Ángulo de desmoldeo en el moldeo por inyección: pautas de diseño y necesidad

El moldeo por inyección es uno de los métodos más populares para la fabricación rápida. El ángulo de desmoldeo en el moldeo por inyección es un parámetro crítico de este proceso que tiene un impacto significativo en la calidad del producto.

En este artículo, nuestra discusión se centrará en el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección. Explicaremos qué es el ángulo de desmoldeo, por qué es importante y qué aspectos debe tener en cuenta al diseñar moldes para moldeo por inyección.

¿Qué es el ángulo de desmoldeo en el moldeo por inyección?

El ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección es una característica geométrica esencial incorporada en los moldes para moldeo por inyección. Es la conicidad, o grado de inclinación, de las paredes del molde a lo largo de la dirección de extracción.

Como es una característica del molde, el ángulo de desmoldeo también es visible en el componente. Su unidad de medida es el grado.

Normalmente, los ingenieros utilizan un ángulo de alrededor de 1,5 grados. Sin embargo, puede variar entre 0,5 y 10 grados para ciertas aplicaciones especiales.

¿Por qué es importante el ángulo de desmoldeo en el moldeo por inyección?

Es fácil comprender el concepto de qué es el ángulo de desmoldeo. Sus beneficios, sin embargo, no son tan intuitivos de entender y requieren cierta explicación. Es el más importante de todos los ángulos de moldeo. Pequeños errores de cálculo pueden arruinar toda la línea de productos e incluso dañar el equipo de moldeo por inyección.

Sin más preámbulos, adentrémonos en las diversas razones que lo convierten en un parámetro importante del moldeo por inyección.

Expulsión suave de la pieza

La expulsión de la pieza es un paso crucial en el proceso de moldeo y una razón importante para tener el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección. Justo antes de la expulsión de la pieza, esta está en contacto con las paredes del molde. Las tensiones de contacto son lo suficientemente altas como para deformar la pieza por fricción durante la expulsión.

Por lo tanto, es deseable minimizar el impacto de esta fuerza de fricción. Los ingenieros lo logran incluyendo un desmoldeo en el molde. En cuanto la pieza es empujada hacia afuera por los pernos expulsores, toda la pieza sale de golpe y pierde contacto con las paredes del molde. Esta falta de contacto se traduce en ausencia de fricción.

Sin el ángulo de desmoldeo, la pieza rozaría contra la superficie del molde durante todo el proceso de expulsión, como se ve en la figura. Esto es sumamente perjudicial para el acabado superficial y la tolerancia de fabricación.

Además, la ausencia de fricción también reduce la fuerza de expulsión requerida, lo que impacta positivamente en los requisitos de potencia y también acelera el proceso de expulsión.

Alabeo

El alabeo es uno de los defectos graves en los procesos de moldeo por inyección. Para explicar qué es, consulte la figura de la sección anterior que muestra piezas con y sin ángulos de desmoldeo.

Cuando no hay ángulo de desmoldeo por diseño, puede formarse un vacío en el espacio vacío que aparece cuando la pieza se expulsa. Este vacío hace que la pieza se pliegue sobre sí misma. Esta deformación no deseada es el alabeo.

Como se puede ver, este problema no se presenta con un ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección. En cuanto comienza el proceso de expulsión, la pieza se separa del molde y crea espacio para que el aire llene todas las cavidades, evitando que se forme el vacío. Por lo tanto, no se produce alabeo.

Acabado superficial

Mencionamos brevemente esta ventaja del ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección en la sección anterior. Debido al desmoldeo, la pieza no roza contra el molde, lo que preserva la calidad de la superficie.

Una consideración importante aquí es la variación del ángulo de desmoldeo con los requisitos de textura de la superficie. El ángulo de desmoldeo debe acomodar las características de textura de la superficie además de las características geométricas generales del componente.

Esto significa que todos los cráteres/protuberancias que componen la textura de la superficie también deben tener suficiente espacio para desprenderse del molde. Discutiremos más sobre esto muy pronto.

Reduce el estirado profundo

Las mitades del molde se separan a lo largo de la línea de extracción. Esta línea de extracción se coloca estratégicamente para abordar errores críticos como el estirado profundo y la rebaba.

En el caso de un estirado profundo, se aborda el problema de que la pieza quede atrapada dentro del molde y adherida a él. El ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección ayuda a reducir los efectos negativos de un estirado profundo, y un mayor ángulo de desmoldeo disminuye los riesgos.

Costos de fabricación

Los ángulos de moldeo tienen un enorme efecto en los costos del molde de inyección. De la discusión anterior, podemos deducir numerosas formas en que el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección ayuda a reducir costos.

En primer lugar, los moldes con ángulos de desmoldeo producen piezas con mejor superficie, menos alabeo y menos problemas de estirado profundo. Como resultado, los fabricantes incurren en menos costos de acabado de piezas y piezas defectuosas.

Además, los costos de mantenimiento también son mucho más bajos gracias a los ángulos de desmoldeo. La fricción antes mencionada también daña el molde, lo que requiere pulido regular e incluso reemplazo debido al desgaste.

Finalmente, el ángulo de desmoldeo también ahorra costos al hacer más rápido el proceso de moldeo por inyección. Conduce a ciclos de enfriamiento y expulsión de piezas más rápidos.

Pautas de diseño para el ángulo de desmoldeo en el moldeo por inyección

El ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección es un parámetro sensible que requiere un ajuste fino por parte de los diseñadores de moldes. En esta sección, presentamos una lista de recomendaciones para elegir el ángulo de desmoldeo correcto para aplicaciones específicas.

Ajustes mecánicos y contracción térmica

El ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección altera la contracción térmica de la resina/metal fundido durante el ciclo de enfriamiento. Esto se debe a que la contracción depende de la geometría de la pieza.

La contracción siempre se produce hacia el centro de masa de la geometría. Esto significa que las caras externas de la pieza se contraen alejándose del molde y se separan de las paredes, mientras que las caras internas se contraen hacia adentro, sobre el molde, agarrándolo con más fuerza. Como resultado, las dimensiones geométricas de la pieza pueden cambiar y afectar su capacidad de formar ajustes mecánicos apropiados durante el ensamblaje.

Por lo tanto, los diseñadores deben tener cuidado de que los ángulos de desmoldeo incluidos en sus diseños no violen las tolerancias dimensionales después de la contracción. Esto se aplica específicamente a todos los componentes y caras que forman parte de un ajuste mecánico.

Mayor desmoldeo para texturas gruesas

Ya discutimos antes la relación entre las texturas y el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección. El ángulo de desmoldeo debe crear suficiente espacio para que la textura no se raspe durante la expulsión.

La regla es que cuanto más rugosa sea la textura, mayor debe ser el ángulo de desmoldeo. Esto ayuda a la expulsión de la pieza y a preservar la calidad de la textura.

Generalmente, para un acabado espejo, un ángulo de desmoldeo de 0,5 grados será apropiado. Sin embargo, por cada aumento de 0,1 mm en la rugosidad de la superficie, el ángulo de desmoldeo debe aumentar en 0,4 grados. Para patrones excepcionalmente gruesos, los ingenieros pueden optar por ángulos de desmoldeo extremos de hasta 10 grados también.

Mayor desmoldeo para características más profundas

Cuanto más profundas sean las características verticales del componente, más propenso se vuelve al alabeo. Las piezas más profundas tienen más espacios vacíos para la generación de vacío durante la expulsión. Por lo tanto, se alabean con más intensidad y más rápidamente.

La solución es bastante sencilla: aumentar el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección para las características más profundas. La regla general es agregar un grado adicional de desmoldeo por cada pulgada de profundidad de la pieza. Esta regla puede cambiar ligeramente con el tamaño y el material de la pieza, pero generalmente se aplica a la mayoría de los trabajos de moldeo por inyección.

Este es un método muy eficiente para abordar componentes con características como bolsas y cavidades profundas.

Enfoque de núcleo-cavidad para funcionalidad y estética

El enfoque de núcleo-cavidad es una técnica que se aplica a piezas donde el lado exterior debe ser liso mientras que el lado interior puede permanecer un poco rugoso. Este requisito es a menudo con fines estéticos. Por ejemplo, en las carcasas protectoras, la superficie exterior es lisa y brillante por estética. También puede ser un requisito funcional si la parte exterior necesita deslizarse o si la parte interior se ensambla con otros componentes.

De cualquier manera, en el método de núcleo-cavidad, el ángulo de desmoldeo del moldeo por inyección es ligeramente mayor para el núcleo, de modo que cuando la pieza se contrae, lo hace hacia sí misma. En otras palabras, su parte interna se adhiere al molde mientras que la parte externa se desprende completamente de las paredes.

De esta manera, el acabado superficial de las caras externas permanece intacto a expensas de una mayor rugosidad en las caras internas.

Vista rápida: consejos y trucos para determinar el ángulo de desmoldeo

Puede ser un poco difícil asimilar tanta información sobre los ángulos de moldeo de una sola vez. Para ayudar a nuestros lectores, aquí hay una lista completa de consejos y trucos:

• Se recomienda un ángulo de desmoldeo de moldeo por inyección de 1,5 grados para trabajos generales de moldeo por inyección.
• Incorpore los ángulos de desmoldeo tanto en la cavidad como en el núcleo, con un ángulo de desmoldeo ligeramente mayor para el núcleo.
• Agregue 1 grado de desmoldeo por cada pulgada de aumento en la profundidad de la pieza. La profundidad, por supuesto, significa la dimensión a lo largo de la dirección de extracción.
• Las texturas superficiales lisas requieren un desmoldeo pequeño y las texturas rugosas requieren un desmoldeo alto. Aumente el desmoldeo en 0,4 grados por cada aumento de 0,1 mm en la rugosidad de la superficie.
• Agregue ángulos de desmoldeo a todas las características verticales como paredes, nervios, rejillas, contrasalidas, etc.
• Use el enfoque de núcleo-cavidad si la cara exterior del componente necesita ser lisa.
• Si el componente tiene características que requieren extracción lateral (dirección de extracción adicional), incluya desmoldeos en esas características también.
• Los materiales duros con cualidades abrasivas justifican ángulos de desmoldeo más altos que los materiales blandos y dúctiles.

Conclusión

Con esto concluye nuestra discusión sobre las preguntas de qué es el ángulo de desmoldeo, por qué es beneficioso y qué debe saber sobre él. Esperamos que haya sido una lectura interesante y haya orientado su conocimiento como diseñadores de moldeo por inyección. ¿Tiene un proyecto de moldeo por inyección?

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Preguntas frecuentes

¿Cuándo incluir un ángulo de desmoldeo en el proceso de diseño?

Si bien el ángulo de desmoldeo es estrictamente un requisito para una fabricación impecable, afecta la funcionalidad de la pieza. Por lo tanto, se sugiere considerar la inclusión del ángulo de desmoldeo desde el principio del proceso de diseño, es decir, en el diseño preliminar y la construcción del prototipo.

¿Puedo evitar los ángulos de desmoldeo?

No es aconsejable descuidar los ángulos de desmoldeo en la mayoría de los casos debido a las graves repercusiones. Es una parte esencial de la fase de fabricación y afecta la calidad de la producción. En ciertas condiciones, como que la pieza sea muy pequeña o que las tolerancias sean muy bajas, un diseñador puede optar por evitar los ángulos de desmoldeo, pero incluso entonces no se recomienda.

¿Qué son los desmoldeos positivos y los desmoldeos negativos?

Un ángulo de desmoldeo positivo es cuando las características con desmoldeo se "estrechan hacia adentro" dentro del molde. Es decir, las características son más anchas en la base y más estrechas dentro del molde. Un ángulo negativo es lo opuesto a esto. Se "estrecha hacia afuera" dentro del molde.