Simulación de moldeo por inyección

SIMULACIÓN MOLDEO POR INYECCIÓN
Tecnología de Fabricación
Escuela Politécnica Superior de Linares

PRÁCTICA 01:
SIMULACIÓN MOLDEO POR
INYECCIÓN

ÍNDICE

1. Descripción del proceso de moldeo por inyección.
2. Descripción del proceso para importar y realizar una simulación del moldeo
por inyección.
3. Descripción de los posibles defectos del moldeo y sus causas.
4. Descripción de las técnicas a usar para evitar defectos.
5. Bibliografía.

2
REALIZADO POR: ISMAEL PADILLA

1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE MOLDEO POR INYECCIÓN.
En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso que consiste en inyectar un
polímero en estado fundido en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio
pequeño llamado compuerta o entrada. En ese molde el material se solidifica,
comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza final se obtiene al abrir
el molde y sacar la pieza moldeada.
En definitiva es un proceso similar a la fundición pero en este caso con plásticos, y con
una alimentación por presión.
Esquema de la maquinaria necesaria para el proceso:

3

2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA IMPORTAR Y REALIZAR UNA SIMULACIÓN
DEL MOLDEO POR INYECCIÓN.
Para la realización de la simulación usaremos el software Autodesk Simulation
Moldflow Adviser.
Una vez abierto el programa, importamos la pieza facilitada en docencia virtual
mediante la opción importar y mantenemos sus dimensiones por defecto.

Seleccionamos una limpieza automática para separar los defectos del modelo
importado y comprobaremos su idoneidad para determinar qué tipo de análisis es el
adecuado.

Como el modelo importado es grueso y de gran tamaño se recomienda el análisis 3D.

4

Una vez finalizada la operación de importación del modelo de pieza, debemos de
seleccionar el punto de inyección del material. Para ello, se recomienda un análisis de
posición de entrada.

5

Declaramos como algoritmo localizador de entradas 1 y ejecutamos el análisis.

Obtenemos un resumen de análisis.

6

Obtenemos también unos resultados indicadores de resistencia de flujo y de idoneidad
de la posición de entrada.

Una vez finalizado el estudio acerca de la posición de entrada, se concluye que la
zona central es la zona óptima para la ubicación del punto de inyección. Procedemos a
establecerlo:

7

Una vez situado el punto, procedemos a realizar un 2º análisis más extenso acerca de
las operaciones llenado y compactación del molde, así como la calidad de
refrigeración, análisis de rechupes y análisis deformación y contracción de la pieza.

Se procede a analizar el proceso de moldeo por inyección según el uso de Flexirene
MS20, fabricado por Polimeri Europa y de bajo uso energético, dejando las
características del proceso (como temperatura del molde o presión máxima de
inyección de la máquina) de forma predeterminada acorde con el material.

8

9

Una vez finalizado el asistente del análisis, procedemos a la instalación de un
bebedero próximo al punto de inyección y de una entrada de material antes de iniciar
el análisis.
Para ello modificamos la geometría del molde de la pieza así como definimos un plano
de partición de las dos placas utilizadas en el proceso de inyección.

10

Para la creación de la entrada, hay que indicar la posición de inicio de la entrada (la
zona superior del bebedero) y un punto de inyección (el que hemos definido con
anterioridad).

11

Tras todos los cambios efectuados satisfactoriamente, estamos en condiciones de
proceder al análisis objeto de este informe.

12

Tras unos minutos de análisis obtenemos un resumen final y una serie de resultados.
Todo ello queda generado en un informe exportado por el propio software (el cuál se
explica cómo generarlo y se adjunta).

Para generar el informe seleccionamos que el estudio, agregamos todos los elementos
y generamos un documento de Microsoft Word o un HTML según convenga.
A continuación mostramos el proceso para generar el informe y los diferentes gráficos
y conclusiones generadas:

13

14

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Varianza de temperatura

15

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Varianza de tiempo de
refrigeración

16

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Calidad de refrigeración

17

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Tiempo de llenado

18

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Flujo del plástico

19

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Confianza de llenado

20

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Predicción de la calidad

21

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Presión de inyección

22

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Pérdida de presión

23

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Temperatura en el frente
del flujo

24

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Temperatura media

25

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Tiempo para alcanzar la
temperatura de expulsión

26

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Atrapamientos de aire

27

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Contracción volumétrica
en la expulsión

28

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Líneas de soldadura

29

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Estimación de rechupes

30

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Rechupes sombreados

31

Pieza para simulacion Practica_estudio (Polimeri Europa):Indicador de deformación,
todos los efectos

32

General

Número
de
versión

2013

Nombre
del
estudio

pieza_para_simulacion_practica_estudio_(polimeri_europa).sdy

Ubicación
C:UsersPROPIETARIODocumentsMy ASMA 2013
del
ProjectsPractica1pieza_para_simulacion_practica_estudio_(polimeri_europa).sdy
estudio
Nombre
de la
pieza

Pieza para simulacion Practica.stl

Idoneidad
del
modelo

El modelo importado es grueso y de gran tamaño y es adecuado para el
análisis 3D.

Resolución
del análisis

Predeterminado

Material
Fabricante del material

Polimeri Europa

Nombre comercial del material

Flexirene MS20

Impacto medioambiental

Temperatura de masa fundida

190.0 (C)

Temperatura del molde

29.0 (C)

Puntos de inyección

1

Presión máxima de inyección de la
máquina

180.000
(MPa)

Tiempo de inyección seleccionado

Automático

Conmutación velocidad/presión

Automático

33

Perfil de compactación
Tiempo (s)

% Final de la presión de llenado

0.00

80.00

10.00

80.00

Tiempo de refrigeración

Automático

Tiempo de máquina con molde
abierto

5.00 (s)

Advertencias del modelo
Ninguno

34

Molde

Dimensiones del molde
X

51.20 (mm)

Y

89.60 (mm)

Z

50.00 (mm)

Material del molde
Fabricante del material

Generic

Nombre comercial del material

Tool Steel P-20

Placas de moldes
Placa del molde

Grosor de la placa del molde

Placa A

25.00 (mm)

Placa B

25.00 (mm)

Equidistancias del molde
Simétrico

25.00 (%)
+

-

X

5.12

5.12

mm

Y

8.96

8.96

mm

Z

23.76

16.00

mm

35

Sistema de canales

Bebedero
Forma Coordenada inicial Coordenada final
25.48, 35.84,
34.00

25.48, 35.84,
9.00

Descripción
Frío, Circular, Diámetro (6.00
mm)

Entradas
Coordenada
inicial

Coordenada
final

25.48, 35.84,
34.00

Forma

21.17, 35.98, Frío, Circular cónico, Diámetro inicial
10.24
(3.00 mm), Diámetro final (1.00 mm)

Descripción

Llenado

Tiempo de análisis: 254.94 (s)

Su pieza se puede rellenar fácilmente con una calidad
aceptable usando los puntos de inyección actuales.

Tiempo real de llenado

1.16 (s)

Presión real de inyección

32.046 (MPa)

Área de fuerza de cierre

29.2564 (cm^2)

Fuerza máx. de cierre durante el llenado

0.074 (tonelada)

Conmutación de velocidad/presión a % volumen

99.84 (%)

Conmutación de velocidad/presión en tiempo

1.16 (s)

Peso total de la pieza al final del llenado

21.424 (g)

Volumen de inyectada

28.3770 (cm^3)

Volumen de la cavidad

27.5880 (cm^3)

Volumen del sistema de canales

0.7890 (cm^3)

36

Anomalía de tiempo de ciclo

Advertencias del solucionador
Ninguno

37

Llenado+compactación


Su pieza se puede rellenar fácilmente con una calidad
aceptable usando los puntos de inyección actuales.

Fuerza máxima de cierre durante el ciclo

4.191 (tonelada)

Esfuerzo de cizalla máx. de la pared

0.631 (MPa)

Peso total de la pieza

21.424 (g)

Tiempo de refrigeración

88.12 (s)

Tiempo del ciclo

104.27 (s)

Perfil de compactación

Tiempo Presión
0.00
(s)

25.637
(MPa)

10.00
(s)

25.637
(MPa)

Ninguno

38

Calidad de refrigeración


Su pieza tendrá graves problemas de refrigeración y puede
causar problemas con la expulsión.
Para obtener ayuda sobre la forma de mejorar la calidad de la
pieza, consulte el gráfico de calidad de refrigeración y use el
consultor de resultados.

Varianza máxima de la temperatura

12.7 (C)

Varianza mínima de la temperatura

-5.2 (C)

Varianza máxima del tiempo de refrigeración

28.64 (s)

Varianza mínima del tiempo de refrigeración

-64.15 (s)

Ninguno

Rechupe


Menos del 1% del modelo tiene rechupes.
Consulte Cálculo de rechupes.

Profundidad del rechupe

0.63 (mm)

Profundidad media del rechupe

0.53 (mm)

Porcentaje del modelo con propensión a rechupes

0.08 (%)

Ninguno

39

Deformación


No se han establecido restricciones de deformación.
Consulte Indicador de deformación, todos los efectos para
establecer la restricciones.

Deflexión nominal máx.

3.48 (mm)

Porcentaje que supera la deflexión nominal máxima

0.00 (%)

El porcentaje está dentro de la deflexión nominal
máx.

100.00
(%)

Puntos de referencia

Ninguno

40

3. DESCRIPCIÓN DE LOS POSIBLES DEFECTOS DEL MOLDEO Y SUS CAUSAS.


Defectos más comunes en el proceso de moldeo

Poros y burbujas. Causado por reducción de presión antes de tiempo adecuado.
Tensiones internas. Causado por extracción sin alcanzar presión atmosférica.
Líneas de soldadura. Causado por el encuentro de dos frentes de plásticos fríos.
Tensiones congeladas. Causado por no determinar de forma adecuada el tiempo de
compactación.
En nuestro estudio no aparecen ninguno de estos problemas pero si otros.
Para el moldeo usando Flexirene MS20 fabricado por Polimeri Europa, el único
problema grave que aparece es respecto a calidad de refrigeración. Se nos informa de
que “la pieza tendrá graves problemas de refrigeración y puede causar problemas con
la expulsión.”

4. DESCRIPCIÓN DE LAS TÉCNICAS A USAR PARA EVITAR DEFECTOS.
Los problemas con la refrigeración vienen dados por la temperatura (-5.2 °C - 12.7 °C)
y el tiempo de refrigeración (28.64 s).
Las posibles causas de una mala refrigeración pueden ser:




Enfriamiento demasiado intensivo.
Diseño inadecuado de la pieza
Tiempo de enfriamiento demasiado breve (28.64 s).

Cómo posibles soluciones podemos:



Incremente el tiempo de enfriamiento dentro del molde.
Utilizar un polímero reforzado.

41

5. BIBLIOGRAFÍA







Apuntes sobre moldeo de inyección de la asignatura.
http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyección
http://www.quiminet.com/articulos/evite-los-errores-mas-comunes-en-elmoldeo-por-inyeccion
www.metalactual.com/revista/27/procesos_moldes
tecnologiadelosplasticos.blogspot.com
www.monografias.com › Ingenieria

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