Pernos expulsores y sus usos en el proceso de moldeo por inyección

Un perno expulsor es un sistema de expulsión que empuja la pieza moldeada fuera de la cavidad del molde tras la inyección. Junto con sistemas de expulsión como las cuchillas y los bloques expulsores, la expulsión permite una retirada eficiente de las piezas tras el moldeo.

Existen varios tipos de pernos expulsores. Elegir el adecuado es un reto debido a sus efectos sobre la funcionalidad de la pieza moldeada y ciertas propiedades estéticas. Este artículo aborda la definición del expulsor, su función y sus defectos. ¡Siga leyendo!

¿Qué es el moldeo por inyección con pernos expulsores?

El moldeo por inyección con pernos expulsores es un mecanismo del sistema de expulsión que orquesta la retirada de las piezas enfriadas/moldeadas de la cavidad de un molde. Como resultado, ayuda a aumentar la eficiencia del proceso de moldeo por inyección.

La comprensión del mecanismo es posible para los dos lados del molde (lado A y B), ya que cada uno tiene un papel específico en la finalización de un ciclo en el sistema de moldeo por inyección. El lado A es móvil, mientras que el lado B contiene el sistema de expulsión. Al enfriarse, la cavidad del molde se abre y se separa, y el perno expulsor empuja el plástico ya endurecido fuera del molde.

Nota: Durante el proceso de expulsión, se produce una hendidura en la pieza moldeada debido a la fuerza de expulsión.

Tipos de pernos expulsores utilizados durante el moldeo por inyección

Existen varios tipos de sistemas de pernos expulsores adecuados para el moldeo por inyección. Como fabricante de piezas, a continuación se presentan algunos que debe considerar durante el utillaje rápido:

Perno expulsor n.º 1: expulsor templado en masa

Los pernos expulsores templados en masa requieren tratamiento térmico para permitir que el diámetro del perno soporte altas temperaturas. Como resultado, son apropiados para trabajar con sistemas de plástico por debajo de 200 °C.

Perno expulsor n.º 2: expulsor de nitruro H13

Los pernos de nitruro H13 o pernos expulsores cementados pueden soportar una temperatura de hasta 600 °C. Pueden taladrarse o roscarse, pero también son relativamente blandos y pueden astillarse fácilmente en comparación con otros tipos de pernos expulsores.

Perno expulsor n.º 3: expulsor negro

Los pernos expulsores negros sustituyeron a los pernos de nitruro H13, ya que estos no podían soportar temperaturas superiores a 600 °C. Como resultado, los pernos pueden resistir el calor elevado. Se fabricaron con un autolubricante especial para soportar una temperatura de 1000 °C y son adecuados para trabajar con piezas de automoción. Sin embargo, son caros, pero cumplen las condiciones requeridas para resistir altas temperaturas.

Otros tipos de sistemas de expulsión

Los pernos comentados anteriormente son los más comunes en el moldeo por inyección de piezas. Sin embargo, también existen otros sistemas de expulsión que quizás no sean conocidos pero resultan útiles.

–Las camisas expulsoras son pernos huecos que consisten en un perno de camisa de superficie dura. El perno tiene un orificio que sirve para proteger y guiar el perno y un perno de núcleo ajustable.

–Las placas expulsoras funcionan junto con los pernos expulsores sujetando la cabeza del perno para evitar que se salgan durante el moldeo.

–Los bloques expulsores tienen ranuras huecas lubricantes y se aplican en productos delgados para reducir las marcas de perno expulsor. Como resultado, son adecuados para productos que necesitan un alto acabado superficial.

¿Cómo funciona un perno expulsor?

Saber cómo funciona un perno de expulsión puede ayudar a seleccionar la máquina adecuada y a prevenir las marcas de perno de expulsión y otros defectos. Para comprender mejor el proceso, dividiríamos el proceso de moldeo por inyección en tres fases: inyección, enfriamiento y liberación de la pieza.

• La fase de inyección es cuando el operario introduce plástico fundido en la cavidad del molde.

• La fase de enfriamiento permite que el plástico fundido se solidifique en un plástico endurecido.

• Tras el enfriamiento, la fase de liberación de la pieza implica utilizar un mecanismo dedicado conocido como sistema de expulsión para retirar la pieza moldeada de la cavidad del molde. Existen dos métodos generales: manual y automático.

Por un lado, el mecanismo manual de liberación de la pieza lleva mucho tiempo y es ineficiente. Puede dar como resultado un producto no funcional/estéticamente desagradable si la liberación no se realiza correctamente.

Por otro lado, los pernos expulsores automáticos y otros sistemas de expulsión son más rápidos y eficientes. Ejercen fuerza sobre las piezas terminadas, empujándolas hacia fuera en un movimiento axial. La pieza no cae libremente, ya que las placas de sujeción y la caja expulsora la guían.

A continuación se describe un resumen de cómo funciona el sistema de perno de expulsión:

• Después de que la pieza fundida se enfría, el retenedor se aparta;
• El molde empuja de vuelta hacia los pernos;
• Los pernos encajan en los agujeros de la mitad del molde;
• Luego los pernos empujan la pieza moldeada para expulsarla.

Causas y soluciones de las marcas de perno expulsor

Durante el proceso de expulsión, el perno expulsor forma una impronta (también conocida como marca de perno expulsor) en la pieza moldeada. Esto significa que son necesarios. Sin embargo, pueden agravarse en determinadas situaciones y tener efectos funcionales y estéticos perjudiciales. Estas son las causas comunes de las marcas de perno expulsor y las soluciones correspondientes.

Menor tiempo de enfriamiento

Si la pieza moldeada no se enfría antes de que comience el proceso de expulsión, puede provocar la penetración del perno en la pieza. Como resultado, esto puede ser desastroso funcional y estéticamente. Para resolverlo, debe garantizar suficiente tiempo de enfriamiento para solidificar correctamente la pieza moldeada.

Producto delgado y otras características

El diseño de la pieza también determinará si habrá marcas de perno expulsor. Estas marcas serán más prominentes en piezas muy delgadas. Como resultado, existe una aceptación general de que el producto moldeado por inyección debe tener al menos un espesor de pared de 2,5 mm. Además, el plástico que requiere un buen acabado superficial no debe usar un perno expulsor. En su lugar, deben usar otros sistemas de expulsión, como la cuchilla expulsora.

Tiempo de permanencia y temperatura de permanencia

Un tiempo de permanencia elevado también puede aumentar las posibilidades de que se produzcan marcas de perno de expulsión. El tiempo de permanencia es el tiempo que el plástico pasa en el molde, mientras que la temperatura de permanencia es la temperatura que se mantiene en el molde. Generalmente, la temperatura de permanencia es superior a la temperatura de transición vítrea (la temperatura a la que un polímero amorfo desarrolla atributos similares al vidrio).

El tiempo de permanencia puede aumentar la temperatura de transición vítrea, lo que podría conducir a una expulsión prematura. La expulsión prematura significa que es probable que el producto no esté duro, lo que podría provocar marcas de perno expulsor. Puede evitar esto reduciendo el tiempo de permanencia.

Colocación y disposición de los pernos expulsores

La colocación del perno expulsor también puede provocar marcas de perno. Sin embargo, su colocación depende de la complejidad de la pieza moldeada y del diseño del molde. A continuación se presentan algunos consejos de colocación que puede utilizar:

• Cuanto más compleja sea la pieza, mayor será el número de pernos expulsores necesarios.
• Coloque el perno expulsor en partes como los escalones, el inserto metálico, los pilares y las partes gruesas.
• Coloque siempre el perno expulsor sobre una superficie plana, ya que colocarlos sobre escalones o pendientes reducirá su capacidad para soportar la tensión de las piezas moldeadas.
• Considere la separación entre el perno y el canal de enfriamiento para no interrumpir el proceso de enfriamiento.
• Coloque el perno donde la fuerza de expulsión sea grande, por ejemplo, el núcleo y la nervadura.

Tipos de máquina

Además, elegir la máquina de moldeo por inyección adecuada puede ayudar a reducir las marcas en la pieza moldeada. Por ejemplo, las máquinas de gran capacidad no son adecuadas para trabajar con moldes pequeños en el moldeo por inyección de bajo volumen debido a la tensión interna causada por el aumento de presión.

Presión de mantenimiento

Las marcas de perno expulsor pueden reducirse modificando la presión de mantenimiento, es decir, la presión que mantiene el plástico fundido en su lugar mientras se enfría.

Nota: Cuanto mayor sea la presión, más difícil será retirar el producto.

Otros métodos para reducir las marcas de perno de expulsión

• Utilice plásticos resistentes a la abrasión como el nailon, el polioximetileno y los de ultraalto peso molecular, ya que pueden resistir las marcas.
• Utilizar un agente desmoldeante para un proceso de expulsión más fácil y suave.
• Incorpore un ángulo de desmoldeo para reducir el proceso de liberación de la pieza y el trabajo realizado por el perno expulsor.

¿Cómo elegir los pernos expulsores adecuados en el moldeo por inyección?

Para elegir los pernos adecuados, debe considerar los materiales, el tamaño, etc. A continuación se explican estos factores y otros que quizás necesite vigilar durante el ciclo de moldeo por inyección.

Elija un diámetro de perno expulsor grande

Generalmente, lo mejor sería utilizar un perno expulsor grande para una pieza moldeada grande, porque un diámetro grande reducirá la penetración del perno en la pieza moldeada al reducir la fuerza de penetración. Además, debe asegurarse de que el diámetro sea un número entero (evite decimales y valores no estándar).

Tamaño del perno expulsor

Aunque los pernos deben tener un diámetro grande, también deben tener un tamaño pequeño correspondiente. El ajuste debe depender del tamaño de la pieza moldeada. Reducir el tamaño del perno expulsor reducirá la penetración en la pieza moldeada.

Requisito de resistencia

El perno debe ser lo suficientemente resistente como para soportar la alta presión de inyección. Puede evitar doblar el perno asegurándose de que el diámetro sea igual o superior a 2,5 mm. Si no, debe usar un perno expulsor con hombro. Además, debe asegurarse de que la resistencia pueda contrarrestar el socavado en el moldeo por inyección.

Otros factores incluyen el tipo de materiales. Además, lo mejor sería que considerara el precio del sistema de expulsión, especialmente para la sustitución durante el mantenimiento, ya que el precio del sistema de expulsión podría incrementar el coste del molde.

Conclusión

Los pernos expulsores permiten la retirada de una pieza moldeada de la cavidad del molde. Existen varios tipos de pernos y consideraciones a la hora de trabajar con uno. Como resultado, seleccionar el adecuado puede ser muy difícil. Este artículo abordó el sistema de perno expulsor y otras consideraciones asociadas al uso del sistema en el moldeo por inyección.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es una marca de perno?

Las marcas de perno expulsor, también conocidas como empuje de perno, son sellos brillantes o blancos. Estas marcas las deja un perno expulsor y son visibles en la superficie de clase A del componente. Las marcas de perno expulsor deben evitarse, ya que son susceptibles de agrietarse.

¿Cómo detectar las marcas de perno expulsor?

Encontrar las marcas de perno expulsor más rápidamente es más fácil cuando se sabe dónde están los pernos. Las marcas de perno expulsor aparecen en un artículo moldeado como hendiduras de aspecto brillante o blanquecino. Estas marcas se manifiestan en las zonas donde los pernos expulsores contactan con la pieza.

¿De qué material está hecho el perno expulsor?

Los pernos expulsores provienen en su mayoría de materiales de acero, H-13, M-2 y acero inoxidable 420. Estos materiales también pueden someterse a tratamiento térmico y otros procesos para mejorar sus propiedades mecánicas.