Presión de inyección: qué es, cómo calcularla y por qué es importante 

El seguimiento de la curva de presión en el tiempo permite detectar variaciones en el proceso de moldeo y minimizar la producción de piezas fuera de especificaciones.

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Artículo contribuido por RJG.

La presión de inyección es un parámetro crucial en el proceso de moldeo por inyección. La presión de inyección se acumula por la fuerza de la unidad de inyección y el área del tornillo que empuja el plástico fundido hacia la cavidad del molde. Normalmente se mide en libras por pulgada cuadrada (psi) o bares (1 bar = 14,5 psi). Es uno de los factores más importantes que determinan la calidad y consistencia del producto final.

La presión de inyección requerida para una aplicación en particular depende de varios factores, como el tipo de material plástico, el tamaño y la forma del producto y el diseño del molde. En general, debe ser lo suficientemente alta como para llenar completamente la cavidad del molde sin causar defectos o vacíos en el producto terminado. Al mismo tiempo, no debe ser tan alta que provoque la rotura del molde o la degradación del plástico.

Presión de llenado, presión de empaque y presión de sostenimiento

La presión de llenado junto con las presiones de empaque y sostenimiento están presentes en el proceso de moldeo. La presión de llenado es la presión requerida para llenar el molde hasta cierto nivel (95 a 98% del volumen de la pieza). La presión del paquete es la presión aplicada después de llenar el molde. Se requiere empacar el plástico en todas las esquinas y grietas de la cavidad del molde.

La presión de sostenimiento es la presión aplicada durante la fase de enfriamiento del plástico para garantizar que el plástico permanezca en contacto con las superficies del molde y para minimizar/controlar la contracción de la pieza. Las presiones de llenado más altas, como resultado de las altas velocidades de llenado, pueden ayudar a mejorar el efecto de las presiones de empaquetamiento y sostenimiento de la pieza, lo que a su vez puede dar como resultado productos terminados de mayor calidad.

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¿Cómo calcular la presión de inyección?

La presión de inyección como concepto es cualquier presión acumulada cuando el tornillo empuja el plástico hacia el molde (llenar, empacar o sostener). La presión de inyección es la variable que proporciona parte de la información más importante que necesitamos para comprender y ajustar el proceso según sea necesario. La presión de inyección está determinada por una ecuación simple:

P = F / A

Donde: P=Presión, F=Fuerza y ​​A=Área.

 

Piensa en la fórmula de esta manera: la presión es el resultado de una fuerza que se distribuye en un área determinada. A los efectos del moldeo por inyección, podemos agregar esto: la presión es el resultado de una fuerza que se distribuye en un área determinada en un momento específico. Agregamos el tiempo variable a esta definición porque la presión de inyección se aplica dentro de períodos de tiempo específicos durante un ciclo. Podemos ver la cantidad de presión que se aplica a lo largo del tiempo en un gráfico de presión frente a tiempo, como se muestra en la figura 1.

La figura 1 representa el comportamiento de la presión de inyección durante un ciclo de moldeo y nos permite identificar diferentes etapas dentro del ciclo: Llenado, tiempo de transferencia o conmutación, empaquetado y sostenimiento, retardo de rotación del tornillo y fase de rotación del tornillo (contrapresión). Cada una de estas etapas dentro del ciclo están limitadas por una franja de tiempo perfectamente definida.

Entonces, ¿dónde ocurre realmente la presión de inyección en una máquina? Eso varía según el tipo de máquina. Para máquinas hidráulicas, la presión de inyección se produce en el cilindro de inyección. Para máquinas eléctricas, se produce delante del tornillo de plastificación.

Contabilización de los cambios de viscosidad

El objetivo de cualquier moldeador es crear un proceso estable y consistente, que dé como resultado piezas de plástico repetibles y de buena calidad. Eso es bastante obvio, ¿verdad? Sin embargo, la realidad es que a menudo no es el caso. Con tantas variables que influyen en cada disparo, no es de extrañar que las curvas del gráfico a menudo no coincidan entre sí, disparo tras disparo. El material, los parámetros del proceso, el molde y las condiciones de la máquina que no están bien definidas son causas que crean piezas defectuosas. La condición del material y su viscosidad son las variables más comunes que causan una calidad inconsistente. Este cambio de viscosidad puede variar mucho de un ciclo de producción a otro, o incluso dentro del mismo ciclo de producción.

La curva de presión de inyección nos permite visualizar este cambio de viscosidad y actuar en consecuencia para tenerlo en cuenta. Si miramos un gráfico, podemos ver la viscosidad del material representada como el área bajo la curva durante la etapa de llenado, como se muestra en la figura 2.

La condición del material y su viscosidad son las variables más comunes que causan una calidad inconsistente. Este cambio de viscosidad puede variar mucho de un ciclo de producción a otro, o incluso dentro del mismo ciclo de producción.

El área bajo la curva se puede calcular digitalmente usando las herramientas apropiadas en el proceso. Si esa no es una opción, puede obtenerse una comparación básica del tiempo de llenado frente a la presión en la transferencia para comprender los cambios materiales y ajustarlos. Si cambia la viscosidad, la forma de la curva de presión de inyección cambiará durante la etapa de llenado. Si eso no se tiene en cuenta, es probable que la calidad se vea afectada y se produzcan piezas fuera de especificaciones.