¿Qué son las mangas/bosses en diseño de plásticos?

Las mangas/bosses generalmente están diseñados para aceptar insertos, tornillos autorroscantes, pasadores de accionamiento, etc., para su uso en el montaje o montaje de piezas.

Evite mangas/bosses independientes siempre que sea posible. Las mangas/bosses deben estar unidos a las paredes o costillas por medio de costillas o refuerzos para la estabilidad estructural

Reglas de manga/bosses

  • El D.O. de la maga idealmente debería ser 2.5 veces el diámetro del tornillo para aplicaciones de tornillos autorroscantes.
  • Normalmente el diámetro exterior de la manga es 2 veces la dimensión del diámetro interior
  • El espesor de la pared en base a la manga/bosses deberá ser 60% o menos del espesor nominal de la pared más de lo especificado creará espesores masivos que incrementarán el ciclo de producción y costos
  • La altura de la manga no deberá exceder 3 veces la mencionan del diámetro exterior
  • La manga/bosses deberá contener radios en su exterior de la base en donde se intersecta con la pared. El radio deberá ser entre 25 y 50% del espesor de la pared y el radio mínimo es de 0.381mm
  • El diámetro interior deberá tener radios en el fondo de la manga con la dimensión mínima de radio de 0.254mm
  • El ángulo de salida en el diámetro exterior tendrá como mínimo 1/2°
  • El ángulo de salida en el diámetro interior tendrá como mínimo 1/4°
  • Mangas cerca de paredes deberá estar a una distancia mínima de 3.175 entre manga y pared
  • La distancia mínima entre dos mangas juntas deberá ser 2 veces el espesor de la pared nominal
  • La manga/bosses deberá tener un diámetro mayor en la entrada para permitir que el tornillo pueda entrar y centrarse con facilidad, este diámetro deberá ser entre 0.5mm a 0.8mm

La posición de manga/bosses y como se diseña es portante para el diseño robusto, tal como se muestra en la siguiente imagen

Radios de y longitudes de perno formador del diámetro interno de la manga/bosses

¿Qué es la linea de partición en diseño de plásticos?

La linea de partición, son fundamental para el diseño de piezas plásticas, es donde se partirá la geometría del diseño para expulsarlo del molde, es decir donde el acero del molde se abrirá y expulsará la pieza plástica, para ello es importante delimitar la linea de partición, para ello muchos softwares como solidworks cuentan con un módulo de inyección de plásticos para delimitar correctamente la linea de partición

Es importante tener en cuenta la linea de partición porque puede afectaar el desempeño de diseño de:

  • Ángulos de Salida
  • Espesor de paredes
  • Requerimientos cosméticos
  • Gometría negativa u opuesta al ángulo de salida
  • Costo del molde
  • Costo de componentes

La linea de partición dejará un pequeño escalón de 0.05mm hasta 0.15mm, esto va a de pender de las características de construcción del molde

Si es crítico como el caso de una flecha, se podrá poner un pequeño plano de 0.15 mm a 0.25 mm para evitar interferencias provocadas por la linea de partición

¿Qué son las costillas / Ribs diseño de plásticos y cómo se calcula?

Las costillas o Ribs se utilizan para aportar para la rigidez, resistencia y mejorar las propiedades mecánicas de las piezas plásticas o para ayudar a llenar áreas difíciles.

En las partes estructurales donde las marcas de hundimiento no son motivo de preocupación, el grosor de la base de la costilla (t) puede ser del 75 al 85% del grosor de la pared adyacente (T).

Para las piezas de apariencia, donde las marcas de hundimiento son objetables, el grosor de la base de la costilla (t) no debe exceder el 50% del grosor de la pared adyacente (T) si la superficie exterior tiene textura y el 30% si no tiene textura. Las marcas de sumidero también dependen del material.

La altura de la costilla debe ser al menos 2.5–3.0 veces el espesor de la pared (T) para una resistencia efectiva.

El angulo debe ser de 1/2 pulg. Por lado nominal.

Los filetes en la base de la costilla deben tener un mínimo de 0,020 pulgadas.

Varias costillas deben estar separadas al menos 2 veces el grosor de la pared para reducir el estrés moldeado y los problemas de enfriamiento del molde.

La longitud puede variar pero mientras mas larga este la costilla pueden presentar problemas de llenado, de espesor en la base y la cresta y expulsado de molde. Para mantener el espesor optimo en la base de la costilla y no crear defectos de rechupete, mientras mas larga este la costilla, mas angosto se deberá diseñar la cresta y mas difícil de llenarlo y expulsarlo del molde

Costillas Múltiples

Las costillas múltiples, son empleadas para reforzar una pieza plástica en donde en cierta área debe cumplir con ciertas características y no se vea afectada en cuanto a calidad y costo. La separación mínima entre costillas deberá de ser de 2.5 veces la dimensión del espesor de pared

Costillas múltiples

¿Qué es el espesor de pared en piezas plásticas y cómo se calcula?

En el diseño de piezas plásticas es fundamental el calculo y diseño de espesor de pared . Las paredes uniformes ayudan al flujo de material en el molde, reducen el riesgo de marcas de hundimiento, tensiones moldeadas y contracción diferencial y afecta muchos parámetros tales como

  • Propiedades mecánicas
  • Apariencia
  • Percepción al tacto
  • Proceso y calidad en la que trabajará la maquina
  • Costos

El espesor optimo de las piezas regularmente es un equilibrio de fuerza requerida y reducción de peso del componente así también como durabilidad y costos

En un diseño simple de pared el incremento del 10% de espesor incrementará la resistencia un 33% pero también incrementará la cantidad de polímero requerido, el ciclo de enfriamiento y costos,

Hay elementos de diseño que son comunes a la mayoría de las piezas de plástico, como costillas, grosor de pared, patrones, escudetes y tiro.

Para paredes no uniformes, el cambio de espesor no debe exceder el 15% y en muchos casos menos del 10% de la pared nominal y debe hacer una transición gradual. El rango de espesor puede ser utilizado en su mayoría es entre 1.2mm y 6.3mm

En los espesores de mayor de 15% del espesor nominal no es una buena opción ya que la transición de pared deberá ser sobre un área de 3 veces la diferencia de espesores

Las esquinas siempre deben diseñarse con un radio de filete mínimo del 50% del grosor de la pared y un radio exterior del 150% del grosor de la pared para mantener un espesor de pared uniforme.

Problemas por defectos de espesor de pared

  • Pandeaduras
  • Distorsiones
  • Rechupetes
  • Huevos dentro de la pared
  • Fracturas
  • Áreas Brillosas

Consejo

Evite diseños con áreas delgadas rodeado de grueso perímetro secciones ya que puede ser propensa a tener atrapamientos de aire o gases

Muchos diseños, especialmente aquellos que son de metal fundido a plástico, tienen espesor secciones que pueden causar sumideros o vacíos. Al adaptar estos diseños al plástico partes, considere centrar o rediseñar áreas gruesas para crear un espesor de pared más uniforme

¿Qué es el ángulo de salida en diseño de plásticos y cómo se calcula?

Los ángulos de salida facilitan la extracción de piezas del molde, se agregan a todas las paredes verticales del molde que estarán en juego en la expulsión de la pieza. El angulo de salida debe estar en un valor de desplazamiento que sea paralelo al Molde de apertura y cierre.

El ángulo de tiro ideal para una parte dada depende de la profundidad de la parte en el molde y su función de uso final requerida.

Formulario

El angulo de salida puede variar desde 1/8° hasta varios grados de angulo dependiendo el diseño y características de este.

El angulo promedio empleado en la industria y que la gran parte de los polímeros es de 1/2° a 1°.

Hay algunos polímeros que llega a variar los grados de salida pero esto es importante que se tenga la información técnica proporcionada por el proveedor del polímero

Los ángulos de salida pueden ser afectados por el acabado superficial del molde, Una superficie con texturizado requiere mas angulo de salida que una pared totalmente pulida para eliminar marcas de maquinado se debe seguir el siguiente principio

  • Por cada 0.025mm de profundidad de texturizado se debe agregar de 1° a 1.5° de angulo de salida al angulo original

Ejemplo:

Una pared vertical con angulo de salida de 1° y un texturizado de 0.075mm de profundidad requerirá un angulo de salida de 4° a 5.5°

En áreas donde el angulo de salida mínimo es utilizado, la cavidad necesitara tener un pulido especifico y apropiado y la longitud máxima de la pared no deberá sobrepasar los 127mm

El texturizado con angulo de salida insuficiente tendrá problemas de expulsión en el molde creando fallos de marcas y desgarres y como máximas consecuencias quedarse atrapado dentro del molde

¿Qué es Snap Fit, cual es su funcionamiento y cómo se diseñan?

El Snap Fit que en español son ganchos don elementos básicos y sencillos que permiten el ensamble y desensamble de dos componentes

Cuando tienen un proceso de diseño correcto pueden completar una cantidad innumerable de ciclos de trabajo sin afectar su funcionamiento y durabilidad de este gancho

Los ganchos Snap Fit pueden ser diseñados para ser ensamblados permanentemente o para estar constantemente ensamblado y desensamblando

Los termoplásticos son los materiales con los que cumplen con mayor propiedades elasticidad para realizar el trabajo gracias que el material plástico es flexible y comprende una deformación elástica.

Otras buenas propiedades que poseen estos materiales es la elongación alta, coeficiente de fricción bajo y suficiente fuerza y rigidez para cumplir con la operación deseada

Este tipo de ganchos se utiliza con frecuencia para reducir costos en tornillería y adhesivos por ello es necesario realizar una buena Ingeniería de producto para que cumpla con la operación soportando el esfuerzo aplicado por el ensamble y retención de gancho ya ensamblado y operando

La profundidades del gancho Snap Fit indica la cantidad de deflexion que posee la viga del gancho al ser ensamblado o desensamblado

¿Qué son los moldes de Inyección y cuáles son sus componentes?

Ingeniería de diseño de moldes de inyección


En el nivel más básico, los moldes consisten de dos partes principales: la cavidad y el núcleo. El núcleo forma las principales superficies internas de la pieza, la cavidad forma el mayor superficies externas. Típicamente, el núcleo y la cavidad se separa cuando se abre el molde, para que la parte se pueda quitar. Este la separación del molde ocurre a lo largo del interfaz conocida como la línea de separación. La línea de separación puede estar en un plano. correspondiente a una geometría mayor característica como la parte superior, inferior o línea central, o puede ser escalonada o en ángulo para acomodar partes irregulares

Partes principales de un molde de inyección

Existen varios tipos de molde de inyección entre ellos destaca el de dos placas y tres placas respectivamente tal y como se muestra en la siguiente imagen

Molde de 2 placas

Molde clásico de 2 placas y 2 cavidades

Molde de 3 placas

Molde de dos cavidades y tres placas con vista de corte, situado en la primera etapa de apertura.

Molde de dos cavidades y tres placas con vista de corte, situado en la segunda etapa de apertura.

Molde de dos cavidades y tres placas con vista de corte, situado la fase de apertura final y la placa del separador en posición delantera

La alimentación de los moldes se genera de dos maneras típicas, que lo que va a hacer es ingresar la cantidad calculada de plásticos polímeros entre la cavidad y núcleo, mediante un bebedero y esas dos alimentaciones son las siguientes

1) Alimentación por eje de molde
Alimentación por linea de partición

En el primer capitulo ya vimos una pequeña introducción y un material donde pudimos ver la ingeniería del diseño de plásticos, si aun no la haz revisado para entender este artículo da clic aqui

Diseño de un molde de inyección

FASE 1

  • Definición de línea de partición
  • Colocación de la pieza en el molde

FASE 2

  • Selección del punto de inyección
  • Definición del tipo de entrada

FASE 3

  • Diseño de particiones
  • Diseño de núcleos y cavidades

FASE 4

  • Diseño de elementos de desmoldeo y expulsión
  • Diseño del sistema de enfriamiento
  • Selección de tamaños de placas

En esta fase viene un punto muy importante que es la refrigeración del molde que es clave para que tenga un excelente desempeño y no tenga problemas de inyección como los clásicos casos de piezas quemadas por una mala refrigeración de molde, en la actualidad ya podemos hacer una análisis de térmico y un análisis de CFD para determinar el correcto diseño del sistema de enfriamiento del molde

FASE 5

  • Diseño de detalle de los elementos del molde

FASE 6

  • Selección de las guías del molde
  • Diseño de la estructura del molde
  • Colocación de conexiones

FASE 7

  • Elaboración del planos
  • Listado de piezas
  • elaboración de documentación

FASE 8

  • Pruebas y simulaciones CAE
  • Pruebas Físicas

Así es como se mira un molde de inyección físico

Ingeniería en Moldes de Inyección de plásticos

La ingeniería de moldes de plásticos, es un tema de estudio complejo pero bastante interesante, ya que nosotros podemos generar piezas plásticas a partir de moldes con la forma de esta pieza que requerimos, este es el primer post de Ingeniería, que tendremos en esta página y queremos que profundicen ustedes su conocimiento con el siguiente link de descarga que es un libro relacionado a moldes de inyección, en el área automotriz la inyección de plásticos es la manera más viable tanto en costo/tiempo que beneficia a las armadoras y auto partes, es importante destacar que el diseño de estos moldes es un proceso costoso y laborioso, sin embargo los resultados que vamos a obtener son muy precisos y con una buena calidad de terminado de pieza

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EN VERDAD QUEREMOS QUE LE SAQUES PROVECHO Y EMPIECES A EMPAPARTE PARA DESPUÉS COMPRENDER LOS VÍDEOS DE ENSEÑANZA QUE ESTAREMOS IMPARTIENDO