Exploración de la estrategia de selección de inyectores para moldes
Índice
El componente más utilizado en el sistema eyector de moldes es el pasador eyector, que incluye el cilindro conductor y el pasador eyector plano. El tamaño de las piezas, el ángulo de desmoldeo, la complejidad de la forma, la altura de la pared vertical y el tipo de plástico formado ayudan a determinar el tipo, la posición y la cantidad adecuados de pasadores eyectores. Debido a su uso generalizado, a menudo se pasa por alto la selección de los pasadores eyectores. Sin embargo, no existe una solución de "un tipo de pasador eyector adecuado para todas las situaciones", por lo que es importante comprender correctamente la estrategia de selección del pasador eyector para evitar muchos problemas en el proceso de moldeo posterior, como un eyector deficiente, flexión del pasador eyector, fractura, deformación del producto, etc.
Conocimientos básicos sobre el bulón inyector
Para lograr un rendimiento óptimo, el perno eyector debe poseer ciertas características básicas, como una buena resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste. Otras características más específicas de la aplicación incluyen el endurecimiento térmico (la capacidad de los materiales para mantener la dureza a altas temperaturas), así como la resistencia a la corrosión y la lubricidad, que varían en función del tipo de aplicación de moldeo. La precisión geométrica es otro requisito fundamental para el rendimiento y la vida útil del perno expulsor. La fabricación de pasadores superiores debe cumplir tolerancias y especificaciones estrictas. La redondez real, la rectitud y un acabado superficial de alta calidad son cruciales para su funcionalidad; por ejemplo, una precisión geométrica deficiente puede provocar destellos prematuros o arañazos en el producto. La combinación de materiales, técnicas de procesamiento y revestimientos determina si el perno eyector es adecuado para una aplicación específica. Sin embargo, mejorar una o varias de estas características puede exigir sacrificar otras.
Ventajas del material
Familiarizarse con los materiales y propiedades utilizados para fabricar pernos expulsores ayudará a los diseñadores y fabricantes de moldes a elegir mejor. Estos son algunos de los materiales más utilizados y sus características
Acero H13
El H13 es un acero al cromo molibdeno para herramientas de trabajo en caliente con una excelente resistencia y tenacidad. Entre los diversos materiales utilizados habitualmente, sus valores de endurecimiento térmico y resistencia al choque térmico son los más elevados, con un valor de dureza de hasta 54 HRC (ligeramente inferior al de otros aceros totalmente endurecidos). Sin embargo, sus deficiencias en resistencia al desgaste y a la corrosión pueden compensarse mediante un tratamiento superficial. Debido a su combinación única de prestaciones requeridas, el H13 puede ser uno de los materiales más utilizados en la fabricación mundial de pasadores.
Acero para herramientas totalmente templado para trabajo en frío
El perno eyector, la pieza eyectora y el tubo eyector también pueden fabricarse con O1, A2 y otros aceros para herramientas de trabajo en frío con alto contenido en carbono. Este tipo de material puede alcanzar una dureza de alrededor de 60 HRC después del tratamiento de endurecimiento completo, con buena resistencia al desgaste, y es adecuado para el moldeo de plásticos en general y diversos materiales que no requieren altas temperaturas de moldeo.
Acero para herramientas de alta temperatura totalmente templado
El acero M2 pertenece a la categoría de los aceros rápidos (HSS), con una excelente resistencia y una tenacidad moderada. Al igual que el H13, presenta un elevado endurecimiento térmico y resistencia al choque térmico. Tras un tratamiento completo de endurecimiento, la dureza del acero M2 puede alcanzar los 64 HRC, con una excelente resistencia al desgaste. Otra característica es que puede mantener los bordes afilados.
Acero inoxidable
Cuando se conforman materiales altamente corrosivos, los pasadores expulsores de acero inoxidable son una opción viable. Según los distintos grados de acero, el valor de dureza tras el tratamiento de endurecimiento total puede alcanzar 50-60 HRC. Para conseguir una gran dureza y resistencia al desgaste, se suele utilizar acero inoxidable martensítico (nota: su resistencia a la corrosión no es la más alta de la familia de los aceros inoxidables). Sin embargo, debido a su rendimiento integral de resistencia, tenacidad y dureza, es más adecuado como material para pasadores superiores.
Aleación de cobre
La aleación de cobre se utiliza principalmente para fabricar pasadores de núcleo. En determinadas condiciones extremas, cuando la conductividad térmica rápida se convierte en una prioridad, también puede utilizarse para fabricar pasadores eyectores (incluidos el cobre berilio y las aleaciones de cobre sin berilio [para fines médicos]). Sin embargo, los materiales de aleación de cobre tienen ciertas limitaciones debido a su textura blanda y su baja resistencia.
Pasador eyector con revestimiento tipo diamante (DLC)
Los pasadores superiores con recubrimiento tipo diamante (DLC) son una opción ideal para aplicaciones médicas y de salas blancas, ya que pueden funcionar sin lubricación. Este tipo de pasador expulsor suele fabricarse con acero para herramientas de trabajo en frío y tiene una dureza de unos 60 HRC tras un tratamiento de endurecimiento completo. El revestimiento tiene una excelente resistencia al desgaste y a la adherencia, con un coeficiente de fricción extremadamente bajo (0,1-0,15) y una temperatura de trabajo de hasta 350 °C. Además, la dureza superficial del pasador eyector DLC es de unos 3000 HV, muy superior a la de cualquier otro tipo de pasador eyector analizado en este artículo. Todas estas características lo convierten en una opción duradera y de alto rendimiento.
Pasador eyector de acero inoxidable
Los pasadores superiores de acero inoxidable son la mejor opción para el moldeo de materiales altamente corrosivos, como el PVC, y también son muy adecuados para aplicaciones médicas y otras aplicaciones de sala blanca. La selección de los grados de acero de los distintos proveedores puede variar, por lo que es necesario evaluar otras propiedades para ayudar a elegir el tipo adecuado para la aplicación actual. Si se utiliza en escenarios de alta temperatura, es necesario confirmar la aplicabilidad con el fabricante, ya que las altas temperaturas pueden reducir la resistencia a la corrosión y la dureza.
Selección Del Pasador Del Inyector
Comprender las características y los tipos de material del perno expulsor sienta una base sólida para la selección de materiales en el diseño de moldes. Sin embargo, dadas las numerosas opciones que ofrecen los proveedores hoy en día, aún queda más información por conocer, que también puede resultar confusa. A continuación se ofrece una clasificación de los productos comunes de pasadores eyectores, incluidos sus ingredientes y ventajas:
Pasador eyector de nitruro totalmente endurecido H13
La dureza del núcleo de este tipo de pasador eyector suele ser de 48-55 HRC, y la dureza de la superficie alcanza los 65-74 HRC. La nitruración iónica es uno de los procesos habituales de tratamiento superficial. Este perno eyector tiene una amplia gama de aplicaciones y se puede utilizar en escenarios de alta y baja temperatura, con una temperatura de trabajo cercana a 1112 ° F (600 ° C), por lo que también es adecuado para el moldeo por inyección de metal (MIM) y moldes de fundición a presión. Debe tenerse en cuenta que, al procesar pernos superiores tratados con nitruro, deben evitarse las microvirutas, y se prefieren los procesos de rectificado y mecanizado por descarga eléctrica (EDM). Pasador eyector de acero para herramientas de trabajo en frío totalmente endurecido
Este tipo de pasador eyector de acero tiene una buena resistencia al desgaste y es muy adecuado para aplicaciones en moldes de temperatura media y baja. Los pasadores sin tratar o sin recubrimiento son una opción económica que combina un buen rendimiento y vida útil. Debe tenerse en cuenta que los pasadores superiores fabricados con este tipo de acero comenzarán a recocerse o ablandarse a altas temperaturas.
Pasador eyector de acero M2 de alta dureza
Este tipo de pasador eyector multifuncional no suele requerir revestimiento o tratamiento adicional, sino que es una opción duradera y de alto rendimiento adecuada para todo tipo de moldeo con resina. La elevada dureza térmica del acero lo hace adecuado para escenarios de conformado en frío y en caliente, y su capacidad para mantener bordes afilados garantiza que pueda conformarse sin rebabas durante mucho tiempo en moldes de alta precisión (como los moldes de conectores). Gracias a su gran resistencia, el pasador expulsor puede fabricarse en diámetros o tamaños más pequeños, lo que lo hace adecuado para el moldeo de micropiezas. Tiene una dureza constante desde el núcleo hasta la superficie y puede utilizarse junto con el tubo superior como pasador de núcleo.
Chapado (blindado o cromado) Pasador eyector H13
El proceso de cromado puede aumentar la dureza superficial del perno eyector H13 hasta unos 70 HRC. El revestimiento es extremadamente fino pero tiene una estructura densa, que no sólo tiene una excelente resistencia al desgaste, sino que también mejora la resistencia a la corrosión. El coeficiente de fricción es extremadamente bajo (alrededor de 0,20-0,25), lo que hace que el perno eyector sea duradero. Estas características hacen del pasador expulsor con revestimiento H13 una opción ideal para moldes de alto rendimiento y entornos de sala blanca. Debe tenerse en cuenta que la temperatura de trabajo del recubrimiento puede ser inferior a la del material del núcleo H13, por ejemplo, la temperatura de trabajo de un determinado tipo de pasador eyector es de unos 842 ° F (450 ° C), y el recubrimiento puede no ser adecuado para el moldeo de PVC. Debido a las posibles diferencias en los procesos de recubrimiento entre los diferentes proveedores, lo mejor es confirmar si estos factores son aplicables.
Pasador eyector H13 de nitruro negro
Como tipo de producto relativamente nuevo, la dureza del núcleo del pasador eyector H13 de nitruro negro es de 50 HRC, y la dureza de la superficie es de unos 70 HRC. Además, también ha mejorado la resistencia al desgaste y a la corrosión. El tratamiento de nitruración también mejora la vida a la fatiga, lo que le permite mantener un alto rendimiento incluso en condiciones difíciles. Su temperatura de trabajo es cercana a los 600 ºC, adecuada para moldes de fundición a presión (especialmente en escenarios con problemas de adherencia) y moldeo por inyección de metal (MIM). Debido a la mejora del rendimiento antiadherencia, la vida útil del pasador eyector se prolonga significativamente, y el desgaste del agujero del molde o cavidad también se reduce significativamente. Por último, este tipo de pasador eyector es duradero y puede funcionar sin lubricación, por lo que es ideal para entornos de sala limpia, como moldes para productos médicos, alimentarios y de envasado. Tenga cuidado durante el procesamiento para evitar microfisuras.
Precauciones adicionales para las clavijas inyectoras
Hay que tener en cuenta que muchos pasadores eyectores comunes tienen una desviación en el diámetro cerca de la cabeza debido a razones del proceso de fabricación, y la zona cerca de la cabeza es más blanda debido al tratamiento de recocido. Se trata de una práctica habitual en la industria, por lo que este tipo de pasador eyector no es adecuado para su uso como pasador de núcleo corto.
El pasador de núcleo estándar fabricado en H13 tiene diferentes opciones de dureza y a veces se utiliza como pasador superior. No han sido sometidos a ningún tratamiento de recubrimiento o nitruración, por lo que pueden mecanizarse, recubrirse o nitrurarse posteriormente. Sin embargo, las tolerancias del pasador de núcleo de tamaño en pulgadas y del pasador eyector son diferentes, por lo que el tamaño del orificio debe ajustarse para adaptarse.
Los top pins con núcleos de menor dureza son propensos al gofrado, que puede dañar los agujeros de los pins en el núcleo o la cavidad. Los pasadores superiores totalmente endurecidos pueden ayudar a aliviar este problema. El diseño razonable del sistema de expulsión de moldes es crucial para su eficacia de producción, vida útil y rendimiento (incluida la velocidad de moldeo y el funcionamiento suave e ininterrumpido). La información proporcionada en este artículo puede servir de guía fiable para ayudarle a elegir correctamente el pasador de expulsión.
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