TESIS - Diseño de Un Molde de Inyeccion Con Sistemas CAD - CAM - CAE
TESIS - Diseño de Un Molde de Inyeccion Con Sistemas CAD - CAM - CAE
TESIS - Diseño de Un Molde de Inyeccion Con Sistemas CAD - CAM - CAE
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD AZCAPOTZALCO
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECÁNICO
PRESENTA:
ASESORES:
Agradecimientos
La presente tesis va dedicada a mis padres Alfonso Abel Arista Millán y Juana Ramírez
Aranda, quienes estuvieron presentes en todo momento, siempre muy cerca de mi
ofreciéndome su apoyo absoluto, colmando cada instante de mi vida con su ternura, sus
palabras que me alentaban a seguir adelante, a no flaquear, a culminar lo que un día con
tanto esfuerzo me empeñe en comenzar.
También dedico este logro a mis hermanos Alejandro, Marisol y Roberto, son ustedes
familia amada un ejemplo a seguir, pues son modelo de constancia y perseverancia,
continuamente dedicados al cuidado desinteresado de mi persona.
Gracias familia por estar al pendiente y por estar siempre ahí, sirviéndome de inspiración
constante, hoy por fin digo: “lo hemos logrado familia mía.”
Índice
Introducción ............................................................................................................................. I
Planteamiento del problema .................................................................................................. II
Descripción de las necesidades: ............................................................................................ II
Objetivo general ................................................................................................................... III
Objetivos particulares ........................................................................................................... III
Justificación .......................................................................................................................... IV
Conclusiones......................................................................................................................... 77
Bibliografía ........................................................................................................................... 78
Anexos .................................................................................................................................. 79
Anexo 1 - Lista de figuras .................................................................................................... 79
Anexo 2 - Lista de tablas ...................................................................................................... 80
Anexo 3 - Glosario ............................................................................................................... 80
Anexo 4 - Simbología ........................................................................................................... 84
Anexo 5 - Nomogramas y planos mecánicos ....................................................................... 84
Introducción
En resumen, los principales motivos por los cuales se dificulta el diseño, manufactura y
análisis para el desarrollo de nuevos productos al mercado en México es la falta de
capacitación y entrenamiento por parte de las empresas al trabajador o en su defecto de las
instituciones educativas al alumnado.
Objetivo general
Objetivos particulares
Elección de la pieza plástica, la cual será la base para el desarrollo del proyecto.
Justificación
ARTE
CAPÍTULO 1. ESTADO DEL
Con el fin de adentrar al lector en el presente trabajo se
toma este capítulo para dar a conocer parte de la literatura
existente sobre la temática a trata; contexto histórico de los
materiales polímeros, clasificación y propiedades,
normatividad aplicable al diseño de moldes de inyección de
plástico, todo de manera general. Esta sección, además se ha
de tomar como base para el desarrollo pleno del escrito.
La necesidad de dar forma (o moldear) al barro, al vidrio y a otros materiales para hacer
recipientes u objetos de uso común ha estado presente en la vida del hombre desde las más
remotas civilizaciones. Con estos materiales, convertidos en “plásticos” mediante procesos
de mayor o menor grado de dificultad, se elaboraron objetos que demostraban un gran
talento artístico y habilidad en los métodos de fabricación.
Durante la segunda mitad del siglo XIX, las necesidades siempre crecientes de una
civilización que se estaba desarrollando sobre bases científicas, impulsaban a químicos e
investigadores hacia la búsqueda de nuevos materiales para remplazar las resinas naturales,
goma, caucho y fibras textiles, los cuales eran cada vez más difíciles de obtener.
Así, a lo largo del tiempo las resinas naturales y conocidas usadas desde los tiempos
antiguos (por ejemplo: la colofonia, goma laca, goma de copal, hule natural) fueron
sustituidas por las resinas artificiales y sintéticas que entonces han aparecido y han sido
obtenidas por reacciones químicas de sustancias no resinosas.
En 1868, John Wesley Hyatt (Fig. 1.1), impresor de Estados Unidos, mientras buscaba un
sustituto para el marfil, preparo una mezcla de nitrato de celulosa y alcanfor. Al tratar la
mezcla bajo presión y en presencia de solventes, obtuvo una sustancia que llamó
“celuloide”. El celuloide puede ser considerado como el primer material “plástico”
derivado de una sustancia natural, la celulosa, que puede ser obtenida del algodón, la
madera u otra materia vegetal.
Pocos años después, Hyatt empezó a producir el celuloide comercialmente. Sin embargo,
el uso de este material tenía dos limitaciones: una por ser fácilmente inflamable y otra por
tener un bajo punto de fusión.
Fig. 1.1 - John Wesley Hyatt, inventor del primer plástico llamado “celuloide”
(1837 -1920)
La industria de los plásticos dio sus primeros pasos en Estados Unidos, cuando la
compañía Celluloid Mfg. Co., se estableció en 1872 para producir barras y tubos de
celuloide y más tarde, en 1910, cuando la empresa General Bakelite Co. produjo los
primeros polvos de fenol-formaldehido para moldeo de termofijos.
En la tabla 1.1 es interesante apreciar las fechas de aparición de los materiales plásticos.
Estos son los productos versátiles, por lo cual actualmente se usan como material básico en
muchas industrias para transformarlos en productos terminados (las fechas son aproximadas
y no todos los materiales plásticos están incluidos en esta tabla):
Tabla 1.1 – Fechas de aparición de los materiales plásticos en los mercados americano y
europeo. [1]
Las máquinas para moldeo por inyección de materiales termoplásticos son una derivación
de las máquinas de fundición a presión para metales. El primer ejemplar se desarrolla y
termina en Estados Unidos de América en 1875. Con todo, la primera máquina para la
producción de materiales termoplásticos, mediante el moldeo por inyección, se construye
en Alemania en 1920, era una máquina totalmente manual; tanto en el cierre del molde
como la inyección lo efectuaba el operador a mano mediante mecanismos con levas. En
1927 y nuevamente en Alemania, se desarrolla una máquina para materiales plásticos
accionada por cilindros neumáticos, pero inmediatamente se vio la necesidad de máquinas
con presiones específicamente superiores a lo que en ese momento estaba disponible, por lo
que se integran dispositivos que controlan la presión en las inyectoras de plástico como lo
muestra la figura 1.2.
Durante los últimos 50 años, las aplicaciones de los plásticos se han incrementado a una
tasa mucho más rápida que la de los metales o los cerámicos. La realidad es que muchas
piezas que antes se hacían de metales, hoy se elaboran con plásticos y compuestos de
plástico. Lo mismo ha ocurrido con el vidrio; los contenedores de plástico han sustituido
ampliamente a las botellas de vidrio y jarras en el empaque de productos. El volumen total
de los polímeros (plásticos y cauchos) excede hoy día el de los metales [4].
Los termoplásticos son resinas con una estructura molecular lineal (obtenida por procesos
de polimerización o de poli-condensación) que durante el moldeo en caliente no sufren
ninguna modificación química. La acción del calor causa que estas resinas se fundan,
solidificándose rápidamente por el enfriamiento en el aire o en contacto con las paredes del
molde. Dentro de ciertos límites, el ciclo de fusión-solidificación puede repetirse; sin
embargo, debe tenerse en cuenta que el calentamiento repetido puede dar como resultado la
degradación de la resina.
Los polímeros termoestables o termofijos se llaman así porque una vez que se completa
la polimerización (el polímero se cura, por ejemplo, con la aplicación de calor o con un
catalizador) no es posible una deformación adicional. La densidad de enlaces cruzados es
tan alta que tampoco es posible una deformación elástica significativa; el polímero es frágil
pero tiene un módulo elástico y una resistencia a la temperatura relativamente altos.
Los enlaces covalentes forman una red espacial, como en el fenol- formaldehido y las
resinas termoendurecibles de poliéster, lo que fija permanentemente la forma de la pieza.
Los elastómeros son una clase especial de polímeros. Cuando se someten a una carga de
tensión, son capaces de extensiones de un mínimo de 200%, y a menudo de más de 500%.
Luego de retirar la carga, toda la deformación se recupera: el elastómero se comporta como
un resorte.
Las propiedades elásticas de los hueles naturales y sintéticos alcanzan sus valores
máximos después de un apropiado tratamiento de vulcanización o curado con azufre o con
peróxidos.
Arista Ramírez Daniel
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
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Un material plástico listo para ser moldeado por inyección o por otros procedimientos de
transformación puede ser definido como un “compuesto” constituido por la resina base
llamada “aglutinante” y varios aditivos químicos así como cargas o rellenos de otra
naturaleza.
En el año de 1910, comenzó la producción de polvos para moldeo que en ese tiempo eran
convertidos en productos terminados por compresión dentro de rudimentarios moldes, los
cuales eran calentados y cerrados bajo presión el tiempo necesario para que el compuesto
pudiese endurecer. Las piezas así moldeadas que presentaban regulares características
mecánicas y buenas propiedades aislantes, destinadas sobre todo a la industria
electrotécnica y automotriz, fueron las primeras en apreciar las ventajas de calidad y costo
de la “bakelita moldeada” comparada con los aislantes tradicionales (cerámica, vidrio,
ebonita).
En el grupo de las resinas termoplásticas (véase tabla 1.2), se presenta una lista de
resinas básicas más utilizadas para la producción de compuestos de moldeo, generalmente
se abastecen en polvo o en gránulos (pellets).
La lista no es completa solamente los polímeros más conocidos sin mencionar los más
nuevos o las combinaciones de dos o más polímeros (co-polímeros), que se han producido
para aplicaciones especiales. Es fácil deducir que en cuanto más amplia sea la variedad de
materiales de molde, obtenidas de una sola resina termoplástica con múltiples variantes que
entran en juego, permiten aumentar las posibles combinaciones.
Los plásticos tienen una serie de propiedades importantes, estas unidas a su coste
relativamente bajo hacen que los plásticos sean los materiales más utilizados en la
ingeniería. Las propiedades mecánicas comunes son la resistencia, la ductilidad y la dureza.
Es importante entender las propiedades características de los plásticos, entre los cuales se
encuentran el alto peso molecular, la baja densidad, alta resistencia a la corrosión y baja
conductividad térmica y eléctrica, todo al contrario de los materiales metálicos, es por ello
que su aplicación en la industria moderna es cada día más creciente. Las características
antes mencionadas hacen posible su amplia aplicación y uso de tipo industrial, tal es así que
en la actualidad existen plásticos con elevada resistencia al calor y a la tracción,
con valores próximos a los aceros.
El módulo inicial es elevado, o sea que resisten por un tiempo la deformación, pero si se
ejerce demasiada tensión sobre un plástico flexible, finalmente se deformará, podemos
decir que los plásticos flexibles pueden no ser tan resistentes como los rígidos, pero son
mucho más duros.
Para que un polímero sea un elastómero, le hace falta algo más que tener módulo bajo. El
hecho de ser fácilmente estirado no le da demasiada utilidad, a menos que el material pueda
volver a su tamaño y forma original una vez que el estiramiento ha terminado.
Aun cuando el moldeo de materiales plásticos, puede parecer a primera vista una
operación muy simple, conforme se desarrolle el proceso se podrá apreciar mejor cuales y
cuántos son los problemas que se deben resolver para producir piezas que correspondan a la
exigencia de precisión y de calidad que cada producto industrial requiere.
El moldeo de los termoplásticos consiste en dar forma y medidas deseas a los polímeros
por medio de un molde. El molde es una pieza hueca en la que se vierte el plástico fundido
para que adquiera su forma, para ello los plásticos se introducen a presión en ellos.
Arista Ramírez Daniel
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Las normas entendidas por las organizaciones de normalización (ASTM, BSI, DIN, ISO,
UNI, etc.), posibilitan realizar un control de calidad en los materiales y piezas moldeadas,
que en muchos casos, deben poseer características que correspondan a las especificaciones
ya definidas por el usuario.
El control de calidad de las piezas moldeadas debe planearse y definirse entre las partes
interesadas antes de iniciar la producción, de esta manera se aclaran y podrán resolver los
problemas relativos a:
A continuación se presentan una serie de datos, los cuales nos servirán de guía más
adelante para el desarrollo del diseño propuesto en este proyecto. Tomando en cuenta que
estas especificaciones de inyección se dan para plástico ISO ABS:
Condiciones de moldeo:
MOLDES
La finalidad de este capítulo es citar de manera textual la CAPÍTULO
2.
TEÓRIA DE
teoría existente relacionada a los moldes, piezas que los
constituyen, así como la clasificación y los procesos de
inyección de polímeros, es de suma importancia entender el
ciclo de inyección de los termoplásticos y el impacto que
causa en el desarrollo de nuevos productos, el siguiente paso
es la búsqueda de información sobre los alcances de esta.
Expulsar la pieza del molde con la menor fuerza de expulsión posible, sin dañarla
estética, mecánica, funcional o dimensionalmente.
La clasificación de los moldes está dada por las características físicas y de trabajo:
El diseñador de moldes siempre enfrenta retos distintos en cada proyecto, cada pieza de
inyección tiene características particulares que la hacen única. Esta singularidad hace de
cada molde sea un conjunto único de piezas, que si bien se pueden describir de manera
general, se deberá tener especial atención a los detalles geométricos, estéticos, mecánicos y
económicos de la pieza a moldear. Así mismo, existen distintas nomenclaturas y nombres
técnicos para una misma parte del molde, sin embargo, si se comprende la función de cada
una de las piezas se podrá entonces familiarizar rápidamente con nuevos términos
descriptivos.
En general, las partes de los moldes estándar (de dos placas y colada fría) se pueden
enumerar como lo muestra la tabla 2.1.
A continuación se muestra una imagen representativa (Fig. 2.1) de este tipo de molde y
su descripción:
1. Brida
2. Placa aislante
3. Tornillo
4. Tornillo
5. Tope
6. Muelle de tirante de
expulsión
7. Tirante de expulsión
8. Columna de apoyo
9. Casquillo de guía
10. Cancamo
11. Sonda de temperatura
12. Grupilla
13. Tornillo
14. Guía de corredera
15. Muelle de corredera
16. Tornillo
17. Bebedero
18. Anillo de centrado
19. Pieza
20. Pozo de bebedero
21. Centrador
22. Guía
23. Casquillo de guía
Los ciclos de operación para las dos clasificaciones de plásticos más comunes, por sus
características, son distintos, entendiendo como ciclo de inyección, la secuencia de
operaciones para la producción de una pieza. Un ciclo de inyección para los materiales
termoplásticos, sigue las siguientes etapas:
1. Se cierra el molde vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido que
se va a inyectar dentro del barril de la máquina.
5. El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado por
el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil
del molde se abre y la pieza es extraída, figura 2.4.
Fig. 2.7 – Deformaciones: (A) Esfuerzo de corte simple. (B)Esfuerzo de elongación. (C)
Esfuerzo de corte simple en cavidad. (D)Esfuerzo de elongación en fase de llenado
Fig. 2.8 – Características de diseño para evitar los efectos de las esquinas agudas.
Algunas otras consideraciones que se deben de tomar para el proceso son las máquinas y
moldes (sistema de plastificación, capacidad y volumen de inyección, fuerza de cierre del
molde, dimensiones de las platinas en la máquina y en los moldes aplicables, sistemas de
regulación y control de todos los parámetros de moldeo, tipo de molde y sistema de
alimentación).
Actualmente el uso extendido de las computadoras, ha hecho posible que en las fábricas
pequeñas o medianas, se recopilen datos y se utilicen programas de cálculo (software) que
constituyen un valioso soporte científico para proyectar racionalmente piezas moldeadas y
moldes, gracias a ellos se pueden obtener información y datos referentes a:
Los sistemas que componen a la máquina son: sistema hidráulico, térmico, mecánico, de
enfriamiento y de control. Las partes que la componen pueden observarse en la figura 2.9.
El material ya fundido o plastificado por calor puede hacerse fluir mediante presión y
llenar un molde donde el material solidifica y toma forma de la cavidad o cavidades que se
encuentran en una de las caras del molde, el principio básico de la máquina inyectora
comprende las tres operaciones siguientes.
Elevar la temperatura del plástico a un punto donde pueda fluir bajo la aplicación de
presión. Normalmente esto se hace calentando los gránulos sólidos del material
hasta formar una masa fundida con una viscosidad y temperatura uniforme.
Actualmente, esto se hace dentro del barril de la máquina.
Apertura del molde para la extracción de la pieza. Esto se hace después de mantener
el material bajo presión dentro del molde y una vez que el calor es removido para
permitir solidificar el material en la forma deseada.
Lista de partes
1. Tolva alimentadora 11. Bomba hidráulica
2. Cubierta del barril 12. Acumulador
3. Barril con bandas calefactoras 13. Sensor de temperatura del aceite
4.Cilindro de inyección 14. Filtro
5. Boquilla 15. Válvula hidráulica de control
6. Tornillo 16. Platinas portamolde
7. Controlador de temperatura del aceite 17. Sistema de cierre con placas
8. Alarma de temperatura del aceite 18. Columnas guías
9. Motor hidráulico 19. Microprocesador para el control de proceso
10. Motor eléctrico
Es básicamente una prensa que se cierra con un sistema de presión hidráulico o mecánico.
La fuerza de cierre disponible debe de ser bastante grande para contrarrestar la resistencia
que genera el material fundido cuando se inyecta. La presión que se aplica a este material
fundido puede ser alrededor de 150 MPa, de modo que para las piezas moldeadas que
tienen una gran área se requiere bastante fuerza de varios miles de toneladas.
Existe una boquilla que conecta a esta unidad de inyección con el molde y una válvula
que está cerrada mientras se inyecta el material para evitar el flujo de retroceso del mismo
después de pasar el hilo del tornillo y ésta abierta cuando gira el tornillo para permitir la
acumulación de la nueva carga.
CAD/CAM/CAE
CAPÍTULO 3.
El presente está enfocado al entendimiento de los sistemas
CAD/CAM/CAE, su estructura básica, su uso en tareas de
SISTEMAS
Estos sistemas han sido utilizados en la ingeniería de muchas maneras incluyendo diseño,
simulación, análisis y manufactura, son comúnmente utilizados para la realización de tareas
en la ingeniería, es común que en estos días grandes, medianas y pequeñas compañías,
formen y capaciten a sus ingenieros, ya sea en casa o con algún distribuidor del softwares
para saber cómo utilizarlo. [1] El diseño del producto comprende a menudo la preparación
de modelos analíticos y físicos del mismo para estudiar factores como fuerzas, esfuerzos,
deflexiones y una forma óptima de la parte. Hoy en día, la construcción y el estudio de
modelos analíticos se simplifica altamente con el uso de técnicas de Diseño Asistidos por
Computadora (CAD), Ingeniería Asistida por Computadora (CAE) y Manufactura Asistida
por Computadora (CAM), como se visualiza en la figura 3.1. Los sistemas CAD son
capaces de analizar rápida y totalmente desde un simple soporte o un eje hasta estructuras
grandes y complejas. Por ejemplo, el avión de pasajeros Boeing 777 de dos motores se
diseñó en su totalidad por medio de computadoras, con 2000 estaciones de trabajo
conectadas a ocho servidores de diseño. [3]
El Dr. Patrick Hanratty concebía en 1957 el primer software CAM llamado "PRONTO"
por eso él ha sido muchas veces llamado el padre del CAD/CAM. A mediados de los 60 la
industria del CAD se caracteriza por utilizar grandes computadoras, terminales de
representación vectorial y programas desarrollados en lenguaje ensamblador. El único
intento significativo de crear un sistema de CAD comercial lo realiza Control Data
Corporation’s Digigraphics division.
Durante 1968 se pensaba que los ordenadores podrían ayudar a los diseñadores a resolver
los problemas del modelado de formas complejas en 3D; cuando en ese momento
solamente había disponibles sistemas 2D básicos utilizables desde terminales conectados a
un gran ordenador central. Donal Welbourn, responsable de la cooperación industrial de la
Universidad de Cambridge, consigue el patrocinio de Control Data.
En la década de los 80 se generaliza el uso de las técnicas CAD/CAM propiciada por los
avances en hardware, aparecen aplicaciones en 3D capaces de manejar superficies
complejas y modelado sólido. Aparecen multitud de aplicaciones en todos los campos de la
industria que usan técnicas de CAD/CAM, y se empieza a hablar de realidad virtual.
Avions Marcel Dassault crea Dassault Systemes, y firma un acuerdo con IBM. Unigraphics
crea el primer sistema de modelado sólido UniSolid, aparece CATIA Version 1, producto
para el diseño 3D, modelado de superficies y programación de control numérico. Empiezan
a aparecer computadoras con mucha más potencia y menor costo; esto implica un gran paso
adelante. En el mismo año Autodesk es fundada en California por setenta personas por
iniciativa de Jonh Walker. El objetivo era crear un programa de CAD a un precio de $1,000
dolares que pudiese funcionar en una computadora. Y en noviembre en Las Vegas se hace
la primera demostración pública en el mundo de un programa de CAD que funciona en una
computadora. Se trataba de la primera entrega de AutoCAD, y las ventas empiezan en
diciembre.
En 1983, aparece en el mercado Unigraphics II. Salen las primeras versiones en alemán y
francés de AutoCAD. Empiezan los trabajos para un nuevo sistema universal de
transferencia de datos, llamado STEP (Stándar for The Exchange of Product model data).
En 1994 se lanzó la primera versión del software SolidWorks. En el plazo de dos meses,
dicha versión era alabada por su facilidad de uso, ya que permitía a más ingenieros que
nunca aprovechar las ventajas del CAD 3D para darles vida a sus diseños.
En 1995, Sale 3D Studio MAX, como primera versión de 3D Studio para plataformas NT.
Parametric Technology anuncia Pro/Engineer version15, el primer programa de
CAD/CAM de modelado paramétrico y el primer paquete de modelado sólido 3D
disponible para plataformas NT. Dassault Systemes lanza ProCADAM, una versión
reducida de CATIA para su uso en sistemas NT. Autodesk lanza la primera versión de
Mechanical Desktop, un sistema de diseño para el módulo de trabajo mecánico integrado en
AutoCAD 13. Autodesk pasa a ser la quinta compañía de software del mundo por tamaño.
A inicios del siglo XXI, Autodesk inicia la venta por Internet de AutoCAD 2000. Dassault
Systemes anuncia la disponibilidad de CATIA Solutions Version 5 Release 3 para
plataformas bajo Microsoft Windows 2000. Dassault Systemes integra Microsoft Visual
BASIC para aplicaciones en sus productos SolidWorks, CATIA, SmarTeam, ENOVIA y
DELMIA.
El termino CAM por sus siglas en inglés Computer Aided Manufacturing se puede
definir como el uso de sistemas informáticos para la planificación, gestión y control de las
operaciones de una planta de fabricación, permiten fabricar las piezas en máquinas de
Control Numérico por Ordenador, calculando las trayectorias de la herramienta para
conseguir el mecanizado correcto, basándose en la información de la geometría de la pieza
(obtenida a partir del dibujo de la pieza, realizado en 2D o 3D mediante un sistema CAD),
el tipo de operación deseada, la herramienta elegida y las condiciones de corte definidas.[4]
La utilización más inmediata del CAM en un proceso de ingeniería inversa para obtener
prototipos los cuales se utilizan básicamente para verificar la bondad de las superficies
creadas cuando éstas son críticas. [5]
3.6 CAMWorks®
Utilizar la misma interfaz del usuario tanto para el uso CAD como el CAM.
Generar caminos de herramientas que son asociativas con las piezas, esto significa
que si el diseño del modelo es cambiado las trayectorias son modificadas
automáticamente con una intervención mínima del usuario.
3.8 SOLIDWORKS®
Con un enfoque integrado es posible seguir los pasos del proceso de desarrollo del
producto en un flujo de trabajo simultáneo:
Estas soluciones integradas (Fig. 3.3) ayudan a eliminar barreras, agilizando los procesos
y fomentando la innovación, agilizan el flujo de trabajo, reducen tiempo y los costos de
desarrollo, proporcionando la información necesaria en el momento oportuno para que
pueda tomar las mejores decisiones sobre el diseño.
SOLIDWORKS 3D CAD
SOLIDWORKS Composer
SOLIDWORKS Simulation
SOLIDWORKS Enterprise PDM
SOLIDWORKS Electrical
El sistema CAE es la tecnología que se ocupa de analizar las geometrías generadas por las
aplicaciones de CAD, permitiendo al diseñador simular y estudiar el comportamiento del
producto para refinar y optimizar dicho diseño. Existen herramientas para un amplio rango
de análisis y una gran variedad de disciplinas y fenómenos de la ingeniería incluyendo:
Usualmente se trabaja con el método de los elementos finitos, siendo necesario mallar la
pieza en pequeños elementos y el cálculo que se lleva a término sirve para determinar las
interacciones entre estos elementos. Mediante este método, por ejemplo, se podrá
determinar qué grosor de material es necesario para resistir cargas de impacto especificadas
en normas, o bien, conservando un grosor, analizar el comportamiento de materiales con
distinto límite de rotura.
Los programas de cinemática, por ejemplo, pueden usarse para determinar trayectorias de
movimiento y velocidades de ensamblado de mecanismos. Los programas de análisis
dinámico de (grandes) desplazamientos se usan para determinar cargas y desplazamientos
en productos complejos como los automóviles. Por lo que SOLIDWORKS® ofrece a los
usuarios soluciones de validación para sus productos (Fig. 3.4).
Usualmente se trabaja con el método de los elementos finitos, siendo necesario mallar la
pieza en pequeños elementos y el cálculo que se lleva a término sirve para determinar las
interacciones entre estos elementos. Mediante este método, por ejemplo, se podrá
determinar qué grosor de material es necesario para resistir cargas de impacto especificadas
en normas, o bien, conservando un grosor, analizar el comportamiento de materiales con
distinto límite de rotura.
Así pues, CAD, CAM y CAE son tecnologías que tratan de automatizar ciertas tareas del
ciclo de producto y hacerlas más eficientes. Dado que se han desarrollado de forma
separada, aún no se han conseguido todos los beneficios potenciales de integrar las
actividades de diseño y fabricación.
SISTEMA
En este capítulo se describen las partes que componen a la CAPÍTULO 4. DISEÑO DEL
pieza moldeada, se tabulan los datos de la máquina
inyectora donde se procesa el plástico para la fabricación
del modelo y poder realizar los cálculos necesarios de
inyección, además se hace la selección del portamolde y
materiales de las placas que componen el molde principal.
Consta de un cuerpo para contener los diferentes materiales de impresión existentes, que
tendrá una forma adecuada, adaptada a la anatomía bucal, variando según sea para la arcada
superior o inferior.
El rasgo más importante del ABS es su gran tenacidad, incluso a baja temperatura (sigue
siendo tenaz a -40 °C). Además es duro y rígido; resistencia química aceptable; baja
absorción de agua, por lo tanto buena estabilidad dimensional; alta resistencia a la abrasión;
se recubre con una capa metálica con facilidad. El ABS se puede, en una de sus variantes,
cromar por electrólisis dándole distintos baños de metal a los cuales es receptivo.
Los canales de recorrido para moldes multicavidad requieren de una atención especial,
los fabricantes de diferentes moldes para piezas que son de geometrías en demasía
irregulares se ven en la necesidad de desarrollar un sistema, en el cual todas las cavidades
se llenen al mismo tiempo, esto reduce la mala formación de piezas, rechupes, rebabas,
atrapamientos de aire, etc.
Se debe considerar que para llevar a cabo un balance adecuado del llenado, cuyas
cavidades son de geometría diferente, un software de moldes computarizado debe de ser
tomado en cuenta. Los mismos programas de análisis computarizado proveen de diferentes
técnicas de balanceo para canales. Existen diferentes tipos de arreglo para el sistema de
alimentación de cavidades, pero algunos son mejores que otros, el mejor criterio de
selección es la distancia de recorrido que debe efectuar el fluido. Una de las condiciones en
el diseño de moldes es que el recorrido del fluido debe de ser el mismo hacia las diferentes
cavidades, como lo muestra la figura 4.3.
Contando con que ya tenemos definida la zona de expulsión de la pieza, situaremos los
expulsores en las zonas estratégicas de la figura las cuales tengan más tendencia a quedar
atrapadas dentro del molde. Aprovechamos la geometría de la pieza para ejercer la fuerza
de expulsión sobre superficies más rígidas que transmitan el esfuerzo de expulsión a toda la
pieza.
Según la norma DIN 24450 una inyectora es una máquina cuya tarea principal consiste en
la fabricación discontinua de piezas a partir de masas de moldeo de elevado peso
molecular, con la ayuda de presiones elevadas. Una máquina inyectora es capaz de
plastificar el material polimérico y bombearlo hacia un molde en donde llena una cavidad y
adquiere la forma del producto deseado.
4.2.1 Generalidades
Esto quiere decir que la máquina escogida deberá disponer del espacio suficiente para que
el molde pueda ser alojado, en cuanto al criterio de capacidad de transformación, se debe
verificar:
Fuerza de cierre.
Volumen máximo de inyección.
Capacidad de plastificación.
Presión máxima de inyección
Grafica 4.1 – Diagrama espesor de pared – presión en cavidad de molde para hallar la
relación de flujo
Para conocer la fuerza de cierre real que necesita la máquina, se debe considerar un
aproximado de un 25% más de fuerza, la cual se obtiene de la siguiente expresión:
Una vez calculada la Fuerza de cierre se procede a seleccionar la máquina adecuada que
cumpla con los requisitos para la producción de la cubeta odontológica. Existen una
inmensa cantidad de proveedores de máquinas de inyección, con diferentes datos técnicos,
pero haciendo un análisis entre varias compañías se optó por la marca HAITIAN China
Plastic Machinery SA de CV serie Venus VE1500, la cual cuenta con las especificaciones
técnicas y dimensiones mostradas en la tabla 4.2 y figuras 4.5, 4.6.
VE 1500
UNIDAD DE CIERRE
Fuerza de cierre (ton) 150
Carrera (cm) 42.00
Altura mínima del molde (cm) 18.00
Altura máxima del molde (cm) 52.00
Carrera de apertura del molde (cm) 94.00
Existen dos radios estándar: 12.7 mm (0.5 in) y 19.1mm (0.75 in) y la abertura de la
punta debe de ser 0.79 mm (1/32 in) menor que el barreno del anillo de retención. Las
boquillas o tubos de salida también son lo suficientemente largas para tener bandas de
calentamiento y requieren sus propias zonas de calentamiento.
Como se puede observar en la figura 4.7 el bebedero y la boquilla tienen los radios
esféricos iguales, de 12.7 mm, pero el canal del bebedero siempre tiene que ser más grande
que el de la boquilla de la prensa. Normalmente este canal debería tener un orificio que sea
mínimo de uno 0.8 a 1 mm (1/32 pulg) más grande que el orificio de la boquilla de
inyección. La diferencia en diámetro ayuda al bebedero a desprenderse de la boquilla y la
mitad estacionada del molde.
La primera es un medio por el cual el material plástico fluye directamente del bebedero a
la cavidad, como se muestra en la figura 4.8:
Este es un sistema utilizado para moldes de múltiples cavidades, por lo tanto es el que se
utiliza en este proyecto. Ahora se determina la forma de los canales secundarios de la
colada, existiendo 4 principales (Fig. 4.10): circulares, trapezoidal, de cabeza redonda
trapezoidal y en medio círculo; de las que, la forma circular presenta menores problemas en
el flujo del termoplástico hacia las cavidades del molde debido a que las aristas representan
un asentamiento del polímero en la colada.
Fig. 4.10 – Secciones comunes de los canales para el sistema de colada del molde
Una vez determinada la forma de los canales se selecciona el tipo de compuerta del
sistema de colada basándose en la tabla 4.3, empleándolas con las principales
características como el tipo de colada, método de separación de colada y el flujo restante
del polímero al entrar a las cavidades.
c = d1 = 0.888 mm = 0.08 cm
Peso total por inyección = Peso total + peso del sistema de alimentación
Existe una herramienta muy útil la cual relaciona todos estos parámetros en un gráfico.
Para poder utilizar este gráfico, primero de todo debemos realizar el cálculo de la
temperatura media ponderada mediante esta expresión:
Sustituyendo valores:
Una vez calculado esto obtenemos un valor de 8. Los siguientes datos que necesitamos
corresponden al espesor de la pared de la pieza a inyectar y la conductividad térmica del
material. El espesor medio de pared lo obtenemos gracias a la herramienta CAD 3d siendo
este valor de 2mm. Por último, consultamos la ficha del material para conocer su
conductividad térmica, siendo esta de 0.0018 W/cm-°C. Una vez tenemos todos los valores
necesarios los introducimos en el gráfico tal y cómo se describe a continuación:
Si llamamos Tv al tiempo de apertura del molde más el tiempo de cierre del mismo
(15seg), entonces el tiempo total de un ciclo es igual a:
Acero P20 - El acero SISA P20 pre-templado es de uso general para la fabricación de
moldes. Utilizado para el maquinado y electro-erosionado de moldes de plástico y
componentes para la fundición de zinc. Se surte pre-templado a una dureza estándar de
aprox. BHN 293-321 (HRC 30-34). Normalmente no requiere un tratamiento térmico
adicional, sin embargo el acero SISA P20 se puede templar a durezas mayores para
incrementar su resistencia.
Acero H13 - El acero SISA H13 provee un buen balance de tenacidad, alta resistencia a la
formación de grietas causadas por el choque térmico y resistencia al revenido, junto con
resistencia al desgaste moderada. De temple al aire, es utilizado en la mayoría de las
aplicaciones a durezas de 44-52 HRC.
Arista Ramírez Daniel
57
57
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA
MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD AZCAPOTZALCO
Aplicaciones típicas: Dados de extrusión para aleaciones ligeras, camisas (Liners) para
extrusión, herramientas para fundición a Presión, punzones y matrices para prensar,
cuchillas para corte en caliente, moldes para plástico, insertos para dados, mandriles,
pernos, eyectores, dados de forja.
Nota: Las características obtenidas para cada uno de los materiales en esta sección fueron
proporcionados por Aceros SISA, Servicio Industrial SA de CV
Con el objetivo de conseguir la máxima utilidad es necesario que los materiales usados en
la fabricación de moldes tengan las siguientes propiedades:
Por microaleación y por tratamiento al vacío, este material tiene propiedades óptimas,
como buen maquinado, excelente pulido, etc. Este acero puede ser pretemplado entre 280 y
380 dureza Brinell.
TRATAMIENTO TÉRMICO
Para: ºC ºF
Forjar: 850-1 050 1 562-1 Enfriar en ceniza, cal u horno mínimo 4
922 hrs. con enfriamiento lento
Recocer: 760-800 1 400-1 en horno. mínimo 1 hora
472
Recocido para 550-600 1 022-1 Mínimo 1 hora con enfriamiento lento en
eliminar 112 horno
tensiones:
RECOCIDO 600-650 1 112-1 Mínimo 2 hrs. con enfriamiento lento en
INTERMEDIO 202 aceite o baño caliente a 200-300ºC.
TEMPLAR 870-900 1 598-1 (Precalentamiento superficial después del
652 revenido) a 200ºC, aproximadamente 60
DUREZA Rc aproximadamente 200 Kg. / mm²
RESISTENCIA probeta de 60 mm.
OBTENIDA
Nota: La descripción y tablas mostradas en esta sección fueron proporcionadas por ACERO SUECO PALME S.A. de
C.V.
Tabla 4.6 – Tratamientos térmicos aplicado al acero P20
Para el criterio de selección del portamolde el cual contendrá a los moldes (cavidad -
macho) se utilizaron los parámetros obtenidos por las dimensiones de la pieza odontológica
y el número de cavidades.
El tipo de molde determina si él será suministrado con o sin borde de fijación, en caso de
selección de un portamolde con orden, las placas PB (Placa Base Superior e Inferior) serán
suministradas con el ancho mayor con relación al largo del molde, para permitir su fijación
en la máquina inyectora.
Placa de expulsión
Placa de retención
Pernos de expulsión
Perno expulsor de la máquina
Placa guía
En el caso de la cubeta de impresión dental se debe tomar en cuenta que la pieza es de uso
médico y debe de tener un aspecto agradable para el paciente, además de sentirse cómodo
al momento de que este se lleve al interior de la boca (redondeos en aristas) el cual no se
sienta de alguna manera incómodo con el posible tratamiento que puede efectuarse sobre
este, para este caso se está simulando una cubeta de color azul lustroso el cual podemos
simular en SOLIDWORKS©.
De igual forma la cubeta debe adaptarse y cumplir con las necesidades del doctor, de una
forma ergonómica y cómoda para la toma de impresiones dentales, para tener un concepto
visual y analógico más claro, el ejemplo se muestra en la siguiente figura:
El molde debe de tener una gran variedad de características estéticas con respecto a la
pieza que se producirá dentro de este. Uno de los aspectos más importantes a tener en
cuenta es la cara superior del macho e inferior de la hebra, además de las cavidades que
pudieran contener.
Puesto que es el lugar donde se va a contener el termoplástico fundido, debe ser una
superficie libre de corrosión, polvo, manchas, etc. que puedan afectar el conformado de la
pieza. Generalmente este tipo de superficies llevan un rectificado y pulido, después de
haberse tratado de manera térmica para darle el acabado final.
Se tomaron en cuenta cada uno de los componentes del molde, simulando el ensamblaje
con la ayuda del software Solidworks para determinar las interferencias, tolerancias
inadecuadas o inclusive dimensiones mal acotadas; los resultados del análisis demuestran
que el ensamble del molde no presentará dificultades para el accionamiento del mismo,
gracias a las tolerancias adecuadas que estas conllevan. Para llevar a cabo el ensamblaje
del molde se pueden seguir los siguientes pasos, como apoyo para un mejor desempeño:
Ensamblar cuatro guías la colada principal o sprue, las placas de los corazones y
cavidad que corresponden ( se deben lubricar las cuatro guías de la placas porta
corazones y porta cavidad, de lo contrario el desgaste generado tanto en los bujes
como en las guías se incrementara, lo que traerá como consecuencia una
disminución considerable en la vida útil del molde
Colocar en posición vertical la placa de sujeción (con el centrador del molde boca
abajo) apoyada en la parte inferior de sus extremos para lograr uniformidad,
posteriormente introducir de manera adecuada la placa botadora. Es importante que
al introducir la placa botadora se encuentre perfectamente guiada y alineada,
buscando reducir los golpes, ya que con esto se dañaran las placas y las guías
generando una desalineación del molde. La placa botadora debe correr libremente
por las guías.
Una vez cerrado el molde se ensambla con los tornillos, los cuatro soportes para las
cadenas, así como las conexiones para el sistema de enfriamiento, en ese momento
el molde se encuentra listo para montarse en la máquina inyectora y comenzar la
producción.
Las empresas que emplean moldes en sus procesos productivos deben tener presente que
estas herramientas son muy susceptibles a averiarse por las fuertes condiciones de trabajo
que manejan, por lo cual su mantenimiento es un factor fundamental para aumentar su vida
útil y evitar inconvenientes en la producción de una compañía.
4.10.1 Preventivo
Para realizar un mantenimiento preventivo completo del molde también pueden realizarse
los siguientes pasos:
4.10.2 Correctivo
Bola y encaje: Una sección transversal de inyección más gruesa, una superficie se
parecerá a una bola y la otra a un encaje, la textura y el color del área del encaje será
distinto al área de la bola.
Líneas de flujo: Las líneas visibles en la superficie de la pieza que se muestran del flujo del
material mientras se llenó la cavidad.
Inyecciones cortas no llenadas: áreas de la superficie con porosidad debido a que las
cavidades se han llenado por completo.
Aumentar el tamaño de inyección
Aumentar la temperatura de la masa incrementando la contrapresión y/o la
temperatura del tambor
Aumentar las presiones de inyección y mantenimiento
Disminuir la temperatura del molde
Inspeccionar la ventilación del molde y corregir si es necesario
Inspeccionar las condiciones del tornillo y del tambor, corregir o remplazar como
sea necesario.
Encogimiento excesivo:
Deformación: La pieza se tuerce y deforma en lugar de ser recta y plana, esto puede ocurrir
mientras se expulsa del molde o después de enfriar.
4.11 Recomendaciones
Verificar las condiciones del acabado superficial en las áreas de contacto del molde.
Inspeccionar la línea de partición generada en la cubeta, por si existe alguna
deformación o fractura.
Realizar la constante inspección del tornillo y boquilla de inyección por si existiera
algún daño.
Verificación adecuada de las dimensiones de los canales de alimentación acorde con
los cálculos y recomendaciones correspondientes.
Hacer la limpieza adecuada de la tolva inyectora y garganta para evitar descensos en
la presión de inyección.
Llevar a cabo un constante mantenimiento al molde en cuanto a desgaste y/o
manchas en las superficies del molde.
Revisar el proceso de expulsión de la pieza, para evitar se atore la pieza durante el
proceso.
Inspeccionar los canales de enfriamiento por si existe algún objeto o sarro que
obstruya el paso del líquido refrigerante.
Para mantener un buen control de en la unidad de inyección es necesario mantener
un preciso y repetitivo ciclo que asegure la producción de partes con calidad, lo
anterior debido a que las tolerancias y superficies de acabado en los moldes son más
exactas y se usan cada vez más materiales vanguardistas en el proceso de inyección.
COSTOS
CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE
5.1 Costos
Los costos directos son los que provienen de los recursos directamente imputables a
la actividad: mano de obra, maquinaria, materias primas, etc.
Los Costes Indirectos son aquellos costes del conjunto del proyecto y no de una
tarea y necesitan de alguna clave de reparto para su imputación: gastos de
administración, seguridad, tramitación administrativa.
En la tabla 5.1 se realiza la tabulación de los costos de insumos, mano de obra, equipo y
maquinaria, mientras que en la tabla 5.2 se analizan costes de materia prima virgen y
reciclada.
Considerando las tablas 5.1 y 5.2 los costos totales directos son:
En la tabla 5.3 se listan los datos de costos indirectos generados durante el desarrollo del
proyecto.
Costo total materia virgen = Costo directo materia virgen + Costo indirecto
Costo total materia virgen = $ 21 088.18 USD + $ 624.00 USD
Costo total materia virgen = $ 21 712.18 USD
Costo total materia reciclada = Costo directo materia reciclada + Costo indirecto
Costo total materia reciclada = $ 19 778.18 USD + $ 624.00 USD
Costo total materia reciclada = $ 20 412.18 USD
Se analiza el precio por unidad de cubeta odontológica, tomando en cuenta los elementos
que intervienen para la producción y obteniendo el costo total mensual de los mismos, para
después proceder a calcular los costos unitarios.
En cada ciclo de inyección (14.82 s) se obtienen 4 cubetas y por cada hora se tienen
idealmente 971 piezas, trabajando 10 horas diarias se generan 9710 cubetas odontológicas.
Si idealmente se tiene una demanda de 100 000 cubetas mensuales se puede obtener este
valor en dos semanas y media aproximadamente.
Considerando el peso de cada modelo el cual es de 45.05 g, por cada ciclo de inyección se
generan 4 cubetas; por lo que incluyendo la colada se obtiene un peso de 185.59 g, esta es
la materia prima (ABS) que se consume por cada tiro que procesa la máquina. Con 1 kg se
producen 21 cubetas y para la producción de 100 000 cubetas se requiere de 4762 kg.
Para obtener el precio unitario dividimos el costo de producción por hora para la
generación de piezas moldeadas que se producen en ese tiempo (971).
Conclusiones
En el desarrollo de este proyecto cuyo objetivo era la elaboración del diseño de un molde
de inyección de plásticos para la producción de cubetas odontológicas inferiores aplicando
sistema CAD/CAM/CAE, utilizado para la realización de tomas de impresiones dentales, se
consideraron las variables involucradas en el proceso de desarrollo de moldes para
plásticos.
El proyecto ha pasado por las etapas necesarias para su ejecución, desde la recopilación
de toda la información histórica relacionada con la inyección de plásticos hasta un análisis
de costos generados durante el proceso de diseño, también se aplica teoría de moldes; que
involucra las partes que componen a un molde y máquinas de inyección, la selección del
tipo de material a emplear en la pieza a moldear, que es crucial para una buena calidad del
producto y una vida útil que le dé una seguridad alta al cliente de manejarlo sin ningún
conflicto.
Se efectuó el cálculo del sistema para poder conocer el tiempo total del ciclo de
inyección, en base a las características de la máquina a utilizar para el proceso y especio
permitido por el mismo acomodo de las piezas que lo componen, para poder proveer de
mayor producción de piezas en el menor tiempo posible.
La selección del portamolde se generó en base a los gastos que puede generar la empresa
manufacturera del molde, ya que necesita organizar el presupuesto que se emplea al
adquirir portamoldes de distribuidores, por lo que en este trabajo se sugieren materiales que
pueden brindar más vida al molde y calidad a las cubetas odontológicas.
Dentro del desarrollo del presente escrito se permitió estimar un tiempo de recuperación
total de la inversión para su manufactura y puesta en marcha, así como los costos
mensuales de producción; lo que representa una ventaja competitiva en el mercado moldes
y cubetas de inyección en nuestro país.
Recalcando que los alcances del proyecto han cumplido por completo e inclusive
superado cada uno de los objetivos propuestos, abriendo camino a trabajos futuros para
incrementar el rendimiento del modelo en la manufactura de moldes: implementando el
diseño de un molde de inyección para la producción de cubetas odontológicas inferiores,
con el fin de obtener un retorno de la inversión, involucrando el manejo adecuado de
componentes y costos.
Bibliografía
[6] Hans Gastrow, “Moldes de Inyección para Plásticos, 100 casos prácticos”, Ed. Hanser.
[9] José Antonio Solórzano Ríos, “Desarrollo de prácticas avanzadas para el laboratorio
de Diseño y Manufactura Asistido por Computadora”, Tesis Universidad Nacional
Autónoma de Mexico.
Anexos
Fig. 1.1 - John Wesley Hyatt, inventor del primer plástico llamado “celuloide”
Fig. 1.2 - Prensa manual para inyección de materiales plásticos
Fig. 1.3 - Curvas de esfuerzo – deformación de los plásticos
Tabla 1.1 – Fechas de aparición de los materiales plásticos en los mercados americano y
europeo
Tabla 1.2 – Resinas para termoplásticos
Tabla 1.3 – Tecnologías de transformación de los materiales termoplásticos
Tabla 1.4 – Algunas propiedades mecánicas del Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
Tabla 1.5 – Valores típicos de contracción para moldeado de termoplásticos
Área proyectada: Es área provista de las piezas, incluyendo sus anchuras y canales de
alimentación el cual se utiliza para el cálculo del molde.
Ángulo de desmoldeo: La cantidad se conicidad en los lados del molde y la pieza moldeada
requerida para la eliminación fácil de la parte moldeada del molde. (El grado de conicidad
en la pared lateral o el ángulo del espacio libre, diseñado para facilitar la eliminación de las
piezas de un molde.)
Barra guía: Las espigas o barras en el molde que aseguran que se alinee apropiadamente
las mitades del molde. Los elementos que mantienen la alineación apropiada del embolo de
fuerza y la cavidad cuando el molde se cierra.
Barra de expulsión: Las espigas de acero incrustadas en la cavidad del molde y conectadas
a una placa separada de atrás del molde. La placa de expulsión está actuando cuando se
abre el molde para forzar las espigas de expulsión contra las piezas moldeadas y para
empujar fuera de la cavidad.
Bebedero: Es el canal para el flujo de material de la boquilla del cilindro de inyección hasta
los canales del molde.
Boquilla: Es el extremo anterior al cilindro de inyección, que restringe el flujo del material
caliente por un orificio pequeño. La boquilla está diseñada para formar bajo presión un
sello entre el cilindro caliente y el molde. El extremo anterior de la boquilla puede tener
forma plana o esférica.
Buje: Los bujes cumplen la función de alinear las mitades del molde, estos hacen pareja
con los pernos guía.
Canal (se refiere al molde): En un molde de inyección el canal se conecta con la entrada y
la cavidad.
Carga: La cantidad de material requerida para llenar las cavidades del molde.
Cavidad: La parte del molde que forma la superficie exterior de la pieza moldeada.
Dependiendo del número de tales, los moldes están diseñados como unicavidad o multi
cavidad. Gracias a que el plástico se encoge o se contrae.
Ciclo: Es el ciclo que se tarda en completar una operación de moldeo. Incluye la carga del
molde, el cierre, la curación, la abertura del molde y expulsión de la pieza, en moldeo el
tiempo de ciclo es el periodo o tiempo pasado, entre un punto cierto en un ciclo y el mismo
punto del próximo.
Corazón (Macho): Al contraerse el plástico, este se adhiere fuerte por lo que al abrirse el
molde es más fácil de desmoldearlo. En esta parte se deja abierto todo el caudal del líquido
refrigerante a fin de enfriar la pieza en el menor tiempo posible.
Dureza Rockwell: Método para medir la resistencia a la incidencia, en la cual una punta de
diamante o de acero penetra bajo presión la superficie del espécimen.
Entrada: Es una abertura pequeña y restringida entre el extremo del canal y el borde de la
cavidad de un molde de inyección.
Flujo laminar: Patrón de flujo en el cual el material plástico se mueve como en capas, una
deslizándose sobre la otra. La fricción entre capa y capa es tenida en cuenta y se considera
que es independiente de la deformación que sufre el fluido debido a su perfil de velocidad
entre ellas. A esta fricción se le denomina viscosidad.
La unidad de inyección: Nos ayuda a introducir el material plástico al interior del molde.
La presión de inyección permanecerá más o menos constante mientras que la velocidad de
inyección aumentara con el tamaño de la máquina.
Mazarota: Sinónimo de colada. Material plástico excedente resultado del recorrido del
mismo por las ramificaciones y bebedero del molde.
Molde: Una forma hueca de la cavidad en que el material de plástico líquido esta
introducido para dar forma del componente requerido. En términos generalmente se refiere
al montaje completo de los elementos que componen la sección del equipo de moldeo en la
que las piezas están formadas.
Placa porta – cavidad: Es la que lleva la cavidad o varias cavidades, también aloja el perno
guía, normalmente es de acero tratado.
Placa porta – corazón: Es la que lleva los corazones o machos, también el buje,
normalmente es de acero tratado.
Placa porta – molde: Las placas superiores o inferiores de una prensa en la que las mitades
del molde están unidos con pernos. (Las placas de fijación de una máquina para moldeo por
inyección o compresión en el que montaje completo está unido con pernos)
Plasticidad: Es un término utilizado para describir el grado en que el material fluye bajo
calor y presión. (Una propiedad del plástico que permite que el material sea deformado
continuamente y permanente sin ruptura en la aplicación de una fuerza que excede el valor
de productividad del material.)
Plástico de Ingeniería: Expresión que define a los plásticos que se utilizan de manera muy
específica, creados prácticamente para cumplir una determinada función, requiere
tecnología especializada para su fabricación o su procesamiento y de precio relativamente
alto.
Polímero: Palabra derivada del latín poli = muchos y meros = partes; utilizada para
designar materiales formados por la unión de monómeros. Los polímeros pueden ser
naturales (lana, algodón) o sintéticos.
Proyección Turbulenta: Flujo turbulento de resina generado en moldeo por inyección por
boquillas subdimensionadas que expulsan la resina en secciones gruesas del molde.
Separadores contra presión: Son los bloques de acero fuera del área de la cavidad que
juntan cuando se cierra el molde para prevenir la presión excesiva en las anchuras de la
cavidad. (Los refuerzos distribuidos alrededor de las áreas muertas y las caras del molde
para ayudar a las anchuras absorben la presión final del cierre)
Abreviatura Descripción
wpz Peso por pieza odontológica
ρ Densidad del material
Ap Área proyectada de la pieza
At Área proyectada total
s Espesor máximo de la pieza
wsa Peso del sistema de alimentación
Vpz Volumen por pieza
Vt Volumen total de las piezas
Vsa Volumen del sistema de alimentación
Vi Volumen por inyección
V Volumen total por inyección
Fc Fuerza de cierre
Pi Presión de inyección
Sp Superficie proyectada
R Relación de recorrido de flujo
Rf Recorrido de flujo del plástico
d1 Diámetro de entrada de cavidad
D Diámetro del canal de recorrido
c Largo de entrada del canal
ti Tiempo de inyección del material
ts Tiempo de enfriamiento del material
tv Tiempo de apertura del molde
α Conductividad térmica del material
Tc Temperatura de inyección
Tm Temperatura del molde
Tx Temperatura de desmoldeo
Ť Temperatura media ponderada
cP Capacidad de plastificación
Espesor de
Conductividad Temperatura media Tiempo de pared (mm)
térmica (W/m°K) ponderada (°C) enfriamiento (s)
Ṯ Ť
Conducti
vidad
térmica
Nomograma 1- Grafico para el cálculo del tiempo de enfriamiento del polímero ABS
F F
50.80
120.00°
A A
E E
3X 9 POR TODO
17.92 X 90°
152.15
D 2 X 45.00°
5 D
11.11
101.60
SECCIÓN A-A
ESCALA 1 : 2
C C
B Unidades : mm B
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Anillo centrador
A A
MATERIAL: N.º DE DIBUJO
location_ring_001 A4
AISI 1045 Acero estirado en frío
4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
D D
86
50.80 25
R12.70 A
R3.18
3.97
R12.70
C 8
C
3.50
A
4.76
SECCIÓN A-A
ESCALA 1 : 1.5
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Bebedero
A MATERIAL:
Sprue_001 A4 A
PESO: 615.73 ESCALA:1:2 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
D D
546 36 3X 7 25
M8X1.0 - 6H 20
120.00°
C 464 A 496 C
50.80 31
101.60 6.11
25.40
286
DETALLE A
ESCALA 1 : 5
4X 17.50 POR TODO
B 26 16
B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Placa base
superior
A MATERIAL:
PBS_001 A4 A
PESO: 75279.64 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
4 3 2 1
F F
47 A
R1 R2
B
42 m6
H7
30 47
g6
E E
18.67
0
10.20 56-0.50
56
R1 2
D D
15.00°
2.50 6
TYP
1 X 45.00°
DETALLE B
ESCALA 2 : 1.25
C C
DETALLE A
ESCALA 2 : 1.25
B Unidades : mm B
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Columna
A A
MATERIAL: N.º DE DIBUJO
C_001 A4
AISI 1045 Acero estirado en frío
4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
446
374 56 286
D D
25.40
C C
4X 14.50 36
M16X1.5 - 6H 34.50
95.07 56
SECCIÓN A-A
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Nucleo
A MATERIAL:
Acero P20
N.º DE DIBUJO
P02_NUCLEO_001 A4 A
PESO: 106527.53 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
40.50 70
D D
43
R1
R2 115 110
8
C R6.15
C
125
11.50
R6.15 A
R150 15.00°
B DETALLE A B
ESCALA 1 : 1.25
110 R30 REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
R100 VIVAS
Cubeta
odontológica
A R70
MATERIAL:
ABS
N.º DE DIBUJO
CUBETA DE IMPRESION A4 A
PESO: 45.01 ESCALA:1:2 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
4 3 2 1
F F
0
47 56-0.50
A
42 m6
E 32 m6 E
R2
A
SECCIÓN A-A
30
D D
1 6
TYPE
0.50 X 45.00°
C C
DETALLE B
ESCALA 4 : 1
B Unidades : mm B
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Buje
A A
MATERIAL: N.º DE DIBUJO
B_001 A4
AISI 1045 Acero estirado en frío
4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
286.21
177
D 374 56 67.79 D
4X 14.50 35
496 M16X1.5 - 6H 33.50
424 330 152.83
A A 253.98 PASADOS
12X 5
C C
42
B 50 DETALLE B
ESCALA 1 : 5
SECCIÓN A-A
B 56
47
6
B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Cavidad
A MATERIAL:
Acero P20
N.º DE DIBUJO
P01_CAVIDAD_001 A4 A
PESO: 80842.81 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
446
D 374
56
D
67.79
4X 17.50 POR TODO
C C
12x
5
177
286.21
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Placa guia
A MATERIAL:
PS_001 A4 A
PESO: 96720.03 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
286.21
A 4X
244 M10x1.0 22
D D
12X
5
496
152.83 253.98 454
C C
B A SECCIÓN A-A
ESCALA 1 : 5.5
B
67.79
Unidades : mm
177 REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
318
ROMPER ARISTAS
VIVAS
A MATERIAL:
CPE_001 A4 A
PESO: 27138.31 ESCALA:1:5 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
R0.30
D D
DETALLE B
ESCALA 4 : 1
5 g6 45 HRC
Ra 0.8 950 HV 0.3
min B
65-70 HRC
C C
0 0
10-0.20 3-0.50
+2
134 0
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Botador
A MATERIAL:
PR_001 A4 A
PESO: 22.04 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
318
4X 5 17
D 244
M6X1.0 - 6H 12 D
C C
4X 11 POR TODO 27
286
18 10
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
A MATERIAL:
PE_001 A4 A
PESO: 33289.03 ESCALA:1:5 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
330
62
D D
96 96
30
2X
17.50 POR TODO
C C
62
R10
312
496
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Regle
A MATERIAL:
H_001 A4 A
PESO: 20985.39 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
4 3 2 1
F F
4
4x 6.40 POR TODO
A 13.44 X 90°
24
E E
B
A
D D
SECCIÓN A-A
C C
0.50 X 45.00°
DETALLE B
ESCALA 5 : 1
B Unidades : mm B
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
Tope
A A
MATERIAL: N.º DE DIBUJO
EP2A_001 A4
AISI 1045 Acero estirado en frío
4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
4x 17.50 POR TODO
26 16
D 374 36
D
330 496
C C
546
B B
Unidades : mm
REBARBAR Y
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
ROMPER ARISTAS
VIVAS
PBI_001 A4 A
PESO: 76114.81 ESCALA:1:10 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1
6 5 4 3 2 1
1 N.º DE N.º DE PIEZA CANTIDAD
2 11 ELEMENTO
3
D D
1 PBI_001 1
13 2 H_001 2
4 3 PE_001 1
6 7 4 CPE_001 1
15 5 PBS_001 1
6 PS_001 1
8 7 B18.3.1M - 16 x 2.0 x 220 4
Hex SHCS -- 44NHX
B18.3.1M - 16 x 2.0 x 40
8 4
Hex SHCS -- 40NHX
5 9 B18.3.1M - 10 x 1.5 x 30 4
Hex SHCS -- 30NHX
10 EP2A_001 4
B18.3.5M - 6 x 1.0 x 12
18 11 Socket FCHS -- 12N 4
C 12 B18.3.5M - 8 x 1.25 x 30
Socket FCHS -- 30N 3
C
10 13 PR_001 12
19 9 14 P01_CAVIDAD_001 1
15 P02_NUCLEO_001 1
16 C_001 4
12 17 B_001 4
16 17 14 20 18 Sprue_001 1
19 location_ring_001 1
20 CUBETA DE IMPRESION 6
B B
546
Unidades : mm
SECCIÓN A-A
ESCALA 1 : 13 REBARBAR Y
ROMPER ARISTAS
NO CAMBIE LA ESCALA REVISIÓN
VIVAS
Ensamble molde
de inyección
336
PORTAMOLDE_001 A4 A
A PESO: ESCALA:1:50 HOJA 1 DE 1
6 5 4 3 2 1