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¿Cómo elegir el tamaño adecuado de la máquina de moldeo por inyección: Guía de tamaños, parámetros y selección?
Creado 01.07
Cuando se trata de fabricación, la máquina de moldeo por inyección es una pieza clave del equipo. Pero al entrar en una planta de producción o revisar un catálogo, puede resultar confuso. Las máquinas varían de 50 a 3.000 toneladas, cada una con una lista detallada de especificaciones. Elegir el tamaño incorrecto puede causar daños en el molde, desperdicio de material o piezas que simplemente no se pueden fabricar.
Esta guía elimina la jerga técnica y le ofrece una forma sencilla de determinar el tamaño correcto de la máquina de moldeo por inyección para su proyecto.
¿Qué determina el tamaño de una máquina de moldeo por inyección?
La gente a menudo usa el tamaño al hablar de máquinas de moldeo por inyección, pero generalmente se refieren a la fuerza de cierre, que medimos en toneladas. En realidad, el tamaño incluye algunas cosas, como los límites físicos y mecánicos.
La Tonelada (Fuerza de Cierre)
La tonelada es la cantidad de presión que la máquina puede aplicar para mantener las mitades del molde juntas durante el proceso de inyección. Cuando el plástico fundido se inyecta en un molde a alta presión, intenta abrir el molde. Si la tonelada de la máquina es demasiado baja, el molde se abrirá o se separará ligeramente, causando "rebabas" (flash), que es plástico en exceso que se escapa por las uniones de la pieza.
Dimensiones de las Platinas y Espaciado de las Columnas de Unión
Piensa en las platinas como las "paredes" a las que se atornilla el molde. Las columnas de unión son las grandes barras de acero que guían estas paredes.
- Tamaño de la Placa: El área total de superficie disponible para montar el molde.
- Separación de las Barras de Unión: La distancia horizontal y vertical entre las barras. Su molde debe ser lo suficientemente pequeño para caber entre estas barras para ser instalado en la máquina.
Tamaño de Inyección (Capacidad de Inyección)
Esto se refiere al volumen máximo de plástico que la máquina puede inyectar en un ciclo. Se determina por el diámetro del tornillo y la distancia que recorre. Si su pieza es demasiado grande para la capacidad de inyección de la máquina, el molde no se llenará. Si la pieza es demasiado pequeña, el plástico permanece en el cilindro calentado durante demasiado tiempo y comienza a degradarse (degradación térmica de polímeros) o "cocinarse".
Parámetros detallados y factores de dimensionamiento
Más allá de la tonelada básica, varios otros parámetros dictan si una máquina es adecuada para sus necesidades de producción.
1. Presión de inyección
Diferentes materiales requieren diferentes niveles de "empuje" para llenar el molde. Por ejemplo, una carcasa electrónica de pared delgada requiere una presión de inyección mucho mayor que un cubo grueso y simple. La máquina debe ser capaz de generar suficiente presión para superar la resistencia de las vías internas del molde.
2. Tamaño de la Boquilla de la Máquina de Moldeo por Inyección
La boquilla es la interfaz entre el cilindro de la máquina y el molde. El tamaño de la boquilla de la máquina de moldeo por inyección debe coincidir con el buje de bebedero del molde. Si la punta de la boquilla es demasiado grande, el plástico se filtrará; si es demasiado pequeña, creará una "caída de presión", lo que dificultará el llenado del molde y potencialmente hará que el plástico se sobrecaliente debido a la fricción.
3. Carrera de Apertura y Luz Libre
"Luz libre" es la distancia máxima que los platos pueden separarse. Si está fabricando un cubo profundo, necesita una máquina con una carrera de apertura muy grande. Incluso si la pieza es pequeña en diámetro, necesita suficiente espacio para separar las mitades del molde y tener espacio para que la pieza terminada caiga o sea agarrada por un robot.
Cómo Calcular el Tamaño y los Requisitos del Molde de Inyección
Para elegir la máquina adecuada, debe trabajar hacia atrás a partir de la pieza que desea fabricar. Aquí le mostramos cómo puede realizar los cálculos básicos.
Paso 1: Cálculo del Área Proyectada
El área proyectada es el área de superficie 2D de la pieza cuando se ve desde la dirección de la inyección. Imagine una linterna apuntando a la pieza; la sombra que proyecta sobre una pared plana es el área proyectada.
Cálculo: Área Proyectada = Longitud x Ancho
Ejemplo: Si está moldeando una bandeja rectangular que mide 10 pulgadas de largo y 5 pulgadas de ancho, el cálculo es: 10 pulgadas x 5 pulgadas = 50 pulgadas cuadradas
Paso 2: Determinación de la tonelada requerida
La mayoría de los materiales requieren entre 2 y 5 toneladas de fuerza de sujeción por cada pulgada cuadrada de área proyectada.
- Materiales de fácil flujo (como el Polipropileno): Use de 2 a 3 toneladas por pulgada cuadrada.
- Materiales de alta viscosidad (como el Policarbonato): Use de 4 a 5 toneladas por pulgada cuadrada.
Cálculo de ejemplo: Usando nuestra bandeja de 50 pulgadas cuadradas hecha de un plástico estándar (usando 3 toneladas por pulgada cuadrada): 50 pulgadas cuadradas x 3 toneladas = 150 toneladas En este caso, buscaría una máquina con al menos 150 toneladas de fuerza de sujeción.
Paso 3: Cálculo de la capacidad de inyección
Debe calcular el peso total del plástico utilizado en un ciclo. Esto incluye la pieza en sí más el "sistema de canal" (los canales de plástico que conducen a la pieza).
La Regla 20/80: Para obtener los mejores resultados, el peso total de su inyección debe estar entre el 20% y el 80% de la capacidad máxima de la máquina.
- Si utiliza menos del 20%, el plástico permanece demasiado tiempo en el cilindro y se degrada.
- Si utiliza más del 80%, la máquina puede tener dificultades para mantener una presión constante, lo que provoca defectos en la pieza.
¿Cómo sé qué tamaño de máquina de moldeo por inyección necesito?
Una vez que tenga sus cálculos, puede seguir este marco práctico de toma de decisiones para seleccionar la máquina específica.
1. Verifique el ajuste físico
Primero, observe las dimensiones externas del molde. Si su molde tiene 20 pulgadas de ancho y el espaciado de las barras de tiro de la máquina es de 18 pulgadas, esa máquina queda inmediatamente descalificada, independientemente de su tonelaje. Asegúrese de que haya suficiente "luz" para expulsar la pieza cómodamente.
2. Compare las tasas promedio de moldeo por inyección por tamaño de máquina
El tamaño de la máquina afecta la velocidad a la que puede producir piezas.
- Máquinas Pequeñas (Menos de 500 Toneladas): A menudo tienen tiempos de ciclo muy rápidos y son excelentes para piezas de alta precisión y gran volumen como microengranajes, conectores eléctricos o tapas de botellas. Debido a que los componentes son ligeros, la máquina puede abrirse y cerrarse en solo unos segundos.
- Máquinas Medianas (500 a 1000 Toneladas): Este es el "punto óptimo" para muchos fabricantes. Estas máquinas son lo suficientemente versátiles para componentes interiores de automóviles, carcasas de herramientas eléctricas y artículos para el hogar más grandes. Ofrecen un equilibrio entre velocidad moderada y espacio físico suficiente para acomodar moldes más complejos con acciones laterales o deslizadores.
- Máquinas Grandes (Más de 1000 Toneladas): Estas se mueven mucho más lentamente debido al peso masivo de las placas y el tiempo requerido para acumular alta presión de sujeción. Estas se reservan para artículos a gran escala como parachoques de automóviles, paletas de plástico o paneles de electrodomésticos grandes.
Si su proyecto requiere millones de piezas, podría elegir una máquina más grande que pueda albergar un molde de "múltiples cavidades" (por ejemplo, fabricando 16 piezas a la vez) en lugar de una máquina pequeña que fabrica una pieza a la vez.
3. Considere la Sensibilidad del Material
Ciertos materiales son sensibles al calor. Si está utilizando un plástico transparente como Acrílico o Policarbonato, debe ser muy preciso con el cálculo del tamaño de la inyección. Usar una máquina demasiado grande para la pieza hará que el material se amarillee o se vuelva quebradizo porque permanece en el cilindro calentado durante demasiados ciclos.
Comprender la Relación entre Tonelaje y Otras Especificaciones
Una pregunta común es: “Si todas las máquinas de 200 toneladas tienen la misma fuerza de sujeción, ¿son del mismo tamaño?”
La respuesta es no. Si bien el tonelaje puede ser el mismo, los fabricantes ofrecen diferentes "estructuras". Puede encontrar una máquina de "placa ancha de 200 toneladas" diseñada para piezas grandes y planas que no necesitan mucho plástico, o una máquina de "barril grande de 200 toneladas" para piezas gruesas y pesadas que necesitan mucho material pero no tienen una gran área de superficie.
Siempre consulte la hoja de especificaciones de la máquina en lugar de solo la etiqueta de tonelaje. La hoja de especificaciones enumerará:
- Grosor máximo del molde: El molde más grande sobre el que la máquina puede cerrar.
- Espesor mínimo del molde: Si su molde es demasiado delgado, la máquina no podrá cerrarse lo suficiente para generar presión.
Errores comunes en la selección de máquinas
1. Selección basada únicamente en la tonelada
Este es el error más frecuente. Una máquina podría tener las 500 toneladas de fuerza que necesita, pero si las barras de unión están demasiado juntas para su molde, las toneladas no importan. Siempre verifique primero las dimensiones del molde.
2. Ignorar el Sistema de Expulsión
Las diferentes máquinas tienen diferentes patrones de expulsión. Asegúrese de que la placa de expulsión de su molde sea compatible con las barras de expulsión de la máquina. Si no se alinean, la pieza no será expulsada del molde.
3. Olvidar los "Factores de Seguridad".
Nunca opere una máquina al 100% de su capacidad nominal durante largos períodos. Si su cálculo dice que necesita 195 toneladas, no compre una máquina de 200 toneladas. Apunte a una máquina donde solo necesite usar aproximadamente el 80% de su capacidad máxima. Esto extiende la vida útil de la máquina y proporciona un margen si el comportamiento del material cambia ligeramente durante la producción.
Resumen del Proceso de Selección
- Elegir el tamaño adecuado de la máquina de moldeo por inyección es un proceso lógico de eliminación:
- Calcule el área del proyecto para encontrar el tonelaje mínimo.
- Calcule el peso de la inyección para asegurar que se encuentre entre el 20% y el 80% de la capacidad de la máquina.
- Compruebe las dimensiones del molde en relación con el espaciado de las barras de tiro y el tamaño de la platina.
- Verifique la carrera de apertura para asegurar que la pieza se pueda extraer de forma segura.
Siguiendo estos pasos, se asegura de que su producción sea eficiente, sus piezas sean de alta calidad y su maquinaria se mantenga en buen estado de funcionamiento durante años.
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