Cómo lograr precisión: optimización de las tolerancias del moldeo por inyección

La precisión no es sólo un atributo deseable, es una necesidad en la industria manufacturera altamente competitiva. Cuando se trata del proceso de moldeo, pequeñas desviaciones pueden afectar negativamente la calidad, la funcionalidad y la comerciabilidad del producto final. ¿Se pregunta cómo lograr tolerancias precisas en el moldeo por inyección de manera constante? La respuesta está en optimizar la tolerancia del moldeo por inyección.

Índice del contenido

Hoy les voy a contar qué son las tolerancias del moldeo por inyección, los factores que afectan las tolerancias y el mejor control del proceso para lograr una tolerancia estricta en el moldeo por inyección. Desde el diseño y la selección de materiales hasta el control de procesos y el aseguramiento de la calidad, todo se explica a continuación. Entonces, continúa leyendo y descubre todos los aspectos.

¿Qué son las tolerancias del moldeo por inyección?

Productos de moldeo por inyección

Las tolerancias del moldeo por inyección se refieren a los límites aceptables dentro de los cuales las dimensiones de una pieza moldeada pueden cambiar manteniendo intactas su funcionalidad y ajuste.

La tolerancia típica en el moldeo por inyección varía de ±0.1 mm a ±0.5 mm para materiales de uso general como ABS or polietileno. Pero esta tolerancia puede ser más flexible o más estricta según la especificación y el material de la pieza.

Las tolerancias son muy importantes en el proceso de moldeo por inyección porque pequeñas desviaciones pueden provocar problemas funcionales, problemas de montaje o defectos estéticos. Por ejemplo, si dos piezas están diseñadas para encajar, pero una pieza tiene un orificio incorrecto, se producirán errores de montaje.

Es bastante difícil mantener una tolerancia muy estricta ya que varios factores afectan la tolerancia.

Importancia de la tolerancia en piezas de moldeo por inyección

Ángulo de tiro para moldeo por inyección

Tolerancia en moldeo por inyección Es un elemento bastante importante porque tiene un impacto directo en el ajuste, la función y la calidad general de un producto. Los fabricantes dan importancia a la tolerancia durante el proceso por las siguientes razones. 

  1. Calidad: La tolerancia es una medida de calidad. Las piezas producidas según la tolerancia especificada se consideran de alta calidad. 
  2. Consistencia entre lotes: Los diseñadores de productos definen la coherencia de un producto para lograr coherencia en diferentes ciclos de producción. Como resultado, las piezas producidas hoy encajarán en las piezas que se produzcan un mes o un año después. 
  3. Requerimiento funcional: Los requisitos de rendimiento de algunos complementos dependen de dimensiones precisas. La tolerancia garantiza que todos los requisitos de rendimiento se cumplan correctamente.
  4. Somos la opción: Muchas piezas normalmente tienen que encajar con otros componentes. Ahora bien, si una pieza está demasiado floja o demasiado apretada, afectará negativamente al conjunto general. Proceso.
  5. Reducir gasto: El propósito de definir el rango de variación aceptable para las piezas reduce el desperdicio. Porque cuando las piezas encajan correctamente no serán rechazadas. Por otro lado, cuando las piezas no cumplan los requisitos de tolerancia, serán rechazadas. Como resultado, el fabricante necesita volver a producirlos, lo que aumentará el coste asociado. 

Factores que afectan las tolerancias de moldeo por inyección 

Durante el proceso de moldeo por inyección, muchas variables pueden influir en la tolerancia. Es vital que los fabricantes y diseñadores comprendan todos los factores. Los siguientes son los factores que afectan las tolerancias del moldeo por inyección:

Propiedades materiales

Cada material tiene propiedades específicas que pueden afectar el nivel aceptable de variación en una pieza. Averigüemos cuáles son estas propiedades:

Aparato de límite de contracción
  • Contracción de materiales: Las tasas de contracción varían de un material a otro. Esta tasa cambia las dimensiones finales de la pieza.
  • Estabilidad térmica: diferentes materiales responden de manera diferente a las fluctuaciones térmicas. Si un material es más vulnerable al cambio de temperatura, provoca una mayor variabilidad en las dimensiones de las piezas.
  • Viscosidad: La viscosidad del material afecta qué tan bien el material llena el molde. Por lo tanto, esta característica de flujo de material puede afectar la estabilidad dimensional de las piezas. 

Diseño de molde

molde de moldeo por inyección

Otro factor que influye en el moldeo por inyección es el diseño del molde. 

  • Complejidad: Un molde complejo con una tolerancia estricta es más difícil de fabricar que un diseño de molde simple. 
  • Material de herramientas Lo que cambia las tolerancias estándar del moldeo por inyección es el tipo y la calidad del material utilizado para la fabricación del molde. 
  • Ángulo de salida: Es un ángulo en el que se expulsa una pieza. El ángulo de salida es una parte bastante importante del diseño del moldeo por inyección porque afecta la fácil extracción de la pieza del molde. Es vital definir ángulos de inclinación correctos para minimizar el desgaste. 

Parámetros de la máquina

Los parámetros de la máquina también determinan o deshacen las dimensiones de un molde. Aquí hay algunos parámetros a considerar.

  • Velocidad y presión de inyección: El fabricante tiene que controlar la velocidad y presión de inyección porque puede causar un impacto profundo en la dimensión final. 
  • Tiempo de ciclo: El tiempo que se deja enfriar un material puede cambiar las tasas de contracción y las dimensiones generales de la pieza. Preste atención al tiempo del proceso de enfriamiento.
  • Presión de sujeción: Cuando la presión de sujeción es incorrecta, se producirá una distribución desigual del material. Como resultado, no podrá crear moldes según el nivel preciso de tolerancia del moldeo por inyección.

Control de optimización de procesos

Control de optimización

La forma en que se controla el proceso general de modelado de inyección también afecta la tolerancia. A continuación se detallan algunos factores importantes a tener en cuenta durante el procesamiento.

  • Cuando la temperatura del material y del molde no son consistentes, obtendrá piezas con tamaños variados.
  • Es importante controlar completamente el nivel de humedad durante el procesamiento porque el alto contenido de humedad a menudo causa inestabilidad dimensional y deformación.
  • Cuando su materia prima es impura, introducirá inconsistencias en tamaño y forma.

Selección del material ideal para tolerancias estrictas

¿Quiere mantener una tolerancia más estricta? En caso afirmativo, debe seleccionar el material ideal. Así es como puedes hacerlo:

hojas de datos del material de estudio

Cuando busques un material ideal, asegúrate de que tenga las siguientes propiedades:
Elija un material con una tasa de contracción baja y constante. De este modo, podrá controlar las dimensiones finales fácilmente.

  • Elija un material que permanezca estable a diferentes niveles de temperatura.
  • Opte por un material que tenga alta resistencia a la tracción y rigidez porque hace que el proceso de mantener la forma y las dimensiones sea menos desafiante para usted.
  • Estudie siempre las hojas de datos del material para tener una idea clara de su tasa de contracción, estabilidad térmica y propiedades mecánicas.

Condiciones de procesamiento y su impacto

Así es como la temperatura, la presión y el tiempo del ciclo tienen un gran impacto en las tolerancias de las piezas moldeadas por inyección:

Temperatura

Las variaciones en la temperatura del molde y de la masa fundida afectan las dimensiones de la pieza. Por ejemplo, cuando un material está demasiado caliente o demasiado frío, no llenará el molde de manera uniforme. ¿Cuál será el impacto entonces? Bueno, provocará deformaciones, rellenos e inestabilidad dimensional inconsistentes.

La temperatura del molde afecta la forma en que se enfría el material de calidad. Cuando la temperatura del molde es alta, se reducirá la tensión interna pero puede aumentar la probabilidad del ciclo. Como resultado, aumentan considerablemente las posibilidades de que el material se deforme.

Presión

La presión es un factor importante en el procesamiento general del molde. Debe tener cuidado al mantener e inyectar presión para obtener resultados ideales. 

  • Cuando la presión de inyección es demasiada, el material sobrante se derramará fuera del molde. Por otro lado, muy poca presión da como resultado un llenado incompleto del molde. 
  • El fabricante también necesita mantener una presión de retención adecuada porque 
  • Una presión de sujeción inadecuada afecta negativamente a la precisión dimensional.

Equipo

Establezca el momento adecuado para un moldeo por inyección preciso

Debe ajustar el tiempo adecuado para el llenado, enfriamiento y expulsión.

  • Tiempo de llenado: Se refiere a la velocidad a la que se llena el molde. Un llenado más rápido provoca un vacío, mientras que un llenado lento provoca un enfriamiento prematuro. Por eso es importante elegir el momento de llenado adecuado.
  • Tiempo de enfriamiento: Es el tiempo que se deja enfriar el material en el molde. Un enfriamiento excesivo aumenta el tiempo y el costo, mientras que uno insuficiente provoca deformaciones. Por eso, siempre es una buena idea elegir el tiempo de enfriamiento adecuado.
  • Tiempo de expulsión: Es el tiempo necesario para expulsar la pieza del molde. Si expulsa la pieza rápidamente, puede provocar que se doble. Sin embargo, la expulsión tardía aumenta el tiempo del ciclo. Por eso, es importante elegir el momento de expulsión adecuado para evitar deformaciones.

Lograr tolerancias dimensionales en el moldeo por inyección

Todo fabricante quiere lograr tolerancias dimensionales en el moldeo por inyección. Aquí se explica cómo hacerlo.

Fase de diseño

Deberías confiar en Diseño asistido por ordenador (CAD) porque le ayudarán a definir dimensiones y tolerancias con claridad. 

pautas de diseño de moldeo por inyección modelo CAD

Por otro lado, el software de simulación le permite a su equipo predecir cómo se comportará el material en el molde. Esta información de comportamiento le facilita identificar problemas desde el principio y encontrar su solución.

Selección de material

Dedique siempre tiempo a la selección del material porque cuando tenga un material ideal a su lado, reducirá el costo del proyecto. Intente elegir el material correcto con una tasa de contracción baja y constante. No olvide realizar pruebas, ya que el material le ayudará a tener una idea del comportamiento del material en diferentes condiciones.

Modelado

Elija siempre moles de alta calidad, ya que le permitirán mantener la precisión. Además, las herramientas premium son duraderas. Podrá obtener un alto retorno de la inversión de ellos en los años venideros. Es vital mantener las herramientas de molde existentes en buenas condiciones. El mantenimiento regular de las herramientas le ayuda a evitar desviaciones con el tiempo.

Parámetros de proceso

¿Quiere lograr tolerancia dimensional durante el proceso de moldeo por inyección? En caso afirmativo, controle los parámetros del proceso, como la presión, la temperatura y el ciclo. Aquí es cómo

  • Utilice sensores de temperatura para monitorear y controlar la temperatura del derretido y del molde.
  • Invierta en sensores de presión para poder mantener una inyección y una presión de mantenimiento constantes.
  • Intente encontrar la configuración óptima experimentando con tiempos de ciclo variados.
Sensores de ultrasonido para el monitoreo del proceso de moldeo por inyección de plástico.

Implementar controles de proceso repetibles

Los controles de proceso son algunos métodos que ayudan a los fabricantes a calibrar las variables que afectan la calidad de la pieza durante el proceso. proceso de moldeo por inyección. Cada método y proceso de fabricación de piezas tiene algunas variables. Es vital calibrarlos para reducir la desviación. Las variables comunes son la temperatura, el tiempo de mantenimiento y la presión. Aquí hay seis métodos comunes de control de procesos:

  1. Desarrollar POE 

Estándar de Procedimientos Operativos (SOP) Le guiarán paso a paso en cada proceso de moldeo por inyección. Su personal puede consultar los POE como referencia cuando los necesite.

  1. Integración de sensores

 Necesita integrar sensores en su proceso general porque le ayudan a monitorear parámetros clave como la presión, la temperatura y el tiempo de ciclo. Podrá obtener comentarios en tiempo real y realizar los ajustes correspondientes.

  1. Software de automatización y control de procesos

Si desea mantener la coherencia, debe emplear un software de control de procesos, que ajustará los parámetros en función de los datos del sensor.

  1. Puntos de control de calidad

Necesita establecer puntos de control automatizados y manuales en cada etapa del proceso de moldeo por inyección. Estos puntos de control le ayudan a mantener el proceso rentable.

Introducir puntos de control de calidad automatizados y manuales en etapas críticas. Utilice tecnologías como la inspección óptica o Máquinas de medición coordenada (CMM) para mediciones de alta precisión.

CMM para tolerancias de moldeo por inyección

Conclusión

Nada es tan gratificante como dominar el arte de la precisión en el modelado por inyección. ¿No crees? Por lo tanto, si desea disfrutar de esta recompensa, debe prestar atención meticulosa al diseño, la selección de materiales, los parámetros del proceso y los controles repetibles del proceso.

Por un lado, optimizará la tolerancia estándar del moldeo por inyección y, por el otro, podrá cumplir o incluso superar los estándares de la industria. Si tiene éxito en la optimización, podrá ofrecer productos confiables y de alta calidad, lo que a su vez le permitirá aumentar sus ingresos y su base de clientes a través de la ventaja competitiva. 

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David

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