Aplicación y Proceso de Moldeo por Inyección Asistida con Gas

1. Principio del Moldeo por Inyección Asistida con Gas

En el moldeo por inyección asistida con gas, se inyecta gas inerte de alta presión (nitrógeno) en el plástico fundido para formar una sección de vacío y empujar el material fundido hacia adelante. Esto finalmente realiza los procesos de inyección, retención de presión y enfriamiento.

Gracias a la eficiente transmisión de presión del gas, la presión en el conducto de aire se mantiene consistente, eliminando el estrés interno y previniendo la deformación del producto. Al mismo tiempo, reduce significativamente la presión en la cavidad del molde, eliminando la necesidad de fuerza de sujeción durante el proceso de moldeo. Además, reduce el peso del producto y elimina marcas de hundimiento.

2. Equipamiento Asistido con Gas

El equipo asistido con gas incluye una unidad de control asistido con gas y un generador de nitrógeno. Es otro sistema independiente de la máquina de inyección. Su única interfaz con la máquina de inyección es la línea de conexión de la señal de inyección.

Después de que la máquina de inyección transmite una señal de inicio de inyección o la posición del tornillo a la unidad de control asistido con gas, inicia un proceso de inyección de gas. Luego, da otra señal de inyección cuando comienza el siguiente proceso de inyección. Y este ciclo continúa.

El gas utilizado en el moldeo por inyección asistida con gas debe ser un gas inerte (generalmente nitrógeno). La presión máxima del gas es de 35MPa. La presión máxima de una especial puede llegar hasta 70MPa con una pureza de nitrógeno ≥98%.

La unidad de control asistido con gas es un dispositivo que controla el tiempo y la presión de inyección de gas. Tiene un diseño de circuito de gas multi grupo que puede controlar la producción asistida con gas de múltiples máquinas de inyección simultáneamente. Mientras tanto, la unidad de control asistido con gas tiene una función de recuperación de gas para reducir al máximo el consumo de gas.

3. Control del Proceso Asistido por Gas

● Parámetros de Inyección de Gas

La unidad de control del proceso asistido por gas es un dispositivo que regula la presión del gas en cada etapa. Los parámetros de inyección de gas tienen solo dos valores: tiempo de inyección de gas (segundos) y presión de inyección de gas (MPa).

El proceso de moldeo por inyección asistida con gas consiste en inyectar gas a alta presión mientras se inyecta la fusión de plástico en el molde. Existe una compleja interacción bifásica entre la fusión y el gas. Por lo tanto, el control de los parámetros del proceso es muy importante. Los métodos de control de cada parámetro son los siguientes:

● Volumen de Inyección

El moldeo por inyección asistida con gas utiliza el método llamado “short shot” (disparo corto). Es decir, inyecta una cierta cantidad de material (generalmente del 70 al 95% durante la inyección completa) en la cavidad del molde. Luego, inyecta gas para lograr un proceso de llenado completo.

La cantidad de fusión inyectada tiene una relación significativa con el tamaño del conducto de aire del molde y la estructura de la cavidad. Cuanto mayor sea la sección transversal del conducto de aire, más fácil será que el gas penetre y mayor será la tasa de ahuecamiento. Por lo tanto, es adecuado utilizar una “tasa de disparo corto” mayor. En este caso, si se utiliza demasiado material, es fácil provocar acumulación de fusión. Además, aparecerán marcas de hundimiento en lugares con mucho material.

Si el material es demasiado pequeño, provocará un paso a través. Si la dirección del conducto de aire es exactamente la misma que la del flujo de material, es más propicio para la penetración del gas. Además, la tasa de ahuecamiento del conducto de aire es la más grande. Por lo tanto, en el diseño del molde, se debe mantener la consistencia entre el conducto de aire y la dirección del flujo tanto como sea posible.

● Velocidad de Inyección y Presión de Retención

En el caso de garantizar que el producto no tenga defectos, use una velocidad de inyección más alta para que la fusión llene la cavidad lo más rápido posible. En este momento, la temperatura de la fusión se mantiene alta, lo que es beneficioso para la penetración del gas y el llenado del molde. El gas aún mantiene cierta presión después de empujar la fusión para llenar la cavidad. Y eso es equivalente a la etapa de retención de presión en la inyección tradicional. Por lo tanto, en términos generales, el proceso de moldeo por inyección asistida con gas puede ahorrar la etapa de retención de presión de la máquina de inyección.

Sin embargo, algunos productos aún necesitan utilizar cierta presión de moldeo por inyección para garantizar la calidad del rendimiento del producto por razones estructurales. No use una presión de retención alta, porque una presión de retención excesivamente alta sellará la aguja de gas. El gas en la cavidad no se puede recuperar y es fácil que explote al abrir el molde. Una presión de retención alta también obstaculizará la penetración del gas. Aumentar la presión de retención de la máquina de inyección puede causar marcas de hundimiento más grandes en el producto.

● Presión de Gas y Velocidad de Inyección de Gas

La presión de gas tiene la mayor relación con la fluidez del material. Los materiales con buena fluidez (como el PP) utilizan una presión de inyección de gas más baja.

Una presión de gas alta es fácil de penetrar, pero también es fácil de atravesar. Una presión de gas baja puede causar un llenado insuficiente o marcas de hundimiento en la superficie del producto. Una velocidad de inyección de gas alta puede llenar la cavidad cuando la temperatura de fusión es alta. Para moldes con procesos largos o conductos de aire pequeños, aumentar la velocidad de inyección de gas beneficia al llenado de la fusión y puede mejorar la calidad superficial del producto. Sin embargo, si la velocidad de inyección de gas es demasiado rápida, puede ocurrir un paso a través. Mientras que para productos con conductos de aire gruesos, puede producir marcas de flujo superficial y líneas de aire.

● Tiempo de Retardo

El tiempo de retardo es el período de tiempo desde el inicio de la inyección hasta el inicio de la inyección de gas por parte de la unidad de control asistido con gas. Puede entenderse como un parámetro de “sincronización” de la inversión de mapeo del caucho y la inyección de gas. Un tiempo de retardo corto, es decir, iniciar la inyección cuando la fusión aún está a una temperatura más alta, es claramente beneficioso para la penetración del gas y el llenado del molde. Pero si el tiempo de retardo es demasiado corto, el gas es fácil de divergir. Al mismo tiempo, la forma de ahuecamiento no es buena y la tasa de ahuecamiento tampoco es suficiente.

 

4. Molde Asistido por Gas

El tiempo de retardo es el período desde el inicio de la inyección hasta el comienzo de la inyección de gas por parte de la unidad de control asistido por gas. Puede entenderse como un parámetro de “sincronización” de la inversión de mapeo del caucho y la inyección de gas. Un tiempo de retardo corto, es decir, iniciar la inyección cuando la fusión aún está a una temperatura más alta, es claramente beneficioso para la penetración del gas y el llenado del molde. Pero si el tiempo de retardo es demasiado corto, el gas es fácil de divergir. Al mismo tiempo, la forma de ahuecamiento no es buena y la tasa de ahuecamiento tampoco es suficiente.

5. Proceso de Moldeo por Inyección Asistida con Gas

El proceso de moldeo por inyección asistida con gas consta de cuatro pasos:

Llenado del molde con resina: El molde se llena parcialmente con fusión.

Llenado del molde con gas: Se inyecta nitrógeno en la fusión caliente según sea necesario. El gas fluye rápidamente en la zona de alta temperatura y baja presión. La dirección del flujo de gas suele ser la dirección de menor resistencia. Según el diseño, el conducto de aire debe colocarse donde sea conveniente para guiar el gas hacia la zona de baja presión. El gas presurizado reemplaza el material fundido caliente en la sección gruesa de la pieza de plástico. Además, se utiliza el gas presurizado para completar el llenado del plástico.

Presión de mantenimiento con gas: Por la acción conjunta de la fusión y el gas, después de que se llena el molde, el nitrógeno permanece en el conducto de flujo de gas de la pieza de plástico. Y tiene suficiente presión para compactar la pieza de plástico. Luego, la resina se enfría y contrae, y el gas presiona la resina que aún no se ha solidificado en el vacío causado por la contracción. Podemos usar la presión de mantenimiento para eliminar las marcas de hundimiento en la superficie de la pieza de plástico. Luego, debemos asegurarnos de que el molde tenga una buena calidad superficial en el próximo ciclo de moldeo. Para que pueda formar una pieza de plástico con una buena calidad superficial.

Desgasificación: Todo el gas necesario en todo el proceso debe ser liberado antes de abrir el molde. Si el gas a presión no se libera a tiempo, la pieza de plástico se hinchará o incluso estallará.

# Para obtener más información sobre la inyección asistida con gas:   ☞  El Principio de Procesamiento del Sistema de Moldeo por Inyección Asistida con Gas 

Leave a Comment

Contact Us