficie fija. De acuerdo a un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona la estructura y/o los pasos para un aparato para hacer Oscilar una masa fundida en una máquina de moldeo por inyección, que incluye al menos una superficie estable dentro de la máquina de moldeo por inyección; al menos una superficie móvil dentro de la máquina de moldeo por inyección; al menos un elemento de material activo fijado a cada superficie estable, y adyacente a cada superficie móvil; y un controlador para energizar de manera repetida el por lo menos un elemento de material activo, en donde la energización repetida del por lo menos un elemento de material activo genera oscilación en la masa fundida. De acuerdo a un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona la estructura y/o los pasos para un aparato para hacer vibrar plástico fundido en una cavidad de molde, que incluye una porción de molde de cavidad adyacente a una placa de cavidad; una porción de molde de núcleo adyacente a una placa de núcleo; una cavidad de molde formada entre la porción de molde de cavidad y la porción de molde de núcleo; al menos un accionador piezocerámico colocado entre uno o ambos de (i) la placa de núcleo y la porción de molde de núcleo, y (ii) la placa de cavidad y la porción de molde de cavidad; y un controlador conectado a por lo menos un accionador piezocerámico. Breve Descripción de las Figuras Las modalidades de ejemplo de las características actualmente preferidas de la presente invención ahora se describirán con referencia a las figuras anexas, en las cuales : La Figura 1 representa una pila de molde que incorpora la presente invención; La Figura 2 representa una pila de . moldeo de preforma de estilo de seguro o cierre de núcleo que incorpora la presente invención en la posición hacia atrás; y La Figura 3 representa una pila de moldeo de preforma de estilo de seguro o cierre de núcleo que incorpora la presente invención en la posición de enfriamiento hacia delante . Descripción Detallada de las Invención 1. Introducción La presente invención ahora se describirá con respecto a varias modalidades en las cuales se suministra a una máquina de moldeo por inyección de plástico con uno o más elementos de material activo que sirven para accionar un núcleo de molde, para provocar la agitación o vibración de la masa fundida dentro de la cavidad de molde de la máquina de moldeo por inyección. Sin embargo, los sensores y/o accionadores de material activo se pueden colocar en cualquier ubicación en el aparato de moldeo por inyección en el cual pueda ser deseable la agitación de la masa fundida. Otras aplicaciones para estos elementos de material activo se analizan en las solicitudes relacionadas tituladas (1) "Método y Aparato para Contrarrestar la Deflexión y Desalineación de Molde Usando Elementos de Material Activo"
(PCT/CA2005/000415) , (2) "Método y Aparato para Sellos Ajustables de Montaje de Piquera Caliente y Altura de Punta Usando Elementos de Material Activo" (PCT/CA2005/000416) , (3) "Método y Aparato para Ayudar en la Expulsión de una Máquina de Moldeo por Inyección que Usa Elementos de Material Activo" (PCT/CA2005/000346) , (4) "Método y Aparato para Controlar una Reparación de Desfogue con Elementos de Material Activo" (PCT/CA2005/000348) , (5) "Método y Aparato para Fijación de Componente de Molde Usando Elementos de Material Activo" (PCT/CA2005/000377) , (6) "Método y Aparato para Moldeo por Inyección, y Compresión Usando Elementos de Material Activo" (PCT/CA2005/000418) , y (7) "Sistema de Control para Utilizar Elementos de Material Activo en un Sistema de Moldeo" (PCT/2005/000432) , todas las cuales que se presentan concurrentemente con la presente solicitud. Como se analiza anteriormente, existe una necesidad en la técnica de un método y aparato para accionar un molde o porción de máquina, tal como un núcleo, usando elementos de material activo para impartir vibración a la masa fundida dentro de la cavidad de molde, piquera caliente o unidad de inyección de la máquina a fin de mejorar la calidad del artículo moldeado, terminado. En la siguiente descripción, se describen insertos piezocerámicos como el material activo preferido. Sin embargo, también se pueden usar de acuerdo con la presente invención otros materiales de la familia de materiales activos, tal como magnetoestrictores _y aleaciones de memoria de forma. Se expone a continuación en la Tabla 1 una lista de posibles materiales activos alternos y sus características, y se puede usar de acuerdo con la presente invención cualquiera de estos materiales activos : Tabla 1. Comparación de materiales activos Material Intervalo de No linealidad Integridad Costo/Vol Madurez temperatura (histéresis) estructural ($/cm3) técnica (°C) Piezocerámica -50-250 10 % Quebradizo, 200 Comercial
P2T-5A cerámico Cristal piezo- ~ <10 % Quebradizo, 32000 En individual TRS-A cerámico investigación
Electroestrictor 0-40 Cuadrático <1 Quebradizo, 800 Comercial
PMN % cerámico Material Intervalo de No linealidad Integridad Costo/Vol Madurez temperatura (histéresis) estructural ($/cm3) técnica (°C) Magnetoestrictor -20-100 2 % Quebradizo 400 En Terfenol-D investigación
Aleación de Controlado Elevado Aceptable 2 Comercial memoria de forma, por Nitinol temperatura SMA activado, <40 Elevado Aceptable 200 En Magn NiMnGa Investigación preliminar
Piezopolímero -70-135 <10 % Bueno 15* Comercial
PVDF (información, derivada de www.mide.com) 2. La Estructura de la Primera Modalidad La primera modalidad preferida de la presente invención se muestra en la Figura 1, que representa una pila de molde, con compuertas, de borde de piquera frío que comprende un bloque 701 de cavidad y un bloque 702 de núcleo, un inserto 703 de cavidad móvil y un inserto 704 de núcleo móvil. Los insertos móviles se retienen por los pernos 705, adaptados con arandela 706, y arandelas de muelle 707, tal que las arandelas de muelle 707 empujan constantemente el inserto hacia su respectivo corte en depresión en su bloque respectivo . El inserto 703 de cavidad móvil y el inserto 704 de núcleo móvil se pueden proporcionar con dispositivos piezoceramicos 708 tal que cualquiera o ambos de los insertos 703, 704 se puede accionar para provocar la vibración de la masa fundida dentro de la cavidad de molde. Los dispositivos piezocerámicos 708 se conectan a un controlador (no mostrado) por los conductos 709. El plástico se inyecta en la cavidad mediante la piquera 710, piquera 711 y compuerta 712. Los canales 713 de enfriamiento en los bloques e insertos enfrían el plástico de modo que solidifica rápidamente en la forma moldeada. Las espigas 714 inyectoras se accionan después que se ha abierto el molde para provocar que la pieza moldeada se expulse del núcleo de manera convencional. Una modalidad alternativa es usar sólo un inserto móvil en la mitad de la pila de moldeo. Un inserto individual puede ser suficiente para inducir oscilaciones vibratorias satisfactorias en la masa fundida en las partes que tienen secciones de pared más delgada. El uso de un sistema de inserto individual reduce el costo de instalación del medio para hacer vibrar la masa fundida en el molde . De acuerdo a la modalidad actualmente preferida de la presente invención, los insertos 708 de material activo (por ejemplo, piezocerámico) se localizan entre el bloque 701 de .cavidad y el inserto 703 de cavidad móvil, y entre el bloque 702 de núcleo y el inserto 704 de núcleo móvil. Los insertos 708 de material activo son preferentemente accionados por un controlador (no mostrado) a través de los conductos 709 de cableado, aunque también son posibles métodos inalámbricos de control. También se contempla que los insertos 708 se puedan colocar en otras ubicaciones dentro del montaje de molde, en tanto que la ubicación permite el accionamiento de elemento para dar por resultado que los componentes del molde de inyección se muevan de una manera que induzca vibración en la masa fundida contenida en el molde. Por ejemplo, los accionadores también se pueden ubicar en las entrecaras entre el bloque 701 de cavidad y el bloque 702 de núcleo, de un accionador individual, se puede usar en lugar de varios accionadores , como una alternativa o además de la configuración mostrada en la Figura 1. Los insertos piezocerámicos 708 son de manera preferente accionadores individuales que son de forma anular y/o tubular. De acuerdo a una modalidad actualmente preferida, el accionador de aproximadamente 30.0 mm de largo y 25.0 mm de diámetro, y se incrementa en longitud por aproximadamente 50 micrones cuando se aplica un voltaje de 1000 voltios mediante los conductos 709. Sin embargo, el uso de múltiples accionadores y/o accionadores que tienen otras formas, se contempla como que está dentro del alcance de la invención, y la invención por lo tanto no se limita a ninguna configuración particular del inserto 708. De manera preferente, se pueden proporcionar uno o más sensores piezocerámicos separados adyacentes al accionador 708 (o entre cualquiera de las superficies pertinentes descritas anteriormente) para detectar la presión provocada por la presencia de la masa fundida entre el inserto 703 de cavidad móvil y el inserto 704 de núcleo móvil, y/o para detectar el grado de vibración que se imparte a la masa fundida por el accionamiento de los elementos 708. De manera preferente, los sensores proporcionan señales de percepción al controlador (no mostrado) . Los elementos piezoeléctricos usados de acuerdo con las modalidades preferidas de la presente invención (es decir, los sensores piezoeléctricos y/o accionadores piezoeléctricos) pueden comprender cualquiera de los dispositivos fabricados por Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH. El sensor piezoeléctrico detecta presión y/o vibración aplicada a la masa fundida usando el elemento 708 y transmite una señal de percepción correspondiente a través de las conexiones 709 de cableado, permitiendo de este modo que el controlador efectúe el control de retroalimentación en circuito cerrado. El accionador 708 piezoeléctrico recibirá una señal de accionamiento a través de las conexiones 709 de cableado, cambia las dimensiones de acuerdo con la señal de accionamiento, y aplica una fuerza correspondiente entre el bloque 701 de cavidad y el inserto 703 de cavidad móvil, y entre el bloque 702 de núcleo y el inserto 704 de núcleo móvil, controlando de este modo de forma ajustable la vibración impartida a la masa fundida colocada entre el inserto 703 de cavidad móvil y el inserto 704 de núcleo móvil.
Se señala que los sensores piezoeléctricos se pueden proporcionar para percibir presión en cualquier posición deseada. Igualmente, se puede proporcionar más de un accionador piezoeléctrico para formar el elemento 708, montado en serie o en tándem, a fin de efectuar el movimiento extendido, movimiento angular, etc. Adicionalmente, cada accionador piezoeléctrico se puede segmentar en una o más formas arqueadas, trapezoidales, rectangulares, etc., que se pueden controlar de manera separada para proporcionar fuerzas vibratorias variables en varias ubicaciones dentro de las superficies. Adicionalmente, los accionadores piezoeléctricos y/o segmentos de accionador se pueden apilar en dos o más capas para efectuar el control fino de vibración, como se pueda desear. Los conductos 709 de cableado se acoplan a cualquier forma deseable del controlador o circuitería de procesamiento para leer las señales de sensor piezoeléctrico y/o para proporcionar las señales de accionamiento a los accionadores piezoeléctricos. Por ejemplo, una o más computadoras de propósito general, Circuitos Integrados Específicos de la Aplicación (ASIC) , Procesadores de Señales Digitales (DSP) , arreglos de compuertas, circuitos analógicos, procesadores digitales y/o analógicos dedicados, circuitos alámbricos, etc . , pueden controlar o percibir el elemento piezoeléctrico 708 descrito en la presente. Las instrucciones para controlar uno o más procesadores se pueden almacenar en cualquier medio deseable leíble por computadora y/o estructura de datos, tal como discos flexibles, discos duros, CD-ROM, RAM o EEPROM, medios magnéticos, medios ópticos, medios magneto-ópticos, etc . El uso de los elementos 708 de acuerdo a la presente modalidad también permite beneficios que incluyen la capacidad de ajustar la vibración de la masa fundida dentro del molde de una manera más eficiente, mejorando de este modo la calidad de los artículos moldeados que se producen. 3. El Proceso de la Primera Modalidad De acuerdo a la primera modalidad preferida de la presente invención, en la operación, los insertos 703 y 704 de cavidad y núcleo móviles se mueven al energizar los dispositivos piezocerámicos 708, o similares, para hacer que los insertos se alejen de los dispositivos piezocerámicos 708 y hacia la cavidad de molde, reduciendo de este modo el espesor de pared de la parte que se moldea adyacente a la cavidad y/o el inserto de núcleo que se mueve. Los dispositivos piezocerámicos 708 se conectan a un controlador, no mostrado, mediante el conducto 709 y se pueden energizar de manera intermitente, y de manera alternativa, a frecuencias variables, para provocar una oscilación vibratoria en la resina fundida. Esta vibración inducida durante y/o inmediatamente después de la inyección de la resina en la cavidad provoca que la parte moldeada terminada tenga propiedades mecánicas mejoradas. Cuando el elemento piezoeléctrico 708 se mueve con una configuración de control en circuito cerrado, el elemento de sensor genera una señal en respuesta a una presión y/o vibración entre la placa 703 de cavidad móvil y la placa 704 de núcleo móvil, y transmite la señal mediante el conducto 709 al controlador (no mostrado) . En base a las señales recibidas del sensor, el controlador entonces genera señales de accionamiento apropiadas que se transmiten mediante el conducto 709 al elemento accionador 708, y energizándolo de acuerdo con los datos recibidos del sensor para lograr vibración apropiada de la masa fundida contenida entre la placa 703 de cavidad móvil y la placa 704 de núcleo móvil. Por ejemplo, el controlador se puede programar para hacer que la vibración permanezca constante, o para incrementar y/o disminuir la vibración de acuerdo a un programa predeterminado, en base al tiempo, temperatura y/o número de ciclos . 4. La Estructura de la Segunda Modalidad Las Figuras 2 y 3 muestran una segunda modalidad preferida de la presente invención. La pila 601 de moldeo de preforma incluye una mitad de núcleo que comprende un par de orificios 622a y 622b, un anillo de seguridad 624, núcleo 623, tubo 660 de enfriamiento de núcleo, sello 640 de núcleo, manguito 631 de accionamiento, piezocerámico, de núcleo, conexión 633 de suministro de energía, conjunto 661 de muelles de núcleo, y pernos 662 de anillo de seguridad. El anillo de seguridad 624 tiene una pestaña 625 a través de la cual los pernos 662 sujetan el anillo de seguridad a la placa 629 de núcleo. El núcleo 623 se coloca en la placa 629 de núcleo por la espiga 664 y se empuja contra la placa 629 de núcleo por el conjunto 661 de muelles que puede incluir una o más arandelas de muelle tipo Belleville. El manguito 631 de accionamiento, piezocerámico, se coloca en la placa 629 de núcleo, y cuando se acciona, ejerce una fuerza contra la base de núcleo 623, empujándola lejos de la placa 629 de núcleo, comprimiendo de este modo el conjunto 661 de muelles. El núcleo 623 tiene una superficie 639 de alineación, ahusada que pone en contacto la superficie complementaria 663 en la superficie interior del anillo de seguridad 624 tal gue, cuando se acciona, el núcleo 623 se retiene hacia delante contra el ahusamiento como se muestra en la Figura 3. El manguito 631 de accionamiento, piezocerámico proporciona suficiente fuerza que retiene el núcleo 623 en esta posición para asegurar la estabilidad de núcleo y la alineación del núcleo durante la fase de curación del ciclo de moldeo . ¦ El núcleo 623 también tiene una porción cilindrica 666 que hace contacto con una porción 667 cilindrica, complementaria en el anillo de seguridad 623 para efectuar un sello deslizante, previniendo de este modo que el material de moldeo se fugue a través de esta entrecara cilindrica entre la superficie 666 y 667 en' tanto que permite movimiento axial relativo entre las dos superficies . De manera opcional, se pueden proporcionar uno o más sensores piezoceramicos para detectar la presión y/o vibración provocada por la masa fundida entre el núcleo 623 y la cavidad 665 . Estos sensores también se pueden conectar por los conductos 633 a un controlador. Los elementos piezoeléctricos usados de acuerdo con la presente invención (es decir, los sensores piezoeléctricos y/o accionadores piezoeléctricos) pueden comprender cualquiera de los dispositivos fabricados por Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH. Los sensores piezoeléctricos pueden detectar la presión/vibración en la masa fundida que está contenida entre el núcleo 623 y la cavidad 665 y transmiten una señal de percepción correspondiente a través de los conductos 633 , efectuando de este modo el control de retroalimentación en circuito cerrado. Los accionadores piezoeléctricos entonces reciben señales de accionamiento a través de los conductos 633 , y aplican fuerzas correspondientes . Se señala que los sensores piezoeléctricos se pueden proporcionar para percibir presión y/o vibración desde cualquier posición deseada. Igualmente, se puede proporciona más de un accionador piezoeléctrico en lugar de cualquier accionador individual descrito en la presente, y los accionadores se pueden montar en serie o en tándem, a fin de efectuar movimiento extendido, movimiento angular, etc. Como se menciona anteriormente, una de las ventajas significativas de usar los insertos de elemento activo, descritos anteriormente, es que proporcionan vibración mejorada a la masa fundida, dando por resultado artículos moldeados de mayor calidad, sin requerir aparatos voluminosos o costosos de vibración. 5. El Proceso de la Segunda Modalidad Similar al proceso de la primera modalidad, en la operación, durante las fases de inyección y/o retención del ciclo de moldeo, el manguito 631 de accionamiento, piezocerámico se acciona de forma cíclica para provocar que el núcleo 623 se mueva de forma cíclica hacia delante y hacia atrás a una frecuencia seleccionada para provocar un efecto vibratorio de la masa fundida conforme se rellena la cavidad 665. La vibración de la masa fundida antes que se solidifique se conoce que mejora las propiedades físicas del artículo moldeado, terminado y reduce al mínimo la formación de líneas de soldadura y otras imperfecciones inducidas por flujo que pueden provocar manchas en la apariencia del artículo moldeado, terminado. El manguito 631 de accionamiento, piezocerámico se activa de forma continua después del periodo durante el cual se induce un movimiento vibratorio en la masa fundida, y antes que se haya solidificado la masa fundida, para asegurar que el núcleo 623 se retenga hacia delante en su posición alineada, centrada de modo que la masa fundida solidifique en la fase final deseada. Después que la parte ha solidificado de manera suficiente, el molde se abre y la parte se expulsa de manera convencional. En una modalidad alternativa, los elementos piezocerámicos que actúan como sensores (no mostrados) se usan en combinación con los elementos de accionamiento para proporcionar una configuración de retroalimentación en circuito cerrado, como se describe anteriormente. Los elementos de sensor generan señales, en respuesta a la presión y/o vibración de la masa fundida presente entre el núcleo 623 y la cavidad 665, y transmiten las señales mediante las conexiones 633 de suministro de energía hacia un controlador. En base a las señales recibidas de los sensores, los controladores entonces generan otras señales que se transmiten mediante las conexiones 633 a los accionadores , energizándolos de acuerdo con los datos recibidos de los sensores para lograr la vibración efectiva de la masa fundida contenida dentro del molde . 6. Conclusión De esta manera, lo que se ha descrito es un método y aparato para usar elementos de material activo en una máquina de moldeo por inyección, de manera separada y en combinación, para efectuar mejoras útiles en la vibración de la masa fundida en un aparato de moldeo por inyección, de manera preferente dentro de la cavidad de molde, sistema de piquera caliente, o unidad de inyección del aparato de moldeo por inyección. Las características ventajosas de acuerdo a la presente invención incluyen: 1. Un inserto de elemento de material activo usado de manera individual o en combinación para generar vibración en la masa fundida dentro de una cavidad de molde de un molde de inyección, dentro de un sistema de piquera caliente, o dentro de una unidad de inyección de una máquina de moldeo por inyección; 2. Aparato de vibración de masa fundida que usa una unidad generadora de fuerza controlada en circuito cerrado que actúa en la cavidad de molde, con el sistema de piquera caliente, o dentro de la unidad de inyección; y 3. Ajuste dinámico de la vibración de la masa fundida usando una unidad de generación de fuerza, local . En tanto que la presente invención proporciona distintas ventajas para preformas plásticas de PET moldeadas por inyección, que tienen en general formas circulares en la sección transversal, perpendiculares al eje de la preforma, aquellos expertos en la técnica caerán en la cuenta que la invención es igualmente aplicable a otros productos moldeados, posiblemente con formas no circulares en la sección transversal, tal como cubetas, botes de pintura, cajas de compras, y otros productos similares. Todos estos productos moldeados vienen dentro del alcance de las reivindicaciones anexas . Los componentes individuales mostrados en bosquejo o diseñados por bloques en las figuras anexas son bien conocidos todos en las técnicas de moldeo por inyección, y su construcción y operación específica no son críticos a la operación o mejor modo para llevar a cabo la invención. En tanto que la presente invención se ha descrito con respecto a lo que se considera actualmente que son las modalidades preferidas, se va a entender que la invención no se limita a las modalidades descritas. Por el contrario, la invención se propone que cubra varias modificaciones y arreglos equivalentes incluidos dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. El alcance de las siguientes reivindicaciones se va a acordar a la interpretación más amplia para abarcar todas estas modificaciones y estructuras y funciones equivalentes. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.