Solución de problemas de diseño de los negativos con acciones laterales, inserciones y cierres

En el mundo de las piezas de plástico moldeadas por inyección, los espacios negativos están por todas partes: desde los labios hendidos en las fundas de los teléfonos inteligentes hasta las lengüetas de las tapas de los botes de kétchup o el agujero que se extiende a lo largo de la bisagra de una puerta. Ninguno de estos elementos se podría crear sin la característica conocida como "negativo" en el sector manufacturero. Sin embargo, los modelos CAD que se cargan en nuestro sistema de presupuestos a menudo originan advertencias relacionadas con los negativos que requieren cambios en el diseño de la pieza. Con esta sugerencia de diseño te podemos ayudar a superar de manera rápida y eficiente algunas de estas advertencias, así como con otros problemas que puedan surgir al trabajar con negativos.

Uno de los problemas es que los negativos interfieren con la expulsión de la pieza. Cuando el molde se abre al final del ciclo de moldeo, la pieza debería soltarse fácilmente, pero en su lugar puede quedar atrapada en la sección de metal que forma el negativo. Esto detiene la producción mientras el operario intenta liberar la pieza, posiblemente dañándola o dañando el molde, o ambos. Otro problema es que los negativos no se pueden fresar en el fresado estándar de 3 ejes, porque la forma de los salientes impide que la fresa elimine el material que se encuentra debajo de ella.

La buena noticia es que existen varias técnicas para evitar esta situación. Está claro que esto puede aumentar ligeramente los costes de las herramientas, pero es un pequeño precio a pagar para conseguir una funcionalidad añadida. Las advertencias que aparecerán con más frecuencia son las siguientes…

Hay muchas soluciones para resolver los negativos en la geometría de una pieza, desde el rediseño de las características de esta para garantizar la orientación adecuada en el molde, hasta el diseño en una geometría formada por insertos o incluso la eliminación completa del negativo.

Una posible solución es girar la pieza de lado. A veces, una simple reorientación de la pieza a medida que se asienta en la cavidad del molde es suficiente para resolver el problema. En lugar de orientar el canal, el agujero o la ranura perpendiculares a la abertura del molde, la pieza se gira para que esas características queden paralelas; en otras palabras, apuntar la pieza hacia el lado B es una solución fácil. Por supuesto, esto puede suponer retos en otras zonas u ocasionar que la pieza no se pueda moldear, así que, después de cargar el diseño de la pieza, analiza detenidamente el diseño con respecto al análisis de la fabricabilidad (DFM) para obtener un presupuesto y, si fuese necesario, ponte en contacto con uno de nuestros ingenieros de aplicaciones para obtener más información. No obstante, si la reorientación no es posible, no te preocupes porque todavía quedan opciones. 

A veces, se puede usar un componente mecánico llamado tiro lateral, acción lateral o corredera para resolver los negativos. Las acciones laterales se utilizan para crear características como ganchos, clips y agujeros en piezas moldeadas por inyección. Como su nombre indica, estos dispositivos se deslizan hacia su lugar desde el costado, en los ejes X e Y,

a medida que se cierra el molde, cerrando algunas de sus secciones para generar el elemento deseado. Cuando se completa, el molde se abre, y activa una corredera que retrae la acción o acciones laterales de la pieza en cuestión.

Un molde puede contener múltiples acciones laterales, si hay suficiente espacio para ellas en la base del molde, y pueden moverse en cualquier dirección perpendicular a la dirección de extracción (eje Z representado en azul en el DFM) en el molde. Obviamente, el atractivo de este enfoque es que el proceso es automático y esto acelera el ciclo de producción y elimina las cargas manuales. Sin embargo, esta ventaja se contrarresta en cierto modo con la mayor complejidad del molde, por lo que se debe hacer un análisis de costes, especialmente en cantidades inferiores de producción. Nuestro sistema automatizado de presupuestos puede ayudar a determinar el enfoque más rentable. También puedes llamarnos para analizar otras opciones.

Otra técnica común para formar muchos negativos es el uso de una inserción cargada a mano o inserto de asa. Utilizado en situaciones en las que una corredera de acción lateral no es práctica (lo trataremos próximamente), un inserto cargado a mano no es más que una pieza mecanizada que carga un operario en el molde al comienzo de cada ciclo de moldeo. El metal obstruye el flujo de material fundido, y así crea en la pieza una ventana, un agujero, un labio u otro tipo de negativo. Cuando el proceso haya terminado, el inserto se "sacará" de la pieza y se reutilizará.

Puede haber varios insertos, pero cada uno debe estar situado en un lugar de fácil acceso, preferiblemente en algún lugar cerca de la línea de partición, y, si es factible, se debe usar algún método de retención para evitar que "flote" mientras el plástico fluye a su alrededor. Esto significa, sencillamente, que el asa debe estar en la parte inferior del molde o tener su huella conectada a la línea de partición. Y debido a que se trata de una operación manual, se aplicará un pequeño recargo por pieza por ello.

A continuación se enumeran algunos factores más a tener en cuenta al diseñar piezas con negativos. Como nos especializamos en prototipos y moldeo por inyección de plástico de tiradas cortas, no ofrecemos algunas de las características más avanzadas que se encuentran en los moldes de producción tradicionales y que cuestan mucho más. Nuestras acciones laterales se limitan al movimiento X-Y (perpendicular); no hay posibilidad de acciones laterales en ángulo o cierres. En la actualidad tampoco ofrecemos elevadores, similares a las acciones laterales, pero se acoplan a la pieza desde el interior y luego se retiran antes de abrir el molde.

En su lugar, utilizamos un tipo diferente de acción lateral conocida como corredera de asa. Imagínatela como un inserto de asa que se asienta sobre una pista deslizante, que se desliza a su posición manualmente pero es mucho más rápida que inserto cargado a mano. También es importante tener en cuenta que el tamaño y la posición de un negativo depende de una serie de factores, como la distancia a la que se asienta de la línea de partición, el ángulo de desmoldeo, el tamaño y la geometría de la pieza, así como la flexibilidad del material. Los plásticos muy rígidos como el policarbonato (PC) serán menos maleables.

Como todo diseñador de piezas moldeadas sabe, los ángulos de desmoldeo son un gran problema. Un ángulo de desmoldeo insuficiente o mal orientado, es decir, un mal ángulo de desmoldeo, puede hacer las veces de un negativo, impedir la expulsión de la pieza y entorpecer el proceso de moldeo. Recomendamos al menos 0,5 grados en todas las caras verticales, aunque generalmente se prefiere más, especialmente en superficies muy altas o en el caso de que las superficies del molde tengan texturas. En ciertas situaciones, incluso se puede usar el ángulo de desmoldeo para evitar acciones laterales e insertos cargados a mano. Plantea la posibilidad de una pieza en forma de caja con una ventana o ranura en la mitad de un lado. Aumenta el ángulo de desmoldeo lo suficiente y la pieza tendrá suficiente espacio para deslizarse lejos del núcleo y para su geometría generadora de negativos a medida que se abre el molde.

Como hemos mencionado anteriormente, escríbenos y estaremos encantados de comentar estas advertencias y otros problemas de diseño en los factores sobre negativos de tu presupuesto en [email protected] o llamando al +34 932 711 332