Fórmulas esenciales de moldeo por inyección que todo ingeniero debe conocer

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Existen innumerables fórmulas de moldeo por inyección, y todo ingeniero debe recordar cada una de ellas.

Fórmulas de moldeo por inyección Serie 1

1. Fuerza de sujeción (F en TON):

La fuerza de sujeción viene determinada por: F = (Am x Pv) / 1000 Donde:

F es la fuerza de sujeción en TON.
Am denota el área proyectada de la cavidad del molde en cm^2.
Pv representa la presión de llenado, normalmente entre 150-350 kg/cm^2. Los materiales con buena fluidez utilizan un valor más bajo, mientras que los que tienen poca fluidez requieren un valor más alto.

Por ejemplo, si el área proyectada de la cavidad del molde es de 270cm^2 y la presión de llenado es de 220kg/cm^2, la fuerza de sujeción es: F = (270 x 220) / 1000 = 59,4TON

2. Presión de inyección (Pi en kg/cm^2):

La presión de inyección viene dada por: Pi = (P x A) / Ao Donde:

Pi es la presión de inyección.
P representa la presión de la bomba.
A es el área efectiva del cilindro de inyección.
Ao es el área de la sección transversal del tornillo, calculada como A = (π x D^2) / 4, siendo D el diámetro.

Para una presión de bomba de 75kg/cm^2, un área efectiva del cilindro de inyección de 150cm^2, y un área transversal del tornillo de 15,9cm^2 (para un diámetro de 45mm), la presión de inyección es: Pi = (75 x 150) / 15,9 = 707 kg/cm^2

3. Volumen de inyección (V en cm^3):

El volumen de inyección es: V = π x (Do/2)^2 x ST Donde:

V es el volumen de inyección.
Do indica el diámetro del tornillo.
ST es la carrera de inyección.

Para un diámetro de husillo de 42 mm y una carrera de inyección de 165 mm, el volumen de inyección es: V = π x (4,2/2)^2 x 16,5 = 228,6cm^3

4. Peso de inyección (Vw en g):

El peso de inyección es: Vw = V x η x δ Donde:

Vw es el peso de inyección.
V es el volumen de inyección.
η representa el peso específico del material.
δ representa la eficiencia mecánica.

Dado un volumen de inyección de 228,6cm^3, un rendimiento mecánico de 0,85 y un peso específico de 0,92, el peso de inyección es: Vw = 228,6 x 0,85 x 0,92 = 178,7g

5. Velocidad de inyección (S en cm/seg):

La velocidad de inyección es: S = Q / A Donde:

S es la velocidad de inyección.
A denota el área efectiva del cilindro de inyección.
Q es el volumen de descarga de la bomba por revolución.

Para una velocidad del motor de 1000RPM, un volumen de descarga de la bomba de 85 cc/RPM, y un área efectiva del cilindro de inyección de 140 cm^2, la velocidad de inyección es: S = (85 x 1000) / (60 x 140) = 10,1 cm/seg.

6. Velocidad de inyección (Sv en g/seg):

La tasa de inyección es: Sv = S x Ao Donde:

Sv es la tasa de inyección.
S representa la velocidad de inyección.
Ao es la sección transversal del tornillo.

Para una velocidad de inyección de 10 cm/seg y un diámetro de husillo de 42 mm, la velocidad de inyección es: Sv = 13,85 x 10 = 138,5g/seg

Estas fórmulas ofrecen una comprensión básica de los parámetros fundamentales en el moldeo por inyección, garantizando resultados óptimos en el proceso de moldeo.

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Fórmulas de moldeo por inyección Serie 2

1. Volumen de inyección teórico:

Utilizando la constante π/4 = 0,785:

Volumen teórico de inyección (cm³) = Diámetro del tornillo² x 0,785 x Carrera de inyección.
Carrera de inyección (cm) = Volumen teórico de inyección / (0,785 x Diámetro del tornillo).

2. Peso de inyección:

Peso de inyección (gr) = Volumen teórico de inyección x Peso específico del plástico x Constante de inyección (0,95).

3. Presión de inyección:

Presión de inyección (kg/cm²) = (Área del cilindro de inyección² / Área del tornillo²) x Presión máxima del sistema (140kg/cm²)².
Presión de inyección (kg/cm²) = (Diámetro del cilindro de inyección² / Diámetro del tornillo²) x Presión máxima del sistema (140kg/cm²).
Presión de Inyección (kg/cm²) = Presión Máxima de Inyección del Conjunto del Barril x Presión Actual de Uso (kg/cm²) / Presión Máxima del Sistema (140kg/cm²).

4. Tasa de inyección:

Velocidad de inyección (cm³/seg) = Superficie del tornillo (cm²) x Velocidad de inyección (cm/seg).
Velocidad de inyección (cm³/seg) = Diámetro del tornillo (cm²) x 0,785 x Velocidad de inyección (cm/seg).

5. Velocidad de inyección:

Velocidad de inyección (cm/seg) = Velocidad de inyección (cm³/seg) / Superficie del tornillo (cm²).
Velocidad de inyección (cm/seg) = Volumen de una vuelta de la bomba (cc/rev) x Velocidad del motor (rev/seg) / 60 segundos / Área de inyección (cm²).

Velocidad del motor RPM: 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

6. Área del cilindro de inyección:

Área del cilindro de inyección (cm²) = Presión de inyección (kg/cm²) / Presión máxima del sistema (140kg/cm²) x Área del barril (cm²).
Para un solo cilindro Área del cilindro de inyección (cm²) = (Diámetro del cilindro de inyección² - Diámetro del pistón²) x 0,785.
Para un cilindro doble Área del cilindro de inyección (cm²) = (Diámetro del cilindro de inyección² - Diámetro del pistón²) x 0,785 x 2.

7. Volumen de la bomba de una sola vuelta:

Volumen de una vuelta de la bomba (cc/seg) = Área del cilindro de inyección (cm²) x Velocidad de inyección (cm/seg) x 60 segundos / Velocidad del motor.

Velocidad del motor RPM: 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

8. Velocidad del tornillo y volumen de una vuelta del motor hidráulico:

Velocidad del tornillo = Volumen de una vuelta de la bomba (cc/rec) x Velocidad del motor (RPM) / Volumen de una vuelta del motor hidráulico.
Volumen de una vuelta del motor hidráulico = Volumen de una vuelta de la bomba (cc/rec) x Velocidad del motor (RPM) / Velocidad del tornillo.

9. Presión total de inyección:

Presión total de inyección (kg) = Presión máxima del sistema (kg/cm²) x área del cilindro de inyección (cm²).
Presión total de inyección (kg) = Presión de inyección (kg/cm²) x Superficie del tornillo (cm²).

1 onza (oz) = 28,375 gramos (gr).
1 libra (lb) = 16 onzas (oz).
1 kilogramo (kg) = 2,2 libras (lb); por tanto, 1 jin = 1,1 libras.
1 libra (lb) = 454 gramos (gr) = 0,454 kilogramos (kg).

11. Fuerza de sujeción:

Para el tipo toggle: Fuerza de sujeción (Ton) = Área del cilindro de sujeción (cm²) x Presión máxima del sistema (140kg/cm²) / 1000 x Índice de aumento de la palanca (20-50).
Para el tipo monocilíndrico de presión directa: Fuerza de sujeción (Ton) = Área del cilindro de sujeción (cm²) x Presión máxima del sistema (140kg/cm²) / 1000.

12. Fórmula del diámetro del pilar y de la fuerza de sujeción:

Diámetro del pilar² (cm²) x 0,785 x Módulo de Young (scm4 aprox. 1000kg/cm²) x 4 = Fuerza de sujeción aproximada (Ton).

13. Fórmula de relación entre el área de proyección del diseño del producto y la fuerza de sujeción:

Área de proyección del diseño del producto (pulg²) x Espesor estándar (1,5 mm) / Espesor medio del producto (mm) x Constante del material / Constante del material PS (1) = Fuerza de sujeción (Ton).

14. Fuerza de eyección:

Fuerza de eyección (Ton) = Área del cilindro de eyección (cm²) x Presión máxima del sistema (140kg/cm²) / 1000.

15. Unidades de potencia:

1 caballo de potencia (CV) = 0,754 kilovatios (KW).
1 Kilovatio (KW) = 1,326 Caballos de Fuerza (HP) = 1000 Vatios (W).
1 Kilovatio (KW) = 1 Unidad de Medida de Electricidad (1KW/Hr).

16. Relación entre el tamaño y la potencia de la bomba:

Potencia adecuada:

HP = P x Q / 540.
KW = P x Q / 612.

17. Calcular el consumo de energía:

Consumo real de energía por hora (KW/Hr) = (Capacidad del motor + Capacidad de calentamiento eléctrico + Capacidad del secador) x Constante de uso de energía (aprox. 40%).