"Estudio teórico experimental de la inyección con regulación de temperatura de molde (tecnología ""heat&cool"")"

• Autores: Raúl Sánchez
• Directores de la Tesis: Daniel Mercado (dir. tes.), Jorge Aísa (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Asunción Martínez García (presid.), Jesús Fuentelsaz Gallego (secret.), Antonio Nizardo Benítez Vega (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
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• Resumen

  • Los continuos avances tecnológicos conllevan nuevos retos en el alcance del conocimiento técnico y científico. En el ámbito del diseño y fabricación con materiales plásticos, la demanda de nuevas prestaciones a materiales y diseños, así como las exigencias de consumidores y diseñadores en cuanto a precios y calidades objetivo han llevado al desarrollo de múltiples tecnologías especiales dentro del procesado de plásticos y sus utillajes, como respuesta de la industria y la técnica. Una de las que mayor interés ha suscitado en los últimos años conlleva aparejado un control específico de la temperatura del molde, introduciendo un nuevo elemento de regulación en el proceso, las temperaturas del utillaje, tradicionalmente consideradas de menor interés que otros sistemas en el molde, como el sistema de alimentación o el de expulsión.

    El presente trabajo de investigación tiene como objetivo la caracterización desde el punto de vista del proceso y de la pieza en el ámbito de la inyección de termoplásticos en su variante equipada con la tecnología de regulación de temperatura de molde (tecnología “heat&cool”) siguiendo una metodología clara y rigurosa fijada por las bases teóricas del mismo.

    Dentro de las múltiples vertientes y teniendo en cuenta la complejidad del proceso, se ha elegido como campo de aplicación preferente, el registro de presión-temperatura en la cavidad y de temperatura en la pieza en el momento de la expulsión. Este permite obtener datos tanto sobre el ciclo de inyección como del ciclo térmico a lo largo del tiempo.

    El espécimen y su correspondiente utillaje se diseñan para favorecer la aparición tanto de líneas de soldadura en dos condiciones geométricas diferentes, como para tratar de replicar superficie y/o brillo, observar tensiones residuales y valorar el peso del espécimen. Siendo siempre una solución mejorable, cumple con los recursos y medios disponibles para el análisis y se encuentra en la línea de estudios similares en la literatura. También se abordarán los efectos que a nivel geométrico ejerce la regulación de temperatura en diferentes condiciones en la pieza, alabeo, resultante del efecto de la contracción diferencial asociada a los gradientes térmicos. De la misma forma se observará la temperatura de la pieza en la cara dónde se haya efectuado el calentamiento así como a temperatura del molde, dentro de las limitaciones de precisión impuestas por la emisividad de cada material usando la termografía en el infrarrojo cercano. Se busca así una nueva aportación del trabajo, por cuanto son escasas estas mediciones en el proceso de inyección.

    Siendo múltiples los parámetros del proceso de inyección que pueden tener influencia en la calidad de las piezas, por la propia definición del proceso se escogen como objetivo las de carácter térmico. En concreto, el alcance comprende el estudio de la importancia de los efectos que produce la variación de la temperatura de material, tiempo de calentamiento y tiempo de enfriamiento tanto en la pieza como en el proceso. Para ello se incorporarán, además de los valores experimentales, las herramientas de simulación disponibles en este ámbito, siempre útiles a la hora de valorar tendencias cuando se comparan casos entre sí.

    Este conocimiento de la presión y temperatura en el interior de la cavidad mediante monitorización con un sensor tipo P-T permite relacionar los valores que toman los parámetros principales del proceso con los resultados que se obtienen a la finalización del ciclo. De esta forma se puede llegar a mejorar la repetitividad/estabilidad, detectar de forma precoz desviaciones en el proceso, y a partir de esto, prevenir rechazos permitiendo establecer relaciones fiables causa/efecto.

    El resultado final sobre el que se discutirán las conclusiones de este estudio consiste en la importancia que la variación de los factores tiene sobre los parámetros objeto de control y por ende sobre la calidad de la pieza y la efectividad de la tecnología estudiada. En el conjunto de la tesis se ha hecho un análisis integral de la tecnología de regulación de la temperatura del molde tanto desde el punto de vista del proceso, como de la pieza y el diseño termomecánico del molde, estableciendo relaciones oportunas entre parámetros térmicos de proceso, herramienta y resultados en las piezas inyectadas.

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