En la fabricación de plásticos, el impacto de la ubicación de las compuertas en las piezas moldeadas por inyección es un elemento crítico y a la vez subestimado que puede dictar el aspecto final, la calidad y la resistencia de una pieza. La puerta, donde se el plástico fundido se encuentra con la cavidad del molde, afecta a los patrones de flujo durante el moldeo, las velocidades de enfriamiento, las formaciones de líneas de soldadura y, por último, la integridad estructural de la pieza moldeada. La ubicación correcta de la compuerta no es sólo una cuestión de comodidad, sino una elección de ingeniería esencial con consecuencias para el rendimiento a lo largo de los años.

Cuando los ingenieros van a desarrollar una nueva pieza de plástico, tienen que considerar el comportamiento del material, el diseño del molde y la eficiencia de la producción. La ubicación de la compuerta es una de las primeras y más importantes decisiones que se toman durante el proceso. Una mala colocación puede causar defectos, como trampas de aire, marcas de flujo, llenado desigual y reducción de las propiedades mecánicas. Por el contrario, un diseño de compuerta bien situado proporcionará un llenado uniforme, un número reducido de líneas de soldadura y una mayor resistencia de la pieza.

El efecto de la ubicación de la compuerta en las piezas moldeadas por inyección se examina en esta entrada del blog, que analiza en profundidad cómo estos factores, teniendo en cuenta los tipos de diseño de la compuerta, los patrones de flujo de moldeo y las estrategias para reducir las líneas de soldadura y maximizar la resistencia de la pieza. Como diseñador de moldes, desarrollador de productos o fabricante, si conoce estos principios obtendrá mejores resultados y una producción más eficiente.

Comprender el impacto de la ubicación de las compuertas en las piezas moldeadas por inyección

La compuerta sigue siendo el canal final por el que pasa el plástico fundido antes de llenar la cavidad del molde. Su función es muy sencilla, aunque crítica. La dirección y la velocidad del flujo dependen del tamaño, la forma y la ubicación de la compuerta, al igual que la aparición de tensiones internas, contracción, alabeo y defectos como líneas de soldadura o marcas de hundimiento.

En cuanto el material fundido se vierte en el molde, empieza a enfriarse y solidificarse en los bordes hacia el centro. Cuando la posición de la compuerta no permite un flujo equilibrado, el plástico fundido puede llegar a los extremos en momentos distintos, lo que provoca un llenado incompleto o costuras antiestéticas. Además, una colocación incorrecta puede provocar desequilibrios de presión, que causan la distorsión de las piezas.

Tipos comunes de diseño de compuertas y su efecto en el flujo

Existen muchos tipos de diseño de compuertas, y cada uno tiene su aplicación y tipo de material más adecuado. El objetivo principal de cualquier diseño de compuerta es controlar la forma en que el plástico entra en la cavidad del molde para proporcionar un flujo suave y constante:

1. Puerta de borde

• Se encuentra en el límite de la cavidad del molde.
• Adecuado para piezas planas.
• Simplemente diseñado y sacado.

Puede producir líneas de soldadura cuando el flujo se divide alrededor de las características.

2. Puerta Sub (Túnel)

• El vertido en el molde se produce en la parte inferior.
• Se aplica comúnmente en la expulsión automática.
• Ofrece un corte limpio sin necesidad de recortar a mano.

3. Puerta del ventilador

• Se emplearon grandes secciones para equilibrar el flujo.
• Ayuda a disminuir el alabeo.
• Aplicable en la reducción de la línea de soldadura.

4. Puerta de contacto

• Aplicado a sistemas de canal caliente.
• Se encuentra en medio de partes simétricas.
• Asiste en el llenado así como en la reducción de la línea de soldadura.

El diseño de cada compuerta debe elegirse en función de los patrones de flujo en el moldeo, la geometría de las piezas y las necesidades de refrigeración.

Patrones de flujo de moldeo: Influencia de la ubicación de la compuerta en el comportamiento del llenado.

El flujo de plástico fundido dentro de la cavidad del molde es uno de los elementos clave del éxito del moldeo por inyección. La posición de la compuerta es fundamental para determinar este patrón de flujo.

Cuando una compuerta se coloca en una posición incorrecta, es posible que algunas zonas no se llenen de plástico correctamente, lo que acabará produciendo componentes incompletos o con un mal acabado superficial. La colocación adecuada de las estrategias de compuertas garantiza que el plástico fundido fluya por el camino de menor resistencia en el sistema de compuertas, y no fluya en las trampas de aire ni en las zonas muertas.

En la colocación de la puerta, los diseñadores de moldes trabajan a cabo:

• Geometría y grosor de la pieza
• Posición de costillas, resaltes y rebajes.
• Desarrollo del frente de flujo
• Eficacia de la ventilación
• Tendencias de enfriamiento previstas.

Existe una correlación directa entre la optimización de los patrones de flujo en el moldeo y la reducción de la tensión interna, así como unas dimensiones más ajustadas.

Minimización de las líneas de soldadura mediante la colocación estratégica de compuertas | Impacto de la ubicación de las compuertas en las piezas moldeadas por inyección

La línea de punto/línea de soldadura es una línea que se produce cuando dos frentes de flujo se juntan y no se unen completamente. Aparecen en la superficie y pueden debilitar estructuralmente la pieza. Se encuentran alrededor de agujeros, insertos o donde el plástico fundido se divide y se vuelve a unir.

Para reducir las líneas de soldadura, el impacto de la ubicación de las compuertas en las piezas moldeadas por inyección donde el flujo no se dividirá involuntariamente. Cuando la división es inevitable, la compuerta debe garantizar una presión y una temperatura elevadas en el punto de fusión para favorecer la fusión del material. Compuertas de abanico, compuertas de punta caliente. Si se utilizan correctamente, las compuertas de abanico y las compuertas de punta caliente pueden ayudar a reducir la línea de soldadura en piezas grandes y simétricas.

Software de simulación Fine permite al ingeniero prever el patrón de flujo y, basándose en él, optimizar la posición de las compuertas para garantizar una línea de soldadura más robusta o incluso la ausencia total de línea de soldadura.

Optimización de la resistencia de la pieza con una ubicación adecuada de la compuerta

La resistencia de la pieza puede optimizarse si primero se tiene la posición correcta de la compuerta. La tensión residual puede causar debilidad en la línea de soldadura o zonas de flujo deficiente, o incluso en la propia compuerta.

Una compuerta colocada correctamente puede contribuir a una presión y temperatura más uniformes, lo que se traduce en una estructura molecular más uniforme de la pieza. Esta uniformidad reduce la tendencia del componente a fallar prematuramente debido a la capacidad de soportar cargas mecánicas.

Considerando el ejemplo de colocar una compuerta en la sección más gruesa, de esta forma, el plástico tendrá tiempo de fluir hacia las secciones más finas y se evitarán las marcas de hundimiento, así como la concentración de tensiones. Del mismo modo, pueden utilizarse varias compuertas (moldes de varias compuertas) para proporcionar un flujo uniforme en piezas complicadas, pero deben estar bien coordinadas para evitar líneas de soldadura.

En última instancia, influye la ubicación de la puerta:

• Distribución de la carga
  
• Resistencia a los golpes
  
• Resistencia a la flexión
  
• Comportamiento ante la fatiga
  

Por tanto, una puerta optimizada contribuye directamente a la durabilidad y fiabilidad del producto.

Ubicación de compuertas en diseños de moldes complejos

En configuraciones de moldes más complejas, como los moldes multicavidad o familiares, la elección de la ubicación correcta de la compuerta se convierte en un reto aún mayor. Los diseñadores deben tener en cuenta:

• Relleno equilibrado en todas las cavidades
  
• Distribución equitativa de la presión
  
• Evitar el chorro o la vacilación del caudal
  
• Gradientes térmicos
  

Una ubicación incorrecta de las compuertas en este tipo de moldes puede provocar variaciones en el peso, el aspecto y la resistencia de las piezas. El software de análisis de flujo de moldes suele ser indispensable en estos casos.

Conclusión

Por qué la ubicación de la puerta es más importante de lo que cree

En el moldeo por inyección, los detalles importan; sin embargo, ninguno es tan significativo como la ubicación de la compuerta. Ya sea por su influencia en los patrones de flujo en el moldeo, la reducción de las líneas de soldadura, la maximización de la resistencia de la pieza, etc, el impacto de la ubicación de las compuertas en las piezas moldeadas por inyección es amplia y primordial para la producción de piezas de calidad.

Independientemente de si se trata de una necesidad cosmética, estructural o de producción de gran volumen, la selección estratégica de la ubicación de la entrada puede minimizar los residuos, aumentar la eficacia y mejorar la calidad de las piezas. No se trata simplemente de inyectar plástico en un molde, sino de lograr la excelencia en ingeniería empezando por el primer punto de entrada.

Es responsabilidad de los diseñadores revisar continuamente los tipos de diseños de compuerta y sus efectos en la calidad de la pieza mediante simulación, pruebas y experiencia. Al hacerlo, el proceso de moldeo tendrá éxito, además de un rendimiento a largo plazo en aplicaciones del mundo real.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1. ¿Cuál es la mejor ubicación de la compuerta para las piezas moldeadas por inyección?

La posición óptima de la compuerta suele estar en la parte más gruesa de la sección o en el centro de la pieza, donde hay margen para tener un flujo equilibrado. Varía en función de la geometría de las piezas, el material y el acabado requerido.

2. ¿Cómo afecta la ubicación de la compuerta a las líneas de soldadura?

Una mala colocación de la compuerta puede provocar que el plástico fundido se parta y se vuelva a unir, dando lugar a líneas de soldadura débiles. Una buena colocación las reduce o evita.

3. ¿Qué diseño de compuerta es ideal para piezas grandes y planas?

Las piezas planas de gran tamaño se ajustan mejor con compuertas de abanico porque el plástico fundido puede distribuirse uniformemente, y es menos probable que se produzcan alabeos y líneas de soldadura.

4. ¿Puede afectar la ubicación de la puerta al tiempo de enfriamiento?

Sí. La posición de la compuerta determina el enfriamiento y la solidificación de la pieza. Una compuerta bien situada puede favorecer un enfriamiento igual y tiempos de ciclo más cortos.

5. ¿Por qué es importante la simulación para la colocación de puertas?

La simulación se utiliza para predecir el comportamiento del flujo, el campo de presión y los posibles defectos. Admite la colocación de compuertas en función de los datos.