Moldeo por inyección: cuidado con las esquinas afiladas
Su clase magistral en diseño y desarrollo de productos.
Insight: Moldeo por inyección: Cuidado con las esquinas afiladas
03.07.2020
Transcript
Hola, bienvenido al vídeo de Insight de esta semana.
Hoy vamos a analizar cómo se deben realizar las esquinas en las piezas moldeadas por inyección.
Los ángulos rectos son atractivos desde el punto de vista estético, pero en ocasiones son demasiado afilados.
Como ingeniero o diseñador de productos, debes ser consciente de los riesgos de crear diseños demasiado cuadrados para el moldeo por inyección. Si las esquinas no se redondean ni se añaden los radios necesarios, la precisión, resistencia y estética de la pieza pueden verse afectadas.
En general, es importante crear bordes redondeados y lisos, pero hay una serie de factores que pueden afectar incluso a una pieza en la que se haya previsto un radio.
Algunos plásticos se adaptan mejor a las esquinas afiladas que otros, así que habla con tu proveedor.
El espesor de las paredes es un factor a tener en cuenta. Reforzar las paredes adyacentes puede absorber parte de la tensión que generan las esquinas internas afiladas, pero ten en cuenta que estos refuerzos pueden provocar otros problemas de diseño.
La geometría de la pieza también puede ser importante. Algunas piezas son más moldeables que otras.
Todos estos factores pueden afectar a la cantidad de radio de esquina que se necesita para diseñar una pieza; se trata de encontrar un equilibrio, porque el moldeo por inyección es un proceso complejo.
Pero ¿cómo diseñar la pieza en el programa de CAD? Debemos pensar en dos tipos de radio: interno y externo. Cuando hablo de añadir radios, me refiero a los que se encuentran en el fondo de cada compartimiento en la intersección de las paredes con la base de una caja. Estas esquinas no deben ser demasiado afiladas, así que pon un radio que sea al menos la mitad del espesor de la pared adyacente.
En cuanto a los radios de la parte superior de esas paredes, se deben redondear a un valor equivalente a 1,5 veces el espesor de la pared.
¿Por qué? Porque permite que el plástico fundido fluya más fácilmente y elimine la tensión residual que tuerce las piezas con paredes finas. También evita las grietas que podrían provocar que la pieza o el producto no funcione como es debido.
El material que selecciones también puede marcar la diferencia. Si no es la primera vez que utilizas el moldeo por inyección, es posible que hayas observado huecos a lo largo de la parte superior de algunos de los compartimentos o en el exterior de una caja. Es como si no hubiera suficiente plástico para completar la pieza. Pero no es porque tu proveedor te esté engañando; la culpa es de la propia materia prima.
Cuando el plástico se introduce a través de un molde de inyección, no se comporta como una masa amorfa y dócil. Crea largas cadenas de moléculas que se unen a las moléculas adyacentes y no les gusta quedar aprisionadas en una esquina estrecha o tener que fluir alrededor de un borde afilado causado por puntales o intersecciones de paredes.
Por ello, es posible que el material no llegue a todos los rincones de la cavidad del molde y deje algunos huecos.
Pero incluso si el material fluye por todo el molde, la tensión causada por toda esa flexión y torsión molecular puede provocar la deformación e inclinación de la pieza moldeada.
Por supuesto, estas situaciones no son ideales.
Se pueden hacer dos cosas. Normalmente, el problema se agrava con los materiales rellenos de fibra y vidrio, porque al tener una mayor resistencia e integridad molecular, fluyen menos que los plásticos sin relleno.
Otra cosa es diseñar el molde correctamente, porque con los radios adecuados se evita este problema.
Si quieres crear esquinas agudas, en ocasiones no podrás hacerlo por culpa de las limitaciones del mecanizado. Las esquinas internas de la cavidad de un molde no pueden ser inferiores a las de la fresa radial que se utiliza para mecanizarlas.
Ahora puedes solucionarlo con otros métodos de fabricación, como el mecanizado por descarga eléctrica, pero es lento y tiene un coste más elevado. Además, corres el riesgo de sufrir las complicaciones inherentes al moldeo por inyección que ya hemos comentado.
Antes he comentado que puedes reforzar las paredes para poder crear esquinas más afiladas. Pero no se trata de que sean más gruesas, porque esto puede provocar rechupes, contracciones y burbujas.
Es mucho mejor fortalecer la pared con una estructura alveolar en las secciones finas o colocar una serie de nervaduras verticales cortas para evitar la torsión.
Ahora bien, si añadir radios y redondear esquinas te parece muy complicado, no te preocupes. Tu sistema CAD te ayudará, y tu proveedor te avisará si surge algún problema al realizar el análisis de fabricabilidad del diseño.
Y hasta aquí el vídeo de hoy. Espero verte de nuevo el próximo viernes.
Con un agradecimiento especial a Natalie Constable.
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