aplicaciones cae en el diseño de moldes de inyección de termoplásticos

7/25/2019 Aplicaciones CAE en El Diseo de Moldes de Inyeccin de Termoplsticos

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UPS-CUENCA

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En la Universidad Politcnica

Salesiana, se han venido incor-

porando estas aplicaciones

CAE dentro de las diversasreas de diseo, mediante pro-

yectos de tesis en los que se

han generado aplicaciones

concretas que han servido para

validar los resultados obteni-

dos por medio de la simula-

cin, como el que se trata en

este artculo, especficamente

del programa MPI 3.1.

Los resultados que se han obteni-

do por medio de clculos analti-

cos empleando mtodos de reso-

lucin numrica, aplicacin de

diagramas y mediante la simula-

cin en MPI 3.1 han mostrado

gran similitud, con diferenciasporcentuales que van desde el

0.25% al 20%, lo que valida indis-

cutiblemente la fiabilidad de es-

tos resultados.

!

La familia Modlflow Plastic In-

sight (MPI) posee mdulos con

capacidad de simular el llenado,

empaquetamiento y enfriamien-

to del molde (multicavidad y/o fa-

miliar).Los dos primeros mdulos

son para simular el llenado y em-

paquetamiento del molde (MPI-

/Fusion y MPI/Flow), en este casono solamente se introducen los

parmetros mencionados ante-

riormente, sino que tambin se

introduce la mquina con la cual

se va inyectar el molde, la relacin

d/l, el recorrido del pistn, la velo-

cidad, cmo y cundo se va a ha-

cer el cambio de presin de in-

yeccin a presin sostenida y cul

debe ser este tiempo.

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En la actualidad la gran mayora

de los procesos de produccin en

serie se fundamentan en el dise-

o de nuevos productos, en la in-geniera de los materiales y en la

ingeniera de los procesos, por

ello se han creado productos que

requieren la utilizacin de mate-

riales con mejores propiedades y

cuyos procesos de transforma-

cin garantizan la calidad de los

productos sin reducir la eficien-

cia productiva y econmica. El

grupo de materiales que ms ha

crecido en su aplicacin es sin

duda el de los polmeros; que hanalcanzado volmenes de aplica-

cin como materia prima sobre el

80% con extensas aplicaciones

en todas las ramas industriales.

A partir de las herramientas CAE,

el diseo de las piezas plsticas

se estudia desde el punto de vis-

ta mecnico-resistente y desde el

punto de vista de la fabricabili-

dad de las mismas, mediante latecnologa de inyeccin.

*:@7?

Las tecnologas modernas de

diseo, anlisis, manufactura y

generacin de prototipos rpi-

dos (CAD/CAM/CAE y Rapid

Prototiping) son herramientas

indispensables para la empresa

manufacturera actual. Ya que

posibilitan:

Acortar el Ciclo de Diseo-Ma-

nufactura.

Evaluar Alternativas de Diseo

y Simular los Procesos de Fabri-

cacin.

Evitar Costosos Errores durante

el Proceso de Manufacturacin.

Elevar la Calidad de los Produc-

tos y de la Informacin Tcnica.

Disear, Analizar, Fabricar y

Vender sin Perder el Tiempo

por Ensayo y Error.

$>>9?

Los paquetes que se pueden en-

contrar en la actualidad con apli-cacin directa en el diseo y pro-

duccin de piezas plsticas son

entre otros:

22OO


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Figura2.- Clculo de la presin de inyeccin mediante programa

MPI.3.1

De igual manera se puede visualizar las zonas en donde tendr lugar los atrapamientos de aire al interior

de la pieza inyectada.A partir de estos parmetros de diseo se pueden efectuar las correcciones necesarias a fin de garantizar

un producto final con las exigencias de calidad requeridas.


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El tercer mdulo es el MPI/Cool,

con ste se simula la etapa del

enfriamiento, para eso cuenta

con una base de datos de los me-

tales ms utilizados para hacer

moldes, as como una base dedatos de los refrigerantes ms

comunes, este mdulo permite

al usuario dibujar el sistema de

refrigeracin, y darle los parme-

tros necesarios para obtener re-

sultados como: la distribucin fi-

nal de la temperatura de la pieza,

la temperatura de salida del refri-

gerante, si debe o no llevar inser-

tos de otro material (CuBe), si de-

be o no llevar baffles o bublers,

No. de Reynolds, distribucin dela temperatura en toda la super-

ficie del molde, etc. A partir de

este mdulo, existen mltiples

mdulos muy especficos de-

pendiendo del tipo de inyeccin

que se realiza o el resultado final

que se quiere estudiar, alguno de

ellos son: MPI/Warp (Alabeo y

deformaciones), MPI/Stress (es-

tudio de cargas), MPI/Gas (Inyec-

cin asistida por gas), MPI/RIM

(Inyeccin de hule y/o termoes-tables), etc.

En la figura se muestra un repor-

te de la variacin de temperatura

que alcanza el lquido de refrige-

racin al interior de los canales,

producto de la transferencia de

calor en la etapa de atemperadode la pieza inyectada.

Es posible determinar las defor-

maciones y contracciones que se

producirn en las piezas una vez

que han sido moldeadas, en el si-

guiente reporte se pone de ma-

nifiesto el efecto de las contrac-

ciones en todas las direcciones:

24OO

Determinacin de los puntos de atrape de aire mediante

programa MPI.3.1

Determinacin de la temperatura del lquido refrigerante

mediante programa MPI.3.1


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25

Determinacin de la contraccin volumtrica mediante

programa MPI.3.1

El archivo de entrada para cual-

quiera de estos programas es un

archivo de extensin .STL, si el

CAD elegido genera este archivo

no existe ningn problema, los

CAD ms reconocidos son: Pro-E,

Catia, Inventor o Mechanical

Desktop y Solidworks.

I::B:

Es vital encontrar parmetros

propios de diseo, enmarcados

en las normas correspondientes

con aplicacin de elementos es-

tandarizados empleando mode-

los matemticos y con la gran

ayuda de sistemas de simulacin

por computador que brinden se-

guridad en los procesos.

La recomendacin para utilizar

cualquiera de estos programas

depende ms que todo del n-

mero de moldes a fabricar por

ao, as como del tipo de piezas, y

los problemas ms comunes que

se tienen con los re-trabajos de

los moldes. Una vez que la pieza

pasa las pruebas de manufactu-

rabilidad y tiene la aprobacin

del departamento de diseo de

producto, entonces es cuando en

el departamento del taller de

moldes se empieza a disear por

completo todo el molde y para

esta etapa lo ms recomendable

es utilizar el MPI, el usuario de es-

te programa debe conocer en de-

talle cuales son las caractersticas

ms importantes del diseo de

moldes, as como estar en la ca-

pacidad de ajustar parmetros

de inyeccin en la simulacin.

Concientes de la importancia

que tiene el diseo dentro de la

Ingeniera Mecnica, la Universi-

dad Politcnica Salesiana sigue

incursionando en el conoci-

miento, generacin y aplicacin

de estas herramientas que vuel-

ven a la prctica del diseo en

una tarea de mayor eficiencia

dentro del campo de la produc-

cin industrial.

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1 Informacin proporcionada por ATGroup Software, representantes exclusivos de Moldflow en Latinoa-

mrica.

Reportes grficos tomados de Tesis De Ingeniera Optimizacin del proceso de diseo de moldes para

termoplsticos. Jorge Fajardo, S. Ingeniera Mecnica.

aplicaciones cae en el diseño de moldes de inyección de termoplásticos

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