WO2007034001A1 - Máquina de inyección, aparato adaptador y procedimiento de inyección en máquina de inyección en molde - Google Patents

Máquina de inyección, aparato adaptador y procedimiento de inyección en máquina de inyección en molde Download PDF

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injection
piston
mold
certain
machine
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PCT/ES2005/000503
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Miguel José VICUÑA ALTUNA
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Urpemak, S.L.
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/203—Injection pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D17/02—Hot chamber machines, i.e. with heated press chamber in which metal is melted
    • B22D17/04—Plunger machines
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    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment

Definitions

  • the invention relates to a method and a series of apparatus related to the manufacturing by injection of metal parts.
  • Metal injection machines are based on an injection mechanism that injects molten metal material into a mold. Some of the most important components of a metal injection machine are the closing group, responsible for opening and closing the mold with due pressure and in due time, the injection mechanism, responsible for introducing molten metal into the mold in due time, and the extraction group, responsible for extracting the parts inside the mold after injection and once the metal has solidified.
  • the metal injection machine usually also includes a control unit, which controls the operation of each part of the machine so that all parts act correctly and in a coordinated manner.
  • the injection mechanism of a metal injection machine usually comprises a furnace, in which the metal melts at a suitable temperature to be injected, a conduit that communicates the furnace with the mold, and a piston or piston that advances the metal melted from the oven and into the mold, along the duct.
  • a furnace in which the metal melts at a suitable temperature to be injected
  • a conduit that communicates the furnace with the mold
  • a piston or piston that advances the metal melted from the oven and into the mold, along the duct.
  • Another type of injection machine is also known in which the oven is not directly communicated with the mold, but the machine comprises a dipper that carries the molten material from the oven to a container, subsequently commissioning a piston to carry the material from the container to the mold through the corresponding duct.
  • the operation of the injection mechanism, closure group, and extraction mechanism for the manufacture of parts in an injection machine is usually based on the successive repetition of an injection cycle, where said injection cycle usually comprises a series of fundamental steps:
  • the closing group carries out the die closing of the mold
  • the injection mechanism begins a first phase of injection in which the piston advances at a relatively slow speed Vl (it can be constant or variable Vl) to deliver the metallic material to a specific point in the user-defined injection stroke, which generally coincides with the entry of the mold feed channels (small channels located in the mold that communicate the mold cavities in which the pieces are formed with the outside of the mold); during this first injection phase, the air inside the duct is displaced by the metallic material until the mold cavities are reached;
  • Vl relatively slow speed
  • Vl small channels located in the mold that communicate the mold cavities in which the pieces are formed with the outside of the mold
  • the injection mechanism sharply increases the piston speed and enters a second injection phase in which the piston advances at a high speed V2 (being able to be V2 constant or variable) to make the filling of the cavities of the piece in a required time and the compaction of the piece to compress the material and make the air bubbles trapped in the piece as small as possible, presenting this second injection phase a duration that depends mainly on the type of mold used;
  • the closing group opens the mold
  • the extraction mechanism causes the parts inside the cavities to exit;
  • a spraying mechanism performs the spraying of the cavities with mold release liquid in order to reduce the temperature of the mold and lubricate the cavities to facilitate the extraction of the parts in the following cycle.
  • the present invention aims to provide a series of improvements in the previous injection cycle, in order to reduce the total cycle time and therefore increase the amount of cycles per unit of time that the machine can perform. injection, thus increasing the productivity of the machine.
  • the process and the injection machine according to the invention comprise a preliminary injection phase that takes place at a safety rate, generally lower than the speed (Vl) of the first injection phase (although it could also be the same or greater than Vl), and with the mold open. Since the mold is open, for safety reasons and to prevent a certain amount of molten metal material from spilling outwards through the nozzle, the injection process and injection machine according to the invention complement said injection at safety speed with a check of the piston position. Thus, if the piston leaves the displacement range associated with the displacement of material until approximately the entrance of the mold, it is immediately stopped to prevent it from advancing in excess and the aforementioned spill of material occurs.
  • the method and the machine according to the invention further comprise a constant check of the injection conditions (closure of the mold, etc.) so that as soon as said conditions are met the procedure and the machine leave the preliminary injection phase and automatically switch to the first injection phase (speed Vl) followed by the second injection phase (speed V2).
  • the process and injection machine according to the invention achieve, by performing a preliminary injection phase with the mold still open and not having to wait for the mold to be closed to start the injection, reduce the duration of the injection cycle and therefore increase the number of workable cycles per unit of time.
  • the reduction in the cycle time is estimated to be between 1 and 3 seconds depending on the construction concept of the machine (diameter of the duct and piston) and the piston travel during the preliminary injection phase.
  • the process and the injection machine have the additional advantage of facilitating the evacuation of air from inside the duct during the injection and reducing the amount of air that appears inside the manufactured parts, thereby decreasing the appearance of pores in the pieces and increasing the resistance of the pieces.
  • the piston moves with the mold open, and therefore the air displaced by the moving material can freely flow from the nozzle to the outside of the mold and the machine.
  • the safety speed is preferably not accessible by the user.
  • Another aspect of the invention is an adapter apparatus that allows adapt a traditional injection machine, of the type known in the state of the art, so that it can have the execution of the injection procedure according to the invention, with the preliminary injection phase at a safe speed and with open mold, complemented with a piston position control.
  • the adapter apparatus is especially suitable for injection machines with hydraulic drive injection mechanisms, which are widely used in the state of the art, although its use with electric drive injection machines is also feasible.
  • Said adapter apparatus comprises the input means for knowing the affirmative or negative existence of the injection conditions or conditions that determine if the piston has to travel at the speed Vl corresponding to the first injection phase.
  • Said apparatus further comprises input means for knowing if the piston is in the safety zone (among which it can include at least one sensor connectable to the injection machine to detect if the piston is in the safety zone), and input means to know the affirmative or negative existence of a certain condition prior to the closure of the mold, which, if affirmative, starts the process according to the invention.
  • the apparatus comprises output means for communicating to the injection machine the information necessary to influence the piston speed of the injection mechanism of the injection machine.
  • the adapter apparatus can be activated or deactivated (even by an external order from the injection machine), so that if it is deactivated, the output means do not influence the piston speed of the injection mechanism of the injection machine. injection.
  • FIG. 1 shows the injection mechanism at different times of the injection procedure according to the invention.
  • FIG. 4 shows a state diagram of a procedure of Injection known in the state of the art.
  • FIG. 5 shows a generic embodiment of the injection method according to the invention.
  • FIG. 7 shows several injection cycles of a particular case of the injection procedure of Figure 5.
  • FIGs 1, 2 and 3 show the parts of an injection machine (8) most relevant to the present invention, such as the injection mechanism (11) and the closure group (9).
  • the closing group (9) comprises two plates (9a, 9b) or relatively flat pieces to which two parts (10a, 10b) of a mold (10) provided with sub-cavities (23a, 23b) are connected.
  • the closing group (9) is closed, that is, when the mobile plate (9a) is closed on the fixed plate (9b), the parts (10a, 10b) of the mold (10) are closed and causes the formation of the cavities (23) proper, for the conformation of pieces, when the sub-cavities (23a, 23b) are joined.
  • the injection mechanism (11) comprises a piston (12) that moves vertically to push the molten material (13) into an oven (22) through a conduit (14) comprising an outlet nozzle (15) towards the mold (10).
  • the drawing also shows the safety zone (16) of the piston (12), which is defined as the range of positions delimited between a minimum position (18) corresponding to the position of least advance of the piston (12) and a maximum position (17) corresponding to the forward position of the piston (12) that places the material (13) approximately at the inlet of the mold (10).
  • FIG 1 An initial situation in which the mold (10) is open, the piston (12) is in its minimum position (18) or higher, is shown in Figure 1, the material (13) is inside the conduit ( 14) and flush with the oven (22), and most of the duct (14) is It is full of air.
  • the preliminary injection phase begins, in which the piston (12) moves at a safety speed (Vs) while the mold (10) is still open.
  • Figure 2 shows the injection mechanism (11) during the preliminary injection phase, which takes place while the closing group (9) and the mold (10) are closed.
  • the injection machine (8) detects that certain injection conditions occur, which can preferably be summarized in that the mold (10) is closed under pressure, the injection machine (8) passes to the first injection phase to speed (Vl), in which material (13) is carried substantially to the inlet (5) of the mold (10), and to the second high-speed injection phase (V2), in which they are filled with material (13) the cavities (23) of the mold (10).
  • Vl first injection phase to speed
  • V2 second high-speed injection phase
  • Figure 4 shows a state diagram of an injection procedure known in the state of the art.
  • the procedure starts when certain injection conditions (4) are detected, generally indicating that the closure of the pressure mold has been carried out and that the necessary conditions for the injection can begin of material.
  • a first injection phase (19) begins in which the piston travels at a relatively slow speed (Vl) to inject material substantially into the mold (usually to the inlet of the feeding channels of the mold).
  • Vl relatively slow speed
  • V2 high speed
  • the injection mechanism returns to the initial state (26), other mechanisms acting as the closing group to open the mold, and the extraction group to extract the pieces.
  • the procedure is cyclic.
  • Figure 5 shows a state diagram of a generic embodiment of the injection method according to the invention.
  • the invention proposes a series of actions between the initial state (26) of the process and the first injection phase (19) at relatively slow speed (Vl).
  • the piston (12) moves to the speed (Vl) corresponding to the first injection phase (19).
  • the certain injection conditions (4) are indicative that the closure of the pressure mold has been carried out and that the conditions are met necessary for the injection of material to begin, and preferably they will be defined as the simultaneous fulfillment of at least two of the following conditions: that the closing group (9) is closed under pressure, that is, that the mobile plate (9a ) is in its most advanced position and that is exerting pressure towards the fixed plate (9b), that the mold (10) is positioned against the nozzle (15) or end of the duct, and that some cylinders or other elements in charge of Pushing the nozzle (15) or end of the conduit against the mold (10) are effectively pressing to push the nozzle (15) against the mold (10).
  • the certain condition (3) that starts the procedure (1) is in any case prior to the closure of the mold (10).
  • the invention contemplates two preferred embodiments: a first mode in which the certain condition (3) is that the closure group (9) and the mold (10) begin to close; a second way in which the certain condition (3) is that the closure group (9) and, consequently, the mold (10) have been opened (whether or not the extraction of parts or other action parallel to the injection).
  • Figures 6, 7 and 8 show three sets of speed-time graphs of the closing (6), injection (1) and extraction (7) procedures based on the repetition of cycles, Figure 6 corresponding to the conventional procedure, the Figure 7 with said first embodiment of the method according to the invention, and Figure 8 with said second embodiment of the method according to the invention.
  • a preliminary injection phase (21) is added at safety speed (Vs).
  • Said preliminary injection phase (21) is carried out before the mold is closed, that is, during the closing phase (27), specifically a time (2) after starting said closing phase (27). Since in this preliminary injection phase (21) the material advances partially (case of the present figure) or totally along the duct, the duration of the first injection phase (19) to bring the material to the entrance of the Feeding channels are reduced (case of the present figure) with respect to the previous figure or even canceled. Thus, it is visible in the present figure how a greater number of injection cycles per unit of time can be performed, increasing the productivity of the machine.
  • the second embodiment of the invention is shown in Figure 8, in which the preliminary injection phase (21) at safety speed (Vs) begins before the closing phase (27), that is, shortly after open the mold (10).
  • the certain condition (3) that starts the timer (2) after which the preliminary injection phase (21) begins is that the mold is open, that is, that there is The opening phase is finished (29).
  • the duration of the first injection phase (19) is reduced to a greater extent, obtaining a shorter cycle time and a higher injection machine performance.
  • the invention contemplates the realization of the injection procedure with all kinds of safety speed (Vs), speed (Vl) of the first injection phase (19), speed (V2) of the second injection phase (20).
  • the safety speed (Vs) may be less, equal or greater than Vl.
  • the velocity Vl is less than V2
  • alternatives are contemplated in which the first injection phase (19) and the second injection phase (20) are performed at the same speed , etc., the configuration of speeds and times of the injection phases other than the preliminary phase not being relevant for the present invention injection (21).

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Procedimiento de inyección y máquina de inyección (8), en los cuales un mecanismo de inyección (11) realiza la inyección de material (13) metálico en un molde (10), que se caracterizan porque realizan una fase preliminar de inyección con el molde (10) aún abierto, para reducir el tiempo total del ciclo de inyección y para conseguir un mejor desalojo del aire del interior del conducto (14) por el cual se desplaza el material (13) hacia el molde (10). El procedimiento y la máquina comprenden un sistema de seguridad para evitar la expulsión de material hacia el exterior durante la citada fase preliminar de inyección.

Description

MAQUINA DE INYECCIÓN, APARATO ADAPTADOR Y PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN EN MÁQUINA DE INYECCIÓN
EN MOLDE
DESCRIPCIÓN
Sector de Ia técnica
La invención se refiere a un procedimiento y una serie de aparatos relacionados con la fabricación por inyección de piezas metálicas.
Estado de la técnica
Las máquinas de inyección de metales están basadas en un mecanismo de inyección que inyecta material metálico fundido en un molde. Algunos de los componentes más importantes de una máquina de inyección de metales son el grupo de cierre, encargado de abrir y cerrar el molde con la debida presión y en los debidos tiempos, el mecanismo de inyección, encargado de introducir el metal fundido en el molde en los debidos tiempos, y el grupo de extracción, encargado de extraer las piezas del interior del molde tras la inyección y una vez que el metal se ha solidificado. La máquina de inyección de metales suele comprender además una unidad de control, que controla el funcionamiento de cada parte de la máquina de forma que todas las partes actúen de forma correcta y coordinada.
El mecanismo de inyección de una máquina de inyección de metales suele comprender un horno, en el cual se funde el metal a temperatura adecuada para ser inyectado, un conducto que comunica el horno con el molde, y un pistón o émbolo que hace avanzar el metal fundido desde el horno y hacia el molde, a lo largo del conducto. También se conoce otro tipo de máquina de inyección en el cual el horno no esta directamente comunicado con el molde, sino que la máquina comprende un cazo que lleva el material fundido desde el horno a un contenedor, encargándose posteriormente un pistón de llevar el material desde el contenedor hasta el molde a través del correspondiente conducto. En cualquier caso, el funcionamiento del mecanismo de inyección, grupo de cierre, y mecanismo de extracción para la fabricación de piezas en una máquina de inyección normalmente se basa en la repetición sucesiva de un ciclo de inyección, donde dicho ciclo de inyección suele comprender una serie de pasos fundamentales:
- primeramente, el grupo de cierre efectúa el cierre a presión del molde;
- una vez cerrado el molde a presión, el mecanismo de inyección comienza una primera fase de inyección en la cual el pistón avanza a una velocidad relativamente lenta Vl (pudiendo ser Vl constante o variable) para hacer llegar el material metálico hasta un punto concreto en la carrera de inyección definido por el usuario, que coincide generalmente con la entrada de los canales de alimentación del molde (pequeños canales localizados en el molde que comunican las cavidades del molde en las que se forman las piezas con el exterior del molde); durante esta primera fase de inyección, el aire que se encuentra en el interior del conducto va siendo desplazado por el material metálico hasta alcanzar las cavidades del molde;
- terminada la primera fase, y partiendo de la velocidad (Vl) de la primera fase, el mecanismo de inyección aumenta bruscamente la velocidad del pistón y entra en una segunda fase de inyección en la cual el pistón avanza a una velocidad alta V2 (pudiendo ser V2 constante o variable) para realizar el llenado de las cavidades de la pieza en un tiempo requerido y la compactación de la pieza para comprimir el material y hacer que las burbujas de aire atrapadas en la pieza sean lo más pequeñas posibles, presentando esta segunda fase de inyección una duración que depende principalmente del tipo de molde utilizado;
- seguidamente, el mecanismo de inyección hace retroceder al pistón hasta su posición inicial;
- una vez transcurrido el tiempo de enfriamiento (tiempo necesario para que las piezas se solidifiquen) tras el fin de la inyección, el grupo de cierre abre el molde;
- una vez abierto el molde, el mecanismo de extracción provoca la salida de las piezas del interior de las cavidades;
- finalmente, un mecanismo de pulverización realiza el pulverizado de las cavidades con líquido desmoldeante con objeto de reducir la temperatura del molde y de lubricar las cavidades para facilitar la extracción de las piezas en el ciclo siguiente.
La presente invención pretende aportar una serie de mejoras en el ciclo de inyección anterior, con el fin de conseguir reducir el tiempo total de duración del ciclo y aumentar por lo tanto la cantidad de ciclos por unidad de tiempo que es capaz de realizar la máquina de inyección, consiguiendo aumentar en consecuencia la productividad de la máquina.
Descripción breve de la invención
Es un objeto de la invención definir un procedimiento de inyección y una máquina de inyección correspondiente en los cuales se comience a inyectar material en el molde sin esperar a que necesariamente hayan de estar cerrados el grupo de cierre y el molde. Más concretamente, el procedimiento y la máquina de inyección según la invención comprenden una fase preliminar de inyección que tiene lugar a una velocidad de seguridad, generalmente más baja que la velocidad (Vl) de la primera fase de inyección (aunque también pudiera ser igual o mayor que Vl), y con el molde abierto. Dado que el molde está abierto, por motivos de seguridad y para evitar que pueda derramarse hacia el exterior a través de la boquilla cierta cantidad de material metálico fundido, el procedimiento de inyección y máquina de inyección según la invención complementan dicha inyección a velocidad de seguridad con un chequeo de la posición del pistón. Así, si el pistón abandona el rango de desplazamiento asociado al desplazamiento de material hasta aproximadamente la entrada del molde, es inmediatamente detenido para evitar que avance en exceso y se produzca el citado derrame de material.
El procedimiento y la máquina según la invención comprenden además un chequeo constante de las condiciones de inyección (cierre del molde, etc.) de forma que en cuanto se cumplen dichas condiciones el procedimiento y la máquina abandonan la fase preliminar de inyección y pasan automáticamente a la primera fase de inyección (velocidad Vl) seguida de la segunda fase de inyección (velocidad V2).
El procedimiento y máquina de inyección según la invención consiguen, al realizar una fase de inyección preliminar con el molde aún abierto y no tener que esperar a que el molde esté cerrado para comenzar la inyección, reducir la duración del ciclo de inyección y aumentar por tanto el número de ciclos realizables por unidad de tiempo. La reducción de la duración del ciclo se estima que puede estar entre 1 y 3 segundos en función del concepto constructivo de la máquina (diámetro del conducto y pistón) y del recorrido del pistón durante la fase preliminar de inyección.
Por otra parte, el procedimiento y la máquina de inyección presentan la ventaja adicional de facilitar el desalojo de aire del interior del conducto durante la inyección y a reducir la cantidad de aire que aparece dentro de las piezas fabricadas, disminuyendo por lo tanto la aparición de poros en las piezas y aumentando la resistencia de las piezas. Así, ha de tenerse en cuenta que, al contrario que en los procedimientos conocidos en el estado de la técnica, durante una de las fases de inyección según la invención (concretamente durante la fase preliminar) el pistón se desplaza con el molde abierto, y por lo tanto el aire desplazado por el material en movimiento puede salir libremente desde la boquilla hacia el exterior del molde y la máquina.
Para aumentar la seguridad durante la inyección, la velocidad de seguridad es preferentemente no accesible por el usuario.
Es otro aspecto de la invención un aparato adaptador que permite adaptar una máquina de inyección tradicional, del tipo de las conocidas en el estado de la técnica, para que pueda disponer de la ejecución del procedimiento de inyección según la invención, con la fase preliminar de inyección a una velocidad de seguridad y con molde abierto, complementada con un control de la posición del pistón. El aparato adaptador está especialmente indicado para máquinas de inyección con mecanismos de inyección de accionamiento hidráulico, muy extendidas en el estado de la técnica, aunque también es factible su uso con máquinas de inyección de accionamiento eléctrico. Dicho aparato adaptador comprende los medios de entrada para conocer la existencia afirmativa o negativa de las condiciones de inyección o condiciones que determinan si el pistón ha de desplazarse a la velocidad Vl correspondiente a la primera fase de inyección. Dicho aparato comprende además medios de entrada para conocer si el pistón se encuentra en la zona de seguridad (entre los cuales puede incluir al menos un sensor conectable a la máquina de inyección para detectar si el pistón se encuentra en la zona de seguridad), y medios de entrada para conocer la existencia afirmativa o negativa de una determinada condición previa al cierre del molde, la cual, en caso de ser afirmativa, arranca el procedimiento según la invención. Además, el aparato comprende medios de salida para comunicar a la máquina de inyección la información necesaria para influir en la velocidad del pistón del mecanismo de inyección de la máquina de inyección. Preferentemente, el aparato adaptador puede activarse o desactivarse (incluso mediante una orden externa proveniente de la máquina de inyección), de forma que en caso de estar desactivado los medios de salida no influyen en la velocidad del pistón del mecanismo de inyección de la máquina de inyección.
Descripción breve de las figuras
Los detalles de la invención se aprecian en las figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del alcance de la invención:
- Las Figuras 1, 2 y 3 muestran el mecanismo de inyección en diferentes momentos del procedimiento de inyección según la invención. - La Figura 4 muestra un diagrama de estados de un procedimiento de inyección conocido en el estado de la técnica.
- La Figura 5 muestra un modo de realización genérico del procedimiento de inyección según la invención.
- La Figura 6 muestra varios ciclos de inyección del procedimiento de inyección convencional de la Figura 4.
- La Figura 7 muestra varios ciclos de inyección de un caso particular del procedimiento de inyección de la Figura 5.
- La Figura 8 muestra varios ciclos de inyección de otro caso particular del procedimiento de inyección de la Figura 5.
Descripción detallada de la invención
En las Figuras 1, 2 y 3 puede verse las partes de una máquina de inyección (8) más relevantes para la presente invención, como son el mecanismo de inyección (11) y el grupo de cierre (9). El grupo de cierre (9) comprende dos platos (9a, 9b) o piezas relativamente planas a las cuales se conectan sendas partes (10a, 10b) de un molde (10) provisto de sub- cavidades (23a, 23b). Cuando el grupo de cierre (9) se cierra, es decir, cuando el plato móvil (9a) se cierra sobre el plato fijo (9b), se provoca el cierre de las partes (10a, 10b) del molde (10) y se provoca la conformación de las cavidades (23) propiamente dichas, para la conformación de piezas, al juntarse las sub-cavidades (23a, 23b). El mecanismo de inyección (11) comprende un pistón (12) que se mueve verticalmente para empujar el material (13) fundido en un horno (22) a través de un conducto (14) que comprende una boquilla (15) de salida hacia el molde (10). En el dibujo se ha representado además la zona de seguridad (16) del pistón (12), que se define como el rango de posiciones delimitado entre una posición mínima (18) correspondiente a la posición de menor avance del pistón (12) y una posición máxima (17) correspondiente a la posición de avance del pistón (12) que coloca el material (13) aproximadamente a la entrada del molde (10).
En la Figura 1 se muestra concretamente una situación inicial en la cual el molde (10) está abierto, el pistón (12) se encuentra en su posición mínima (18) o más superior, el material (13) se encuentra dentro del conducto (14) y al ras del horno (22), y la mayoría del conducto (14) se encuentra lleno de aire. Según el procedimiento de inyección de la invención, a partir de esta situación inicial comienza la fase de inyección preliminar, en la cual el pistón (12) se desplaza a una velocidad de seguridad (Vs) estando aún el molde (10) abierto. En la Figura 2 se muestra el mecanismo de inyección (11) durante la fase preliminar de inyección, que tiene lugar mientras el grupo de cierre (9) y el molde (10) se van cerrando. En esta situación, si el material (13) alcanza aproximadamente la salida (31) de la boquilla (15) hacia el molde (10), o lo que es lo mismo, el pistón (12) alcanza la posición máxima (17) de la zona de seguridad (16) o supera dicha posición ligeramente (ambas condiciones son contempladas por la invención), el pistón (12) se detiene para evitar que se derrame material (13) hacia el exterior de la boquilla (15). Entretanto, el grupo de cierre (9) y el molde (10) continúan cerrándose.
En cuanto la máquina de inyección (8) detecta que se producen unas determinadas condiciones de inyección, que preferentemente pueden resumirse en que el molde (10) esté cerrado a presión, la máquina de inyección (8) pasa a la primera fase de inyección a velocidad (Vl), en la que se lleva material (13) sustancialmente hasta la entrada (5) del molde (10), y a la segunda fase de inyección a alta velocidad (V2), en la que se llenan de material (13) las cavidades (23) del molde (10). La situación final de la máquina de inyección (8) tras la segunda fase de inyección puede observarse en la Figura 3.
La Figura 4 muestra un diagrama de estados de un procedimiento de inyección conocido en el estado de la técnica. Partiendo de un estado inicial (26), el procedimiento arranca cuando se detectan unas determinadas condiciones de inyección (4), generalmente indicadoras de que se ha realizado el cierre del molde a presión y que se cumplen las condiciones necesarias para que pueda comenzar la inyección de material. Detectada la presencia afirmativa de dichas condiciones de inyección (4), comienza una primera fase de inyección (19) en la cual el pistón se desplaza a una velocidad (Vl) relativamente lenta para inyectar material sustancialmente hasta el molde (normalmente hasta la entrada de los canales de alimentación del molde). Posteriormente, el procedimiento continúa con una segunda fase de inyección (20) en la cual el pistón se desplaza a alta velocidad (V2) para inyectar material sustancialmente en el molde (concretamente en las cavidades del molde en las que se conforman las piezas). Terminada la segunda fase de inyección (20), el mecanismo de inyección vuelve al estado inicial (26), actuando otros mecanismos como son el grupo de cierre para abrir el molde, y el grupo de extracción para extraer las piezas. El procedimiento, como puede verse en la figura, es cíclico.
La Figura 5 muestra un diagrama de estados de un modo de realización genérico del procedimiento de inyección según la invención. Como puede verse en la figura, a diferencia del estado de la técnica la invención propone una serie de acciones entre el estado inicial (26) del procedimiento y la primera fase de inyección (19) a velocidad (Vl) relativamente lenta. Concretamente, en el estado inicial (26) se analiza el estado de una determinada condición (3) y, en caso de detectarse el cumplimiento de dicha determinada condición (3), se espera un tiempo (2) mayor o igual que cero, preferentemente configurable. Transcurrido ese tiempo (2), se toma una decisión (24) en función de si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16): si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16), condición representada en la figura como una existencia de seguridad (S=I), el mecanismo de inyección (11) entra en una fase preliminar de inyección (21) en la cual el pistón (12) comienza a desplazarse a una velocidad de seguridad (Vs) para la aproximación de material (13) hacia la boquilla (15) a dicha velocidad de seguridad (Vs) y el desalojo de aire del interior del conducto (14); en cambio, si el pistón (12) no se encuentra en la zona de seguridad (16), condición representada en la figura como una no-existencia de seguridad (S=O), el pistón permanece detenido, habiéndose representado en la figura la situación de pistón (12) detenido como un estado (25). Por otra parte, en el primero de los casos, si cuando el pistón (12) se está desplazando a la velocidad de seguridad (Vs) el pistón (12) no se encuentra o abandona la zona de seguridad (16), el pistón (12) pasa igualmente al estado (25), es decir, se detiene.
En cualquier estado (2, 21, 25), cuando se cumplen las determinadas condiciones de inyección (4), el pistón (12) pasa a desplazarse a la velocidad (Vl) correspondiente a la primera fase de inyección (19). Las determinadas condiciones de inyección (4) son indicadoras de que se ha realizado el cierre del molde a presión y que se cumplen las condiciones necesarias para que pueda comenzar la inyección de material, y preferentemente estarán definidas como el cumplimiento simultáneo de al menos dos de las condiciones siguientes: que el grupo de cierre (9) se encuentre cerrado a presión, es decir, que el plato móvil (9a) se encuentre en su posición más avanzada y que esté ejerciendo presión hacia el plato fijo (9b), que el molde (10) se encuentre posicionado contra la boquilla (15) o extremo del conducto, y que unos cilindros u otros elementos encargados de empujar la boquilla (15) o extremo del conducto contra el molde (10) estén efectivamente haciendo presión para empujar la boquilla (15) contra el molde (10).
La determinada condición (3) que arranca el procedimiento (1) es en todo caso previa al cierre del molde (10). En particular, la invención contempla dos modos de realización preferentes: un primer modo en el que la determinada condición (3) es que el grupo de cierre (9) y el molde (10) comienzan a cerrarse; un segundo modo en el que la determinada condición (3) es que el grupo de cierre (9) y, por consiguiente, el molde (10) se hayan abierto (se haya realizado o no la extracción de piezas u otra acción paralela a la inyección).
Las Figuras 6, 7 y 8 muestran tres conjuntos de gráficas velocidad- tiempo de los procedimientos de cierre (6), inyección (1) y extracción (7) basados en la repetición de ciclos, correspondiéndose la Figura 6 con el procedimiento convencional, la Figura 7 con el citado primer modo de realización del procedimiento según la invención, y la Figura 8 con el citado segundo modo de realización del procedimiento según la invención.
En la Figura 6 se muestran las distintas fases del ciclo de cierre/inyección/extracción convencional: una fase de cierre (27) o de avance del plato móvil (9a) sobre el plato fijo (9b) del grupo de cierre (9), que termina al cerrarse el grupo de cierre (9) bajo presión; la primera fase de inyección (19), que termina al llegar el pistón (12) a la cota de comienzo de la segunda fase de inyección; la segunda fase de inyección (20), cuya duración es el tiempo de inyección determinado; una fase de enfriamiento (28) durante la cual se produce el retroceso del pistón (12); una fase de apertura (29) durante la cual se realiza la apertura del molde; una fase de extracción (30) durante la cual se realiza la extracción de las piezas del interior del molde (10). En la Figura 7 puede apreciarse que, según el primer modo de realización de la invención, se añade una fase preliminar de inyección (21) a velocidad de seguridad (Vs). Dicha fase preliminar de inyección (21) se realiza antes de que el molde esté cerrado, es decir, durante la fase de cierre (27), concretamente un tiempo (2) después de iniciarse dicha fase de cierre (27). Dado que en esta fase preliminar de inyección (21) el material avanza parcial (caso de la presente figura) o totalmente a lo largo del conducto, la duración de la primera fase de inyección (19) para llevar el material a la entrada de los canales de alimentación se reduce (caso de la presente figura) con respecto a la figura anterior o incluso se anula. De este modo, es visible en la presente figura cómo pueden realizarse un mayor número de ciclos de inyección por unidad de tiempo, aumentándose la productividad de la máquina.
En la Figura 8 se muestra el segundo modo de realización de la invención, en el cual la fase preliminar de inyección (21) a velocidad de seguridad (Vs) comienza antes de la fase de cierre (27), es decir, poco después de abrirse el molde (10). Concretamente, en el caso de la presente figura, la determinada condición (3) que arranca el contador de tiempo (2) tras el cual comienza la fase preliminar de inyección (21) es que el molde se encuentre abierto, es decir, que haya finalizado la fase de apertura (29). En este caso, en comparación con las Figuras 6 y 7, se reduce en mayor medida la duración de la primera fase de inyección (19), obteniéndose un menor tiempo de ciclo y un mayor rendimiento de la máquina de inyección.
La invención contempla la realización del procedimiento de inyección con todo tipo de valores de velocidad de seguridad (Vs), velocidad (Vl) de la primera fase de inyección (19), velocidad (V2) de la segunda fase de inyección (20). En este sentido, como se ha mencionado la velocidad de seguridad (Vs) podrá ser menor, igual o mayor que Vl. Por otra parte, aunque como se ha mencionado el caso preferente es que la velocidad Vl sea menor que V2, se contemplan alternativas en que la primera fase de inyección (19) y la segunda fase de inyección (20) se realicen a la misma velocidad, etc., no siendo en todo caso relevante para la presente invención la configuración de velocidades y tiempos de las fases de inyección diferentes a la fase preliminar de inyección (21).

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de inyección (1) de material (13) metálico en un molde (10) de una máquina de inyección (8), donde dicha máquina de inyección (8) comprende un grupo de cierre (9) que puede abrir y cerrar el molde (10), un mecanismo de inyección (11) que comprende un pistón (12) que empuja el material por un conducto (14) hacia el molde (10), donde en dicho pistón (12) se define una zona de seguridad (16) como el rango de posiciones del pistón (12) que se delimita entre una posición mínima (18) correspondiente a la posición de menor avance del pistón (12) y una posición máxima (17) correspondiente a la posición en la cual el pistón (12) coloca el material (13) sustancialmente al final del conducto (14), donde en dicho procedimiento de inyección (1), cuando se cumplen unas determinadas condiciones de inyección (4) se ejecutan una o varias fases de inyección (19, 20) en las cuales el pistón (12) desplaza material (13) al interior del molde (10), que se caracteriza por que comprende las siguientes fases:
- antes de que se cumplan las determinadas condiciones de inyección (4) y transcurrido un tiempo (2) mayor o igual que cero tras una determinada condición (3) previa al cierre del molde (10), si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16), el mecanismo de inyección (11) entra en una fase preliminar de inyección (21) en la cual el pistón (12) se desplaza a una velocidad de seguridad (Vs), para la aproximación de material (13) hacia el molde (10) y el desalojo de aire del interior del conducto (14),
- mientras que si antes de que se cumplan las determinadas condiciones de inyección (4) y transcurrido un tiempo (2) mayor o igual que cero tras una determinada condición (3), el pistón (12) no se encuentra en la zona de seguridad (16), o si cuando el pistón (12) se está desplazando a la velocidad de seguridad (Vs) el pistón (12) no se encuentra o abandona la zona de seguridad (16), el pistón (12) pasa a un estado (25) en el cual no se desplaza a la velocidad de seguridad (Vs), - en cualquier momento (2, 21, 25), cuando se cumplen las determinadas condiciones de inyección (4), el procedimiento de inyección (1) pasa a las fases de inyección (19, 20).
2. Procedimiento de inyección (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que cuando el pistón (12) se encuentra en el estado (25) en el que no se desplaza a la velocidad de seguridad (Vs), el pistón (12) está detenido.
3. Procedimiento de inyección (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que las determinadas condiciones de inyección (4) comprenden la activación simultánea de al menos dos de las siguientes condiciones: que el grupo de cierre (9) se encuentre cerrado a presión, que el molde (10) se encuentre posicionado contra el extremo del conducto (14) más próximo al molde (10), y que unos elementos encargados de empujar dicho extremo del conducto (14) contra el molde (10) estén efectivamente haciendo presión para empujar dicho extremo del conducto (14) contra el molde (10).
4. Procedimiento de inyección (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que el tiempo (2) es ajustable.
5. Procedimiento de inyección (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que la determinada condición (3) tras la cual comienza a contarse el tiempo (2) es sustancialmente que el grupo de cierre (9) comienza a cerrarse.
6. Procedimiento de inyección (1), según la reivindicación 1, que se caracteriza por que la determinada condición (3) tras la cual comienza a contarse el tiempo (2) es sustancialmente que el grupo de cierre (9) se ha abierto.
7. Máquina de inyección (8) de material (13) metálico en un molde (10), donde dicha máquina de inyección (8) comprende un grupo de cierre (9) que puede abrir y cerrar el molde (10), un mecanismo de inyección (11) que comprende un pistón (12) que empuja el material (13) por un conducto (14) hacia el molde (10), donde en dicho pistón (12) se define una zona de seguridad (16) como el rango de posiciones del pistón (12) que se delimita entre una posición mínima (18) correspondiente a la posición de menor avance del pistón (12) y una posición máxima (17) correspondiente a la posición en la cual el pistón (12) coloca el material (13) sustancialmente al final del conducto (14), donde en dicha máquina de inyección (8), cuando se cumplen unas determinadas condiciones de inyección (4) se ejecutan una o varias fases de inyección (19, 20) en las cuales el pistón (12) desplaza material (13) al interior del molde (10), que se caracteriza por que:
- antes de que se cumplan las determinadas condiciones de inyección (4) y transcurrido un tiempo (2) mayor o igual que cero tras una determinada condición (3) previa al cierre del molde (10), si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16), el mecanismo de inyección entra en una fase preliminar de inyección (21) en la cual el pistón (12) se desplaza a una velocidad de seguridad (Vs), para la aproximación de material (13) hacia el molde (10) y el desalojo de aire del interior del conducto (14),
- mientras que si antes de que se cumplan las determinadas condiciones de inyección (4) y transcurrido un tiempo (2) mayor o igual que cero tras una determinada condición (3), el pistón (12) no se encuentra en la zona de seguridad (16), o si cuando el pistón (12) se está desplazando a la velocidad de seguridad (Vs) el pistón (12) no se encuentra o abandona la zona de seguridad (16), el pistón (12) pasa a un estado (25) en el cual no se desplaza a la velocidad de seguridad (Vs),
- en cualquier momento (2, 21, 25), cuando se cumplen las determinadas condiciones de inyección (4), el procedimiento de inyección (1) pasa a las fases de inyección (19, 20).
8. Máquina de inyección (8), según la reivindicación 7, que se caracteriza por que cuando el pistón (12) se encuentra en el estado (25) en el que no se desplaza a la velocidad de seguridad (Vs), el pistón (12) está detenido.
9. Máquina de inyección (8), según la reivindicación 7, que se caracteriza por que las determinadas condiciones de inyección (4) comprenden la activación simultánea de al menos dos de las siguientes condiciones: que el grupo de cierre (9) se encuentre cerrado a presión, que el molde (10) se encuentre posicionado contra el extremo del conducto (14) más próximo al molde (10), y que unos elementos encargados de empujar dicho extremo del conducto (14) contra el molde (10) estén efectivamente haciendo presión para empujar dicho extremo del conducto (14) contra el molde (10).
10. Máquina de inyección (8), según la reivindicación 7, que se caracteriza por que el tiempo (2) es ajustable.
11. Máquina de inyección (8), según la reivindicación 7, que se caracteriza por que la determinada condición (3) tras la cual comienza a contarse el tiempo (2) es sustancialmente que el grupo de cierre (9) comienza a cerrarse.
12. Máquina de inyección (8), según la reivindicación 7, que se caracteriza por que la determinada condición (3) tras la cual comienza a contarse el tiempo (2) es sustancialmente que el grupo de cierre (9) se ha abierto.
13. Máquina de inyección (8), según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, que se caracteriza por que el mecanismo de inyección (11) es de accionamiento hidráulico.
14. Máquina de inyección (8), según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, que se caracteriza por que el mecanismo de inyección (11) es de accionamiento eléctrico.
15. Aparato adaptador para ser asociado a una máquina de inyección (8) de material (13) metálico en un molde (10), donde dicha máquina de inyección (8) comprende un grupo de cierre (9) que puede abrir y cerrar el molde (10), un mecanismo de inyección (11) que comprende un pistón (12) que empuja el material (13) por un conducto (14) hacia el molde (10), donde en dicho pistón (12) se define una zona de seguridad (16) como el rango de posiciones del pistón (12) que se delimita entre una posición mínima (18) correspondiente a la posición de menor avance del pistón (12) y una posición máxima (17) correspondiente a la posición en la cual el pistón (12) coloca el material (13) sustancialmente al final del conducto (14), donde en dicho mecanismo de inyección (11), cuando se cumplen unas determinadas condiciones de inyección (4) se ejecutan una o varias fases de inyección (19, 20) en las cuales el pistón (12) desplaza material (13) al interior del molde (10), que se caracteriza por que comprende:
- medios de entrada para conocer la existencia afirmativa o negativa de las determinadas condiciones de inyección (4), las cuales, en caso de ser afirmativas, determinan que el pistón (12) haya de desplazarse según las fases de inyección (19, 20),
- medios de entrada para conocer si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16),
medios de entrada para conocer la existencia afirmativa o negativa de una determinada condición (3) previa al cierre del molde (10), la cual, en caso de ser afirmativa, arranca un contador de tiempo (2) mayor o igual que cero tras el cual, si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad, ha de comenzar una fase preliminar de inyección (21) en la cual el pistón (12) ha de desplazarse a una velocidad de seguridad (Vs), para la aproximación de material (13) hacia el molde (10) y el desalojo de aire del interior del conducto (14), mientras que si transcurrido el tiempo (2) el pistón (12) no se encuentra en la zona de seguridad (16), o si cuando el pistón (12) se está desplazando a la velocidad de seguridad (Vs) el pistón (12) no se encuentra o abandona la zona de seguridad (16), el pistón (12) ha de pasar a un estado (25) en el cual no se desplaza a la velocidad de seguridad (Vs), - medios de salida para comunicar a la máquina de inyección (8) la información necesaria para influir en la velocidad del pistón (12) del mecanismo de inyección (11) de la máquina de inyección (8).
16. Aparato adaptador, según la reivindicación 15, que se caracteriza por que el tiempo (2) es ajustable.
17. Aparato adaptador, según la reivindicación 15, que se caracteriza por que los medios de entrada para conocer si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16) comprenden al menos un sensor que puede conectarse a la máquina de inyección (8) para detectar si el pistón (12) se encuentra en la zona de seguridad (16).
18. Aparato adaptador, según la reivindicación 15, que se caracteriza por que puede activarse o desactivarse su funcionamiento, siendo los. medios de salida tales que no influyen en la velocidad del pistón (12) del mecanismo de inyección (11) de la máquina de inyección (8) en caso de estar deshabilitado el aparato adaptador.
19. Aparato adaptador, según la reivindicación 18, que se caracteriza por que comprende los medios de entrada necesarios para recibir una orden externa de activación o desactivación de su funcionamiento.
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