Manual Basico Moldflow2

7/28/2019 Manual Basico Moldflow2

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CAPTULO 6

PRESENTACIN DE MOLDFLOW Y ANLISIS DE LAS PIEZAS

6.1 Descripcin del Paquete.

MoldFlow es una herramienta muy poderosa en el diseo de piezas de plstico y de

moldes para su inyeccin. Con este paquete se puede determinar la manufacturabilidad de

una pieza de plstico, y todo el sistema de alimentacin del molde as como el

comportamiento de la temperatura y la presin entre otras cosas.

El paquete permite que un modelo de la pieza creado en un sistema CAD sea analizado en

dos partes, primero la pieza nicamente y luego la pieza con un sistema de alimentacin

dentro de un molde. En la nueva versin 4.00 todo se puede hacer dentro de un mismo

ambiente.

6.1.1 Anlisis de una Pieza.

En el anlisis de la pieza, nicamente el usuario selecciona un material y la posicin del

punto de entrada del material, la temperatura del material y la presin de inyeccin son

especificadas automticamente por MoldFlow a partir de las propiedades del material

pero estas pueden ser modificadas a voluntad del usuario.

Despus de que el anlisis ha concluido el usuario puede ver los resultados de la

confianza de llenado de la cavidad, tiempo de llenado, presin de inyeccin, cada de

presin y frente de temperatura. Si la confianza de llenado no es buena se deben revisar

los resultados de los anlisis de temperatura y presin para encontrar el problema.

Despus de estudiar la confianza del llenado se debe estudiar las lneas de soldadura y las


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burbujas de aire atrapado para ver la posibilidad de otro error que afecte la calidad de la

pieza.

6.1.2 Cavidad, sistema de alimentacin y molde.

Una vez encontrada la mejor localizacin del punto de entrada del material, el material

mismo, las condiciones del proceso, la disposicin de todas las partes de la cavidad y el

sistema de llenado, el usuario puede crear tres tipos de moldes: simple, de cavidades

mltiples y de familia. No hay necesidad de usar nuevamente un paquete CAD pues se

puede modelar el sistema de alimentacin dentro de MoldFlow. Una vez analizada la

cavidad completa se puede encontrar la mejor solucin para cada caso especfico.

6.2 Interpretacin de un anlisis

La ayuda proporcionada por este programa es muy valiosa para el diseador ya que puede

saber como se comportar un molde bajo las condiciones de proceso que previamente

haya establecido. Para entender cada anlisis como es debido se necesita tener un

contexto de conocimientos acerca del comportamiento de los plsticos en un molde de

inyeccin. Una vez teniendo estos conocimientos es muy fcil saber por primera vez que

esta indicando cada resultado del anlisis. Para cambiar algn parmetro o resultado se

pueden modificar distintas variables, no hay una sola opcin comnmente por lo que hay

que entender bien como interpretar cada resultado del anlisis del programa.

6.2.1 Confianza de llenado

Este resultado muestra la probabilidad de que una regin de la cavidad sea llenada con

plstico. Este resultado es derivado de los resultados de temperatura y presin. El


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resultado muestra la cavidad con secciones de color verde, amarillo, rojo y translcido.

El color verde significa que esa parte definitivamente se llenar, el amarillo indica que

posiblemente sea difcil el llenado, el rojo que definitivamente ser difcil el llenado y el

translucido indica un short shot o falta de material.

6.2.2 Resultado de calidad esperada

El resultado de calidad mide la calidad esperada en apariencia y propiedades mecnicas

de la pieza. Este resultado es derivado de las cadas de presin, los frentes de

temperatura, el tiempo de enfriado y el esfuerzo cortante. Los resultados se muestran en la

misma gama de colores que anteriormente se menciono excepto que en este caso no existe

ninguna seccin translucida.

6.2.3 Lneas de soldadura

Este resultado muestra la ubicacin de lneas de soldadura en general. El programa evala

cuando se juntan dos frentes de flujo produciendo as una seccin molecular desalineada

llamada lnea de soldadura. Esto da una idea muy clara de los puntos dbiles de la pieza.

As pues sabemos el comportamiento estructural que puede tener la pieza as como su

apariencia fsica pues en la lnea de soldadura es posible que se aprecie un cambio de

color.

6.2.4 Burbujas de aire atrapado

Este resultado muestra la posible ubicacin de burbujas de aire atrapado. El programa

evala cuando se juntan al menos dos frentes de flujo o cuando el flujo toca una esquina

pudiendo as atrapar una burbuja de aire. Este resultado es muy importante ya que una


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burbuja puede causar debilidad en la pieza, partes sin llenar y apariencia manchada o

quemada.

6.2.5 Tiempo de llenado

Este resultado muestra de forma muy clara como se llenar la cavidad. La pieza es

coloreada en una gama de colores del rojo al azul indicando el tiempo en el que se va

llenando cada seccin. Una seccin de un solo color en la pieza indica que esa seccin se

llenar al mismo tiempo. Una seccin no llenada se mostrar como una seccin

translcida.

Este resultado es de mucha ayuda para corroborar que el flujo este balanceado. Tambin

nos sirve muy bien para ver como es que se forman las lneas de soldadura y las burbujas

de aire atrapado.

6.2.6 Cadas de presin

Este resultado muestra las cadas de presin desde la ubicacin del punto de entrada del

material hasta cualquier punto en la cavidad en el momento en el que ese punto es

llenado. El resultado muestra la pieza coloreada en una gama de colores del azul que

representa una cada de presin nula, al rojo que representa la cada mxima de presin.

De este resultado se deriva el resultado de la confianza de llenado, cuando la cada de

presin es mayor al 80% resulta en una confianza de llenado amarilla, cuando alcanza el

100% la confianza de llenado es entonces roja. Por lo tanto este es un resultado muy

importante pues a partir de este resultado se puede trabajar por mejorar la confianza de

llenado.


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6.2.7 Presin de inyeccin

Este resultado muestra la presin en la pieza al final del llenado. El resultado muestra a la

pieza coloreada en una gama de colores del rojo al azul que representan la mxima y la

menor presin respectivamente.

6.2.8 Frentes de temperatura

Este resultado muestra la temperatura del material en cualquier punto en el momento en el

que ese punto era llenado. Muestra el resultado en una gama de colores del azul para la

temperatura ms baja al rojo para la temperatura ms alta. Este resultado es de mucha

ayuda pues si hay una temperatura muy baja en una seccin delgada, puede ser que esta

seccin no se llene muy bien. Si se aprecia una baja temperatura en una zona con lneas

de soldadura, el resultado es peor en resistencia y apariencia. Si existen zonas de muy alta

temperatura, el material se puede degradar por lo que se tiene que verificar que la

temperatura este dentro del rango recomendado por el fabricante. La confianza de llenado

tambin es afectada por este resultado, temperaturas muy bajas causan confianzas de

llenado amarillas y rojas. Por esta razn este resultado es otra variable a modificar para

obtener los mejores resultados de llenado.

6.2.9 Localizador de la entrada ptima de material

Si no se ha elegido un punto de inyeccin para la pieza, el programa muestra la mejor

ubicacin para este. Cabe mencionar que no siempre es la mejor solucin pues hay que

analizar si es factible inyectar en la mejor ubicacin y de no ser as se puede seleccionar

un punto de inyeccin y analizarlo para ver el comportamiento global.


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6.2.10 Tiempo estimado del ciclo

El tiempo estimado de ciclo es el tiempo requerido para que la pieza sea llenada y que el

90% del espesor solidifique. Para que una pieza de determinado material plstico

solidifique, esta debe llegar a su temperatura de extraccin. La temperatura de extraccin

es una propiedad de cada material por lo que vara de material en material. El tiempo

estimado de ciclo incluye el tiempo de llenado y el tiempo de enfriamiento al 90% del

espesor pero no incluye el tiempo de apertura de la mquina por lo que se tiene que

especificar este para obtener un tiempo de produccin mnimo.

6.2.11 Fuerza de cierre

Este resultado calcula la fuerza necesaria para mantener cerrado el molde. El programa la

calcula a partir del rea proyectada y la presin en el punto de inyeccin.

6.3 Experimento ilustrativo

En el siguiente experimento se pretende demostrar lo anteriormente explicado y adems

se compararn dos formas de inyectar una pieza, una representa la manera ptima de

inyectarla y la otra representa la peor manera en que puede ser inyectada. No se usan las

piezas de esta tesis pues por su geometra no se observan cambios tan demostrativos. El

experimento virtual se llev a cabo bajo las mismas condiciones en ambos casos. El

modelo elegido es un modelo incluido en MoldFlow para fines de evaluacin del

programa, cabe decir que lo siguiente no es un tutorial es un ejemplo de lo que con

MoldFlow se puede hacer.

El modelo es una tapa de telfono celular, este modelo no es sumamente complicado en

cuato a tratar de imaginarse su comportamiento como pieza de inyeccin, lo que si es


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imposible hacer sin el apoyo del MoldFlow, es calcular su comportamiento preciso bajo

cualquier variante en su geometra o en los parmetros del proceso por el que se inyecta.

El modelo en slido y en cristal se muestra a continuacin, en el se puede apreciar un

cono amarillo que es punto donde el usuario decide que ser la inyeccin, ese punto es en

este caso el punto ptimo para inyectar esta pieza:

Figura 6.1. Punto de inyeccin ptimo del celular.

Primero que nada se presentar el resultado del anlisis de la pieza cuando es inyectada

por el punto ptimo. En la siguiente ilustracin se muestra el modelo coloreado en una

gama que va del azul al naranja. Esta gama representa el valor de la presin de inyeccin.

Se puede saber as cul fue el valor de la presin de inyeccin en el momento exacto en el

que se estaba llenando esa parte. Este valor obviamente tiene que subir en la etapa de

empacado. Es por eso que siempre se apreciar un valor cero al final de la pieza.


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Figura 6.2. Presin de inyeccin con punto de inyeccin ptimo

En este caso se uso una presin de 100MPa como presin de inyeccin de la mquina por

esto si vemos la siguiente figura las cadas de presin parecieran ser los mismos nmeros.

Figura 6.3. Cadas de presin con punto de inyeccin optimo


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La confianza de llenado es muy buena, en realidad es muy raro que esta salga mal en los

anlisis. Y es lgico pensar que cualquier valor lejos del verde debe evitarse pues se corre

el riesgo de que la pieza no sea llenada completamente.

En este tipo de resultado tambin se pueden encontrar partes translucidas, lo que significa

que definitivamente esa seccin no se llenar. Si se llegan a encontrar secciones amarillas

se puede proceder con el diseo del molde siempre y cuando se corrijan estos factores

modificando las condiciones del proceso de inyeccin, se puede entonces jugar con la

presin de inyeccin as como con la temperatura.

Figura 6.4. Confianza de llenado del celular con punto de inyeccin ptimo


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El siguiente resultado muestra los frentes de temperatura, esta informacin suele ser muy

til pues nos dice si no habr zonas donde el plstico ser degradado por efectos de la

temperatura. En este caso se puede ver que hay un enfriamiento muy uniforme y no hay

lugares donde la temperatura sea localizadamente alta o baja y eso es muy bueno pues

significa que toda la pieza se encuentra casi a la misma temperatura. Lo anterior es muy

bueno para el buen enfriamiento de la pieza ya que es a partir de esta distribucin de

donde se comenzar a transmitir calor para alcanzar una temperatura a la cual se pueda

extraer la pieza.

Figura 6.5. Frentes de temperatura del celular con punto de inyeccin ptimo


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En cuanto a la calidad de la pieza esta se puede mejorar hasta eliminar la zona roja que se

aprecia en la esquina inferior derecha de la pantalla del telfono. Si bien geomtricamente

ya tenemos el punto ideal de inyeccin an se pueden modificar los parmetros del

proceso y en el peor de los casos simplemente escoger otro material.

Figura 6.6. Calidad esperada en el celular con punto de inyeccin ptimo.

En cuanto a las lneas de soldadura es imposible reducir el nmero de ellas sin cambiar el

diseo de la pieza misma. Aunque son zonas de menor resistencia esta menor resistencia

se puede controlar por medio de los parmetros de proceso y adems esto no es tan


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importante en el caso de una tapa de celular por lo que pierde cierta relevancia la

existencia de tantas lneas de soldadura como se aprecia en la siguiente figura.

Figura 6.7. Lneas de soldadura en el celular con punto ptimo de inyeccin.

Un problema de importancia son las burbujas de aire atrapado como lo muestra la

siguiente ilustracin, estas tienen consecuencia en la resistencia de la pieza as como en la

esttica de la misma y es un detalle a cuidar especialmente en el diseo de una tapa de

celular. Este problema solo es resuelto modificando la geometra del molde de inyeccin

o cambiando la geometra de la pieza.


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Figura 6.8. Burbujas de aire en el celular con punto de inyeccin ptimo.

Con la ltima ilustracin se concluye el anlisis con el punto de inyeccin ptimo, ahora

se presenta lo que pasa al mover este punto a la peor ubicacin posible en la pieza. El

cono es levemente apreciable del lado de la antena del celular en el modelo slido y de

cristal que a continuacin se muestra. Es muy importante incluir el modelo slido y de

cristal en cada reporte de MoldFlow pues as se puede apreciar el o los puntos de

inyeccin. En la siguiente parte de nuestro experimento veremos cuan grande es la

importancia de una buena ubicacin de la entrada de material plstico a nuestra pieza.

Este es un paso que debe preverse en el diseo de piezas de plstico pero siempre

teniendo en cuenta la facilidad de manufactura y el costo del respectivo molde.


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Figura 6.9. Peor punto de inyeccin del celular dibujo de slido.

Figura 6.10. Peor punto de inyeccin del celular modelo de cristal


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En la siguiente ilustracin se pueden ver los efectos de este cambio en la presin de

inyeccin de la pieza. Para poder inyectarla se necesito de 80MPa mucho ms que los

43.39MPa necesarios para llenar la misma pieza pero con el punto de inyeccin en el

mejor lugar. Esto es debido a que el plstico tuvo que viajar a una mayor distancia y por

esto en la entrada la presin es muy alta y al final de la pieza la presin solo fue suficiente

para llenar la cavidad, es decir que para llenar esta cavidad de esta forma se necesita de

80MPa exactos segn el anlisis.

Figura 6.11. Presin de inyeccin del celular con peor punto de inyeccin


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Nuevamente se ven estos efectos en la cada de presin donde la cada mxima se observa

al final de la pieza. Este resultado es de mucha importancia pues permite saber como se

administra la presin de inyeccin de la mquina en nuestra pieza. Como podemos

apreciar en la siguiente figura las cadas de presin son mayores al utilizar un punto de

inyeccin impropio esto es fatal si se quiere disear un molde de varias cavidades pues se

reduce mucho el nivel de produccin mximo que se puede alcanzar.

Los nmeros son iguales pero ordenados en forma inversa pues se tomo una presin

mxima de 100 MPa para una mejor comprensin del resultado.

Figura 6.12. Cadas de presin del celular con peor punto de inyeccin.


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El siguiente resultado muestra la confianza de llenado. En este caso tenemos una zona

amarilla indicando que posiblemente sea difcil llenar esta parte de la cavidad. Este

resultado se debe cambiar ya que no se puede tomar el riesgo de inyectar piezas que

posiblemente no sern completas. Es grande la diferencia que existe entre usar un buen

punto de inyeccin y usar uno malo a este respecto. El diseador debe tener cuidado al

elegir este punto, debe aplicar con buen sentido comn las reglas bsicas y los consejos

que la literatura brinda, despus mediante MoldFlow se puede comprobar si es correcto

el punto de inyeccin elegido y si es posible cambiar el punto elegido al ptimo.

Figura 6.13. Confianza de llenado del celular con el peor punto de inyeccin.


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En los frentes de temperatura se pueden ver zonas muy fras las cuales son peligrosas

debido a que posiblemente se enfre muy rpido el material antes de llenar la cavidad. Si

solo existiera esta posibilidad de llenar la pieza en estas zonas fras se deben colocar

resistencias para calentar el molde.

En este ejemplo es posible apreciar como el programa MoldFlow se basa en la presin

y temperatura para hacer diversos clculos tales que pueda derivar de ah la confianza de

llenado. Sin este software sera muy difcil saber como se comportara la temperatura con

distintas ubicaciones del punto de inyeccin.

Figura 6.14. Frentes de temperatura del celular con peor punto de inyeccin.


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En cuanto a la calidad de la pieza se observa que la mayor parte de la pieza tiende a ser de

calidad media lo que es totalmente inaceptable pues tendr repercusiones en la resistencia

y apariencia de la pieza final.

Figura 6.15. Calidad esperada del celular con peor punto de inyeccin.

En cuanto a las lneas de soldadura no se observan cambios muy relevantes pero

curiosamente las burbujas atrapadas bajan de 25 a 14 lo que confirma una vez que en la

ingeniera mientras se gana por un lado se pierde por otro. Este mejoramiento en la

cantidad de burbujas tendra que verse tambin desde el punto de vista del diseo del

molde ya que su desaparicin tiene mucho que ver con ese tema.


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Figura 6.16. Lneas de soldadura del celular con peor punto de inyeccin.

Figura 6.17. Burbujas de aire atrapado en el celular con peor punto de inyeccin.


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6.4 Anlisis de las piezas antes del rediseo

A continuacin se presentan los anlisis de las piezas antes de ser rediseadas, esto es con

el propsito de poder comparar de forma ms clara los beneficios de redisear estas. Cabe

mencionar que la pieza de soporte no era una pieza de inyeccin de plstico y que la pieza

de sujecin aunque si lo era se redise un poco para poder ser inyectada con mayor

facilidad de acuerdo a las condiciones esperadas.

6.4.1 Anlisis de la pieza de sujecin original.

En este anlisis se trat de recrear las condiciones en las que se supone que fueron

inyectadas las muestras disponibles de la pieza de sujecin existentes en el laboratorio.

No se sabe con certeza que presin de inyeccin se pudo haber obtenido pero se sabe que

fue muy poca. Lo anterior es una desventaja para el anlisis pues MoldFlow tiene como

lmite una presin de inyeccin de 10MPa como mnimo y es muy probable que la

presin usada halla sido mucho menos que eso. Se utiliz como material un polietileno de

baja densidad o LDPE que es el material en el cul fueron inyectadas. As tambin se uso

una temperatura del molde de 20C como temperatura ambiente, cabe decir que la

temperatura sugerida para este material es de 40C. La temperatura del plstico no se

puede saber con exactitud pero se supone que las resistencias generaban el calor

suficiente para llegar a la temperatura sugerida de 180C.

Muchos de estos factores son supuestos pero se cree que son bastantes fieles a lo que pas

en el proceso de dichas piezas. La nica excepcin es el valor de la presin la cual

seguramente fue menor a 10MPa pero aunque se supiera el valor exacto simplemente no

se puede simular en el software por ser tan bajo.


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Figura 6.18. Punto de inyeccin original en la pieza de sujecin

En la figura anterior se muestra el punto de inyeccin original de la pieza de sujecin, es

obvio que este punto no cumple con ninguna de las reglas bsicas para elegir un punto de

inyeccin, sin embargo tambin sabemos que estas reglas son un tanto flexibles y si

dentro de la geometra de la pieza existen otras ventajas como espesores amplios que es el

caso de la pieza de sujecin, adems si se cuanta con una temperatura y presin

suficientes, se puede esperar que la pieza se llene pero seguramente el precio se pagar en

alguna otra caracterstica o propiedad de la pieza.


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Figura 6.19. Presin de inyeccin de la pieza de sujecin original.

Figura 6.20. Cadas de presin de la pieza original de sujecin


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En las dos ultimas figuras se puede ver como se comport la presin en la pieza original.

La presin parece no ser crtica y esto es debido a que los espesores no son muy delgados,

de no ser as seguramente la presin habra subido excesivamente. El comportamiento en

cuanto a presin no es malo y ya podemos decir que la presin utilizada en la inyeccin

de las muestras existentes en el laboratorio fue muy posiblemente entre 3MPa y 10MPa.

De nuevo el dato anterior no es muy confiable pues no podemos simular inyecciones con

presiones menores a 10MPa pero definitivamente nos puede dar una idea del proceso

anterior, adems no se est tomando en cuenta la cavidad completa pues aunque careca

de un sistema de colada por ser de inyeccin directa si tena una entrada de material

inusualmente amplia lo que definitivamente afecta la presin de inyeccin haciendo que

esta sea menor, pero definitivamente hay un precio que se paga a la hora de querer

compensar la contraccin entre otras cosas.

Figura 6.21. Confianza de llenado de la pieza original de sujecin.


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En la figura 6.21 se puede comprobar como an siendo que el punto de inyeccin no es

bueno y que la temperatura del molde es muy baja, adems de contar con poca presin de

inyeccin la pieza si se llenar. Es en este punto donde se aprecia la complejidad de un

proceso de inyeccin de plstico en el que existen muchsimas variables interactuando al

mismo tiempo.

Figura 6.22. Frentes de temperatura de la pieza original de sujecin.

En la figura anterior se puede apreciar como no existen factores de friccin que afecten la

temperatura del material haciendo que esta se incremente pues la entrada del material es

amplia y los espesores de pared tambin lo son. Esto es bueno pues el material no se

degrad, pero existen muestras torcidas lo que puede indicar un tiempo de enfriamiento

demasiado corto.


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Figura 6.23. Calidad de la pieza original de sujecin

Se puede apreciar como la calidad en la pieza original no es buena. Existen zonas con una

calidad mala que son tambin apreciables en las muestras originales. Las zonas rojas

estn muy cerca de las zonas donde se aprecian rechupes y torceduras en las muestras

originales. Se piensa que de saber las condiciones exactas bajo las cuales fueron

inyectadas esas piezas, la simulacin sera an ms fiel pudiendo localizar las zonas de

mala calidad que se pueden apreciar en la pieza. Se puede comprobar tambin que una

pieza completamente llenada no es forzosamente una pieza de calidad para obtener un

buen producto hay que combinar todos los factores posibles.


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Figura 6.24. Lneas de soldadura de la pieza original de sujecin

Figura 6.25. Burbujas de aire atrapado en la pieza original de sujecin


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6.4.2 Anlisis de la pieza de soporte antes del rediseo

La pieza de soporte se redise porque era una pieza originalmente diseada para fresado,

a continuacin se presentarn los resultados si es que esta pieza se inyectara bajo las

condiciones de proceso esperadas sin rediseo alguno.

Figura 6.26. Modelo en slido de la pieza de soporte original

En la figura anterior se puede apreciar como la pieza de soporte no cumple con muchas de

las recomendaciones para piezas de inyeccin de plstico, para ms detalles acerca de

esto consultar el captulo 5. Enseguida se muestran los resultados de la presin de

inyeccin.


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Figura 6.27. Presin de inyeccin de la pieza de soporte original

Figura 6.28. Cadas de presin de la pieza de soporte original


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Ya se poda esperar una presin tan baja para poder llenar esta pieza. La seccin

transversal es tan amplia que la resistencia al flujo de plstico es en extremo baja siendo

al principio de 0.09MPa y al final de 0.85MPa. Los valores anteriores difcilmente se

encontrarn en la prctica. El requerir una presin de inyeccin tan baja debido a una

seccin tan amplia no es de ninguna forma una ventaja. En el proceso se pagar un alto

precio en tiempos de presin de sostenimiento y de enfriado de la pieza. El enfriado de la

pieza se pagar con tiempo de ciclo y el tiempo de sostenimiento se pagar con energa y

con una entrada de material exageradamente amplia. Simplemente este diseo como pieza

de inyeccin no puede ser.

Figura 6.29. Confianza de llenado de la pieza de soporte original.


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Figura 6.30. Frentes de temperatura de la pieza de soporte original

En la figura 6.30. se puede observar unas condiciones de temperatura totalmente

deplorables. El rango de temperatura es de 122.3C exageradamente alto para una pieza

de 14cm de largo por 3cm, en realidad para cualquier tamao de pieza pero en este caso

es excepcionalmente alto. Adems si observamos el comportamiento de la temperatura

vemos que existe una zona de temperatura muy baja y muy localizada a 137C en esta

zona el plstico seguramente ya no fluir. Si observamos con detenimiento en la zona fra

de la pieza se puede concluir como la falta de aplicacin tan sencilla como es la de

mantener los agujeros a cierta distancia de la pared de la pieza ocasiona que simplemente

la pieza no sea llenada por una disminucin de la fluidez del material.


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Figura 6.31. Calidad esperada en la pieza de soporte original

Como vemos en la figura anterior la calidad de esta pieza es casi por completo media,

pero tras haber analizado detenidamente cada punto importante se puede decir que la

pieza ser un ejemplo muy claro de lo que no se debe hacer. Segn la figura 6.27 donde

se aprecia la confianza de llenado se puede ver que mnimo se espera que la pieza no sea

llenada por completo. En general se puede decir que queda confirmada por completo la

necesidad de redisear esta pieza si es que se quiere fabricar por inyeccin de plstico. De

no ser as, el error una vez construido el molde no podr ser reparado sin grandes costos

generales.


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6.5 Anlisis de las piezas de la tesis rediseadas

Una vez explicados algunos de los alcances de MoldFlow, se presentan los anlisis de

las piezas concernientes a esta tesis, para estos anlisis se utilizaron las condiciones de

proceso que se esperan tener una vez que la mquina de inyeccin este lista como lo es

una presin de inyeccin de 100MPa, la suficiente temperatura para fundir el material

plstico y tambin se utilizo una temperatura de 25C para el molde de inyeccin.

6.6 Anlisis de la pieza de sujecin

Figura 6.32. Presin de inyeccin de la pieza de sujecin

Con las condiciones de proceso bajo las que se supone que funcionar la mquina se

puede apreciar en la figura anterior que la pieza de sujecin tendr poca demanda de

presin para el llenado de la cavidad.


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Figura 6.33. Cadas de presin en la pieza de sujecin

Se espera un comportamiento bastante bueno para esta pieza en cuanto a presin como se

vuelve a ver en la figura 6.33., cabe decir que esta presin es solo de inyeccin y que no

es la mxima presin que se puede alcanzar dentro de la cavidad ya que en la etapa de

sostenimiento como en cualquier otra etapa puede haber variaciones debidas a que el

proceso de inyeccin rara vez es cien por ciento predecible. Fue bastante bueno encontrar

que las cadas de presin no son grandes pues as se esperaba al aplicar las reglas y

consejos encontrados en la literatura a la hora de decidir que punto de inyeccin tomar.

Una de las principales ventajas del punto de inyeccin usado es que el flujo pasa de una

mayor a una menor seccin transversal a excepcin del cuello de la pieza.


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Figura 6.34. Frentes de temperatura de la pieza de sujecin.

Como se puede apreciar los frentes de temperatura son uniformes pues el rango es de tan

solo 5C de diferencia. Esta diferencia tender a desaparecer por razones de transferencia

de calor unos segundos despus de inyectada la pieza pues no olvidemos que estas

temperaturas representan las temperaturas del instante en el que se lleno un punto de la

cavidad. Por otro lado un resultado muy importante es que la parte ms fra no es menor a

240C pues si no se corre el riesgo de un mal llenado y lo que es mejor an es que no se

rebasa el rango de 280C a 300C pues a esa temperatura se correra el riesgo de degradar

el material segn sus propiedades.


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Figura 6.35. Calidad esperada de la pieza de sujecin.

La calidad observada en la pieza de sujecin en su mayor parte es buena. La parte de

calidad media es en realidad mejorable ajustando los parmetros de temperatura y

presin. No es posible saber exactamente si se necesita mayor o menor presin pues si se

aumenta mucho se pueden orientar mucho las estructuras moleculares en ciertas zonas y

si se disminuye mucho puede haber contracciones o zonas mal llenadas. En cuanto a la

temperatura del material lo que se sugerira es probar primero con temperaturas ms altas

de inyeccin a fin de aumentar la fluidez del material y promover una mayor relajacin

molecular. Otra solucin en el proceso es aumentar la temperatura del molde.


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Figura 6.36. Lneas de soldadura de la pieza de sujecin

Figura 6.37. Burbujas de aire atrapado en la pieza de sujecin


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En cuanto a las ultimas dos figuras, en ellas se puede observar donde se forman lneas de

soldadura y burbujas de aire atrapado respectivamente. En cuanto a las lneas de

soldadura estas no se encuentran en la parte ms crtica de la pieza que es el cuello de la

pieza pero estas si se forman en un orificio formado por un corazn del molde. Esta

pequea parte no es de gran importancia siempre y cuando se ajusten bien los parmetros

de temperatura y presin para promover una mejor unin de los dos frentes de flujo de

plstico.

Hablando de las burbujas de aire atrapado, estas estn siempre presentes en cualquier

pieza comn de inyeccin de plstico. Lo que se puede apreciar con entusiasmo es que no

se encuentran en partes crticas en cuanto a resistencia. La esttica en el caso de esta pieza

es uno de los ltimos factores a cuidar por lo que los efectos de las burbujas y las lneas

de soldadura se pasan por alto. Se debe tener cuidado al subir la temperatura de esta pieza

pues en las zonas donde hay burbujas se pueden producir quemaduras del material y este

fenmeno no es por ningn motivo aceptable.

6.6.1 Conclusin del anlisis de la pieza de sujecin.

Este anlisis es uno de una serie de anlisis que se hicieron para comprobar el buen

diseo de la pieza de sujecin. Cabe decir que el mejor punto de inyeccin para esta pieza

se localiza muy cerca al punto de inyeccin elegido y es por eso que en el anlisis los

resultados son muy prometedores.

La confianza de llenado promete que la pieza ser llenada con una presin de 1.14MPa

sin tomar en cuenta el diseo completo de la cavidad. Los resultados de los frentes de

temperatura confirman que existir un enfriamiento uniforme. Lo nico que habr que

cuidar es el proceso y el diseo de la cavidad para obtener una buena calidad de la pieza.


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6.7 Anlisis de la pieza de soporte.

Figura 6.38. Presin de inyeccin de la pieza de soporte.

En este caso, al igual que en el anlisis de la pieza de sujecin, se tomaron los parmetros

que se espera tenga la mquina de inyeccin. Bajo estas condiciones se observa un buen

comportamiento en cuanto a presin se refiere.

En general se puede decir que la presin ser suficiente siempre y cuando se cuide el

diseo de la cavidad ya que al agrandar un canal de colada la presin de inyeccin y las

cadas de presin pueden variar.


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Figura 6.39. Cadas de presin de la pieza de soporte.

Figura 6.40. Confianza de llenado de la pieza de soporte


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Figura 6.41. Frentes de temperatura de la pieza de soporte

En cuanto a la confianza de llenado esta es excelente y promete que la pieza sea llenada

por completo y sin problemas. Las reglas que se deben seguir para disear una pieza de

plstico fueron seguidas de forma correcta. Adems de la geometra de la pieza los

parmetros parecen ser muy cercanos a lo que se usarn una vez terminada la mquina ya

que los resultados son como se esperaban.

Los frentes de temperatura revelan una pieza con temperatura muy uniforme con apenas

un rango de 4C de diferencia. Una distribucin de temperatura de este tipo es muy

uniforme y ayudar al buen enfriamiento de la pieza.


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Figura 6.42. Calidad esperada en la pieza de soporte.

En cuanto a la calidad esperada de la pieza de soporte se puede pensar que la pieza tendr

buenas caractersticas de resistencia y apariencia segn el fabricante del software. Se

pueden ajustar los parmetros para que la pieza tenga an mejor calidad. En el rediseo

de esta pieza se cuid mucho que los radios y redondeos fueran los adecuados para el

buen flujo del material y esto se ve reflejado en el comportamiento en general de la pieza

en el anlisis. En cuanto a las lneas de soldadura y burbujas de aire los resultados fueron

satisfactorios, no se esperaban problemas en este sentido pues la geometra de la pieza as

lo indicaba.


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Figura 6.43. Lneas de soldadura en la pieza de soporte.

Figura 6.44. Burbujas de aire atrapado en la pieza de soporte.


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6.7.1 Conclusin del anlisis de la pieza de soporte

Se pudo comprobar el buen rediseo de la pieza de soporte. Las reglas bsicas de diseo

para productos de plstico fueron aplicadas de forma correcta en el diseo de esta pieza

ya que no se observan los problemas tpicos de una pieza mal diseada. Cabe mencionar

que el punto ptimo de inyeccin que se haba pensado coincidi con el punto ideal

arrojado por el software. La calidad de la pieza es muy buena pues aunque existen

pequeas zonas de calidad media, estas no afectan la funcin principal de la pieza. La

presin de inyeccin es bastante aceptable y solo quedara analizar el diseo de la cavidad

completo para saber las exigencias mnimas del molde.

Manual Basico Moldflow2

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