CONTRACCIÓN,
CÁLCULO PRÁCTICO
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
MOLDEO
En diseño, tanto la pieza como el método de proceso se han de considerar.
TENSIONES DE MOLDEO
Causas: * Overpacking * Contracciones incontroladas
Más material del necesario en la cavidad del molde.
Resultante en tensiones en la pieza.
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDEO
Contracciones
Disminución del espacio entre cadenas de
polímero a temperaturas de enfriamiento.
Tienen que ser acomodadas en el diseño
del molde.
Contracciones
Post-Dimensiones de la pieza de plástico difieren de las
Dimensiones de la cavidad del molde.
Imold - Ipart
SI =
Vmold - Vpart
o
Imold
SV =
Vmold
FACTORES QUE AFECTAN LA CONTRACCIÓN:
* Propiedades del Material * Geometría de la pieza * Manufacturación
Algunos materiales tienen contracciones diferentes y requieren diferentes
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDES DE INYECCIÓN
Polímeros Amorfos vs cristalinos & Contracción
MOLDES DE INYECCIÓN
POLÍMEROS AMORFOS VS
CRISTALINOS & CONTRACCIÓN
CONTRACCIÓN
Amorfos
Contracción es más Consistente
*
Más fácil de predecir
*
Más fácil de Adaptar Herram.
Cristalinos
Más Contracción
*
Debido a la Cristalización
*
Diferente diseño de Herram.
TEMPERATURA DE CRISTALIZACIÓN (Tc)
POLÍMEROS AMORFOS O
CRISTALINOS
¿ Cuál se contrae más ?
¿ Y por qué ?
CONTRACCIÓN
Enfriamiento
causa una Reducción de Volumen o Contracción en todos
los
Polímeros.
Polímero
Amorfo:
Menor espacio
entre cadenas
mole-culares.
CONTRACCIÓN ES AFECTADA
POR LA CRISTALIZACIÓN
En la Tc el Polímero empieza a construir una estructura
cristalina sobre enfriamiento.
La Cristalización causa una Reducción de Volumen:
Contracción más alta en Polímeros Cristalinos.
POLÍMEROS CRISTALINOS
SE CONTRAEN MÁS
POLÍMEROS CRISTALINOS
TIENEN MÁS ALTA CONTRACCIÓN
Herramienta para
Resina Amorfa
Herramienta para
Resina Cristalina
Resina Cristalina se contrae más debido a:
Herramienta para
Resina Amorfa
* Las herramientas para Resina
Cristalina son ligeramente más
grandes que las
de la Resina Amorfa.
* Cristalización.
* Reducción
Adicional de
Volumen.
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Herramienta para
Resina Cristalina
Para la misma
parte
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDES DE INYECCIÓN
Polímeros Amorfos vs cristalinos & Contracción
ENFRIAMIENTO LENTO
O
ENFRIAMIENTO RÁPIDO
¿ Cuál incrementa el porcentaje
de Cristalinidad ?
ENFRIAMIENTO LENTO INCREMENTA
EL PORCENTAJE DE CRISTALINIDAD
Enfriando lentamente:
* Más tiempo para formar Regiones
Cristalinas.
* Importante para propiedades
¿ Y por qué ?
La más alta Cristalinidad:
* < posibilidad de Contr. Adicional
GRADO DE CRISTALINIDAD
GRADO DE CRISTALINIDAD
CONTRACCIÓN
* El Polímero Cristalino enfriado más
lento es el de mayor grado de
Cristalinidad.
* El Polímero Cristalino enfriado más
rápido es el de menor grado de
Cristalinidad.
INCREMENTADA CRISTALINIDAD
INCREMENTADA CONTRACCIÓN
* Incrementada Resistencia Química
* Incrementada Estabilidad Dimensional
* Incrementada Temperatura de Flexión
(DTUL)
* Menor posibilidad de Contracción
Adicional
Enfriando lentamente:
* Más Cristalización.
* Mayor grado de Contr. de Molde.
Pero:
* Mayor tiempo de Ciclo.
* Menor Productividad.
CONTRACCIÓN POST-MOLDEO
Completando Cristalización, calentando
por arriba Tg estabilizará las dimensiones
de las partes:
* Contracción libre: Partes con dimensiones no críticas se moverán libremente durante la Cristalización
* Contracción Fixturizada: Dimensiones
críticas están sujetas durante la Cristalización para mantener tolerancia.
EN EL PROCESO...
Incrementar la longitud de corriente de un
Polímero Cristalino y bajar la posibilidad de
degradación incrementa la temperatura de
moldeo.
Incrementando la temperatura de moldeo,
baja el enfriamiento, y por lo tanto se
incrementa el porcentaje de Cristalización
en la parte final.
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDES DE INYECCIÓN
Polímeros Rellenos vs Vacíos & Contracción
EXPANSIÓN TERMAL (CTE)
Expansión termal es la tendencia a
*
Expandirse en caliente
*
Contraerse en frío
Altos módulos reforzados tienen
*
Baja Expansión Termal
Polímeros con Refuerzos
*
Más baja Expansión Termal
MOLDES DE INYECCIÓN
POLÍMEROS RELLENOS VS
VACÍOS & CONTRACCIÓN
EXPANSIÓN TERMAL & CONTRACCIÓN
CONTRACCIÓN ANISOTRÓPICA
Las fibras de vidrio se orientan en la Dirección del Flujo
Las fibras de vidrio se orientan en la Dirección del Flujo
Material
vacío
Contr.Isotrópica
Igual en todas
direcciones
Dirección
del Flujo
< Temp
Contr.Anisotrópica
NO Igual en todas
direcciones
Flujo Transversal
Material
relleno
Más baja Expansión Termal de fibra de vidrio:
Menor contracción en flujo y mayor en flujo transversal
Contracción en Polímero GF es anisotrópica debido a la baja
contracción a lo largo de las fibras en direc. de flujo
MATERIAL DICTA HERRAMIENTAS
CONTRACCIÓN & ORIENTACIÓN FIBRAS
CAUSA ALABEO
Herram.
Polím.
vacío
Herram.
Polím.
relleno
Dirección del
Flujo
Flujo Multidireccional
Flujo Transversal
El diseño de herramientas debe adaptarse para contracción
anisotrópica cuando se usan polim. rellenos.
MODIFICACIÓN DE HERRAMIENTAS
Herramientas deben modificars
para controlar flujo de resina
SITUACIÓN PUERTA
Situación puerta está fuertemente influenciada por el contenido
de vidrio del material
Un flujo unidireccional minimizará contracción
y por lo tanto alabeo
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Puertas de fin son preferidas en material rellenos de vidrio para
minimizar alabeo
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDEO
Contracciones y Geometría de pieza
( Tensiones debidas a Contracciones )
Grosores de pared NO uniformes se enfrían de forma
diferente creando grandes tensiones de moldeo.
Defectos Contracciones Indeseadas
FACTORES QUE AFECTAN ALABEO:
* Gruesos de pared diferentes
* Ratio de enfriamiento diferente
* Gradiente de presiones
* Anisotropía
( Gradiente de Contracciones crea Alabeo )
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDEO
Alabeo creado por variaciones de grosor
Anisotropía y Gradientes de Contracción
Contracciones más elevadas en dirección perpendicular flujo
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDEO
Contracciones y Manufactura
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
MOLDEO
Alabeo debido a Gradientes de Presiones
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
CONTRACCIÓN DE DISTINTOS POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
HDPE
LDPE
PP
PS
PVC r
PVC f
SAN
ABS
PMMA
POM
PPO
PA 6
PA 6,6
PC
PETP
PBTP
%
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CONTRACCIÓN, CÁLCULO PRÁCTICO
LONGITUD DE RECORRIDO DEL FLUJO
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