MX2014010075A

MX2014010075A - Molde de inyeccion que tiene un sistema de refrigeracion simplificado.

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Publication number: MX2014010075A
Application number: MX2014010075A
Authority: MX
Inventors: Gene Michael Altonen; Ralph Edwin Neufarth; John Moncrief Layman; Danny David Lumpkin; John Boyet Stevens; Robert Lawrence Prosise; James Edward Poland
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-10-13
Also published as: US9089998B2; CA2865255A1; JP6177953B2; IN2014DN06967A; US20130224327A1; AU2013222278A1; RU2014133966A; EP2817138A1; TW201400268A; EP2817138B1; KR20140117591A; US20140154351A1; WO2013126723A1; US9475211B2; PH12014501903A1; ZA201406081B; JP2015512808A; CA2865255C; JP2016104579A; CN104144777A

Abstract

Un montaje de molde de inyección para una máquina de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento, el montaje de molde tiene un sistema de refrigeración simplificado. El sistema de refrigeración simplificado tiene un factor de complejidad de refrigeración de menos de tres, preferentemente menos de dos, con mayor preferencia menos de uno.

Description

MOLDE DE INYECCIÓN QUE TIENE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN SIMPLIFICADO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a moldes de inyección, más específicamente, a moldes de inyección que tienen un sistema de refrigeración simplificado.

ANTECEDENTES El moldeo por inyección es una tecnología usada comúnmente para la fabricación en altos volúmenes de partes fabricadas de material fundible, más comúnmente, de partes fabricadas de polímeros termoplásticos. Durante un proceso de moldeo por inyección repetitivo, una resina plástica, más frecuentemente en la forma de pequeñas perlas o bolitas, se introduce en una máquina de moldeo por inyección que funde las perlas de resina con calor, presión, y cizallamiento. Esta resina puede incluir un material de mezcla madre junto con un o más colorantes, aditivos, cargas, etc. El material ahora fundido se inyecta a la fuerza en una cavidad del molde que tiene una forma de cavidad particular. El plástico inyectado se mantiene bajo presión en la cavidad de molde, se enfría y, después, se retira como una parte solidificada que tiene una forma que duplica, esencialmente, la forma de cavidad del molde. El molde en sí puede tener una sola cavidad o múltiples cavidades. Cada cavidad puede estar conectada a un canal de flujo mediante una compuerta, la cual dirige el flujo de la resina fundida hacia la cavidad. Una parte moldeada puede tener unas o más compuertas. Es común que las partes grandes tengan dos, tres, o más compuertas para reducir la distancia de flujo que el polímero debe atravesar para llenar la parte moldeada. Una o las múltiples compuertas por cavidad pueden estar ubicadas en cualquier lugar de la geometría de la parte, y poseer cualquier forma en sección transversal tal como prácticamente circular o estar formadas con una relación de aspecto de 1.1 o mayor. Por consiguiente, un procedimiento de moldeo por inyección típico comprende cuatro operaciones básicas: (1) calentar el plástico en la máquina de moldeo por inyección para permitir que fluya bajo presión; (2) inyectar el plástico fundido en una cavidad o cavidades de molde definidas entre dos mitades de molde que han sido cerradas; (3) permitir que el plástico se enfríe y endurezca en la cavidad o cavidades mientras está bajo presión; y (4) abrir las mitades de molde para permitir que la parte sea expulsada del molde.

La resina plástica fundida se inyecta en la cavidad de molde y la resina plástica se empuja a la fuerza a través de la cavidad mediante la máquina de moldeo por inyección hasta que la resina plástica alcanza el lugar en la cavidad más lejana de la compuerta. La longitud resultante y el grosor de pared de la parte es un resultado de la forma de la cavidad de molde.

Los moldes usados en las máquinas de moldeo por inyección deben ser capaces de soportar estas altas presiones del material fundido. Además, el material que forma el molde debe tener un límite de fatiga que puede soportar el esfuerzo cíclico máximo para el número total de ciclos que un molde se espera que funcione a lo largo de su vida útil. Como resultado, los fabricantes de molde forman, típicamente, el molde de materiales que tienen una alta dureza, tal como acero para herramientas, que contengan más de 30 Re, y más frecuentemente más de 50 Re. Estos materiales de alta dureza son duraderos y están equipados para soportar las altas presiones de sujeción requeridas para mantener los componentes del molde presionados unos contra otros durante el proceso de inyección de plástico. Además, estos materiales de alta dureza están en mejores condiciones para resistir el desgaste del contacto repetido entre las superficies de moldeo y el flujo de polímero.

Las máquinas de moldeo por inyección de alta producción (es decir, las máquinas de moldeo clase 101 y clase 102) que producen productos de consumo de paredes delgadas usan exclusivamente moldes que tienen la mayor parte del molde fabricado de materiales de alta dureza. Las máquinas de moldeo por inyección de alta producción producen, típicamente, 500,000 partes o más. Los moldes de producción de alta calidad industrial están diseñados para producir por lo menos 500,000 partes, preferentemente más de 1 ,000,000 partes, con mayor preferencia más de 5,000,000 partes, y aún con mayor preferencia más de 10,000,000 partes. Estas máquinas de moldeo por inyección de alta producción tienen moldes de cavidades múltiples y complejos sistemas de refrigeración para aumentar las velocidades de producción. Los materiales de alta dureza descritos anteriormente tienen más capacidad para soportar las repetidas altas presiones de sujeción y operaciones de inyección que los materiales de menor dureza. Sin embargo, los materiales de alta dureza, tales como los aceros de herramienta, tienen una conductividad térmica relativamente baja, generalmente menos de 140 kJ hr m °C (20 BTU/HR FT °F), lo que lleva a largos períodos de refrigeración a medida que el calor se transfiere desde el material plástico fundido a través del material de alta dureza al fluido refrigerante.

A fin de reducir los tiempos de ciclo, las máquinas de moldeo por inyección de alta producción típicas que tienen moldes fabricados de materiales de alta dureza incluyen sistemas de refrigeración internos relativamente complejos que circulan líquido refrigerante dentro del molde. Estos sistemas de refrigeración aceleran la refrigeración de las partes del molde, lo que permite, por consiguiente, que la máquina complete más ciclos en un tiempo determinado, lo que aumenta las velocidades de producción y por consiguiente la cantidad total de partes moldeadas producidas. Sin embargo, estos sistemas de refrigeración le añaden complejidad y costo a los moldes de inyección. En algunos moldes clase 101 , se pueden producir más de 1 o 2 partes por millón, estos moldes a veces se les denomina "moldes de productividad ultra alta". Los moldes clase 101 que se utilizan en las prensas de 400 toneladas o mayores, a veces se les denomina moldes "clase 400" en la industria.

Los materiales de alta dureza generalmente son bastante difíciles de trabajar. Como resultado, los moldes de inyección de alto rendimiento requieren mucho tiempo de mecanizado y equipos de mecanizado costosos para formar, y etapas de mecanizado posterior costosos y de largo tiempo para aliviar los esfuerzos y optimizar la dureza del material. Trabajar y/o formar los canales de refrigeración dentro de estos moldes complejos añade aún más tiempo y costos a la fabricación de los típicos moldes de inyección de alto rendimiento.

Existe un intercambio entre la complejidad del mecanizado y la eficiencia refrigerante en los moldes tradicionales de alta dureza. Idealmente, los canales de refrigeración deben trabajarse tan cerca de las superficies de la cavidad del molde como sea posible. Además, la refrigeración conformal es deseable y más eficaz. Sin embargo, el trabajo de mecanizado de los canales de refrigeración confórmales cerca de las superficies de moldeo es difícil, costoso y consume mucho tiempo. Generalmente, el trabajo de mecanizado de los canales de refrigeración dentro de alrededor de 5 mm de las superficies del molde se considera que es el límite práctico. Este límite práctico reduce la eficiencia de refrigeración debido al material entre el fluido refrigerante y el plástico caliente que tiene baja conductividad térmica. Las técnicas convencionales de mecanizado, junto con los materiales convencionales de molde (es decir, alta dureza y baja conductividad térmica) colocan un límite inferior en el tiempo de ciclo y eficiencia de refrigeración para un molde determinado.

Además, la localización de las líneas de refrigeración cerca de la superficie del molde requiere el mecanizado preciso de las líneas de refrigeración en los moldes. Debido a que los moldes están unidos a placas de soporte cuando se colocan en un dispositivo de sujeción de la máquina de moldeo por inyección, las juntas de fluido deben ubicarse donde las líneas de refrigeración transiciones desde la placa de soporte al molde (debido a que los sistemas de circulación de fluido (p. ej., las bombas) deben estar localizadas fuera de los moldes). Estas juntas de fluido pueden fallar, lo que cause la fuga del fluido refrigerante. Como resultado, las partes pueden refrigerarse de manera incompleta, lo que produce una parte inferior, o el plástico en el molde puede contaminarse con el fluido refrigerante, lo que también es indeseable.

Aún más, las limitaciones prácticas en el mecanizado de los canales de refrigeración resultan en una refrigeración desigual dentro del molde. Como resultado, se producen gradientes de temperatura dentro de la cavidad del molde. A menudo la temperatura de la superficie de una cavidad del molde puede variar en diez grados Celsius o más. Esta gran variación en temperatura dentro del molde puede conducir a imperfecciones en las partes del molde.

BREVE DESCRIPCIÓN PE LAS FIGURAS Las modalidades que se exponen en las figura son ilustrativas por naturaleza y no pretenden limitar el contenido definido por las reivindicaciones. La siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas puede entenderse cuando se lee junto con las siguientes figuras, en donde las estructuras similares se indican con números de referencia similares y en la cual: la Figura 1 ilustra una vista esquemática de una máquina de moldeo por inyección fabricada de conformidad con la exposición; la Figura 2 ilustra una modalidad de una parte de pared delgada formada en la máquina de moldeo por inyección de la Figura 1 ; la Figura 3 es un gráfico de presión de la cavidad vs. tiempo para una cavidad de molde de la máquina de moldeo por inyección de la Figura 1 ; la Figura 4 es una vista en corte de una modalidad de un montaje de molde de la máquina de moldeo por inyección de la Figura 1 ; las Figuras. 5A-5E ilustran vistas diferentes de diversos montajes de molde que tienen una pluralidad de líneas de refrigeración mecanizadas en una placa de soporte; la Figura 6 ilustra una vista en corte de un montaje de molde que tiene una pluralidad de líneas de refrigeración mecanizadas en una placa de soporte que se extiende en un lado del molde; la Figura 7 ilustra una vista en sección de cerca de una línea de refrigeración que incluye un deflector; la Figura 8 ilustra una vista en perspectiva en corte de un montaje de molde que incluye una pluralidad de líneas de refrigeración mecanizadas a lo largo de por lo menos dos ejes diferentes; la Figura 9 ilustra una vista en perspectiva en corte de un montaje de molde que tiene una pluralidad de líneas terminales de refrigeración y una pluralidad de líneas perforadas de refrigeración mecanizadas a lo largo de por lo menos dos ejes diferentes de mecanizado; la Figura 10 ilustra una vista en perspectiva parcialmente transparente de un montaje de molde que tiene una pluralidad de líneas de refrigeración, por lo menos una de las líneas de refrigeración está formada por dos líneas terminales de refrigeración que están unidas entre sí en extremos terminales para formar una línea no terminal de refrigeración maquinada a lo largo de un eje diferente de mecanizado; la Figura 11 ilustra una vista en perspectiva de un montaje de molde que tiene una parte dinámica activamente refrigerada; la Figura 12 ilustra una vista en perspectiva de un montaje de molde que tiene por lo menos una línea de refrigeración que incluye un canal de refrigeración no lineal, no coaxial, o no aplanado; y la Figura 13 ilustra una modalidad de un molde de cubo que incorpora un molde que tienen un sistema de refrigeración simplificado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las modalidades de la presente invención se refieren, generalmente, a sistemas, máquinas, productos, y métodos para producir productos por moldeo por inyección y más específicamente a sistemas, productos, y métodos para producir productos mediante moldeo por inyección de baja presión constante.

El término "baja presión" como se utiliza en la presente descripción con respeto a la presión de fusión de un material termoplástico, significa la presión de fusión en el área adyacente de una tobera de una máquina de moldeo por inyección de 41368.5 kPa (6000 psi) e inferior.

Como se utiliza en la presente, el término "presión prácticamente constante" con respecto a una presión de fusión de un material termoplástico significa que las desviaciones de los valores iniciales de la presión de fusión no producen cambios significativos en las propiedades físicas del material termoplástico. Por ejemplo, "presión prácticamente constante" incluye, pero no se limita a, variaciones de presión para las que la viscosidad del material termoplástico fundido no sufre cambios significativos. El término "prácticamente constante" con respecto a esto incluye desviaciones de aproximadamente 30 % sobre un valor inicial de la presión de fusión. Por ejemplo, el término "una presión prácticamente constante de aproximadamente 31715.8 kPa (4600 psi)" incluye fluctuaciones de la presión dentro del rango de aproximadamente 41368.5 kPa (6000 psi) (30 % superior a 31715.8 kPa (4600 psi)) a aproximadamente 22063.2 kPa (3200 psi) (30 % inferior a 31715.8 kPa (4600 psi)). Una presión de fusión se considera prácticamente constante en la medida que la presión de fusión fluctúe no más de 30 % de la presión citada.

Haciendo referencia a las Figuras en detalle, la Figura 1 ¡lustra un aparato de moldeo por inyección de baja presión constante 10 ilustrativo para producir partes de paredes delgadas en altos volúmenes (p. ej., un molde de inyección clase 101 o 102, o un "molde de productividad ultra alta"). El aparato de moldeo por inyección 10 incluye, generalmente, un sistema de inyección 12 y un sistema de sujeción 14. El material termoplástico se puede introducir en el sistema de inyección 12 en la forma de bolitas termoplásticas 16. Las bolitas termoplásticas 16 se pueden colocar en una tolva 18, que alimenta las bolitas termoplásticas 16 en un cilindro calentado 20 del sistema de inyección 12. Las bolitas termoplásticas 16, después de ser alimentadas al cilindro calentado 20, se pueden impulsar al extremo del cilindro calentado 20 por un tornillo alternativo 22. El calentamiento del cilindro calentado 20 y la compresión de las bolitas termoplásticas 16 por el tornillo alternativo 22 causa que las bolitas termoplásticas 16 se fundan, formando un material termoplástico fundido 24. El material termoplástico fundido se procesa, típicamente, a una temperatura de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 410 °C.

El tornillo alternativo 22 obliga al material termoplástico fundido 24, hacia una tobera 26 para formar una carga de material termoplástico, que será inyectado en una cavidad de molde 32 de un molde 28. El material termoplástico fundido 24 puede inyectarse a través de una compuerta 30, que dirige el flujo del material termoplástico fundido 24 a la cavidad de molde 32. La cavidad de molde 32 se forma entre la primera y segunda partes de molde 25, 27 del molde 28, y la primera y segunda partes de molde 25, 27 se mantienen juntas entre sí por presión de una unidad de prensa o de mordaza 34. La unidad de prensa o de mordaza 34 aplica una fuerza de mordaza que necesita ser mayor que la fuerza ejercida por la presión de inyección que actúa para separar las dos mitades del molde para mantener la primera y segunda partes del molde 25, 27 juntas mientras el material termoplástico fundido 24 se inyecta en la cavidad de molde 32. Para soportar estas fuerzas de mordaza, el sistema de mordaza 14 puede incluir un marco de molde y una base de molde; el marco de molde y la base de molde están formados de un material que tiene una dureza de superficie de mayor que aproximadamente 165 BHN y, preferentemente, menor que 260 BHN, aunque pueden usarse materiales que tienen valores BHN de dureza de superficie mayores que 260 siempre y cuando el material se pueda mecanizar fácilmente, como se discutirá más adelante.

Una vez que la carga del material termoplástico 24 se inyecta en la cavidad de molde 32, el tornillo alternativo 22 detiene su desplazamiento hacia adelante. El material termoplástico fundido 24 toma la forma de la cavidad de molde 32 y se enfría dentro del molde 28 hasta que el material termoplástico 24 se solidifica. Una vez que el material termoplástico 24 se ha solidificado, la prensa 34 libera la primera y segunda parte del moldeado 25, 27, la primera y segunda parte del moldeado 25, 27 están separadas entre sí, y la parte terminada puede expulsarse del molde 28. El molde 28 puede incluir una pluralidad de cavidades de molde 32 para aumentar las velocidades totales de producción. Las formas de las cavidades de la pluralidad de cavidades de molde pueden ser idénticas, similares o diferentes entre sí. (Lo último puede considerarse una familia de cavidades de molde).

Un controlador 50 está conectado en comunicación con un sensor 52 y un tornillo de control 36. El controlador 50 puede incluir un microprocesador, una memoria y uno o más enlaces de comunicación. El controlador 50 puede estar conectado al sensor 52 y el tornillo de control 36 mediante conexiones con cables 54, 56, respectivamente. En otras modalidades, el controlador 50 puede estar conectado al sensor 52 y al tornillo de control 56 mediante una conexión sin cables, una conexión mecánica, una conexión hidráulica, una conexión neumática o cualquier otro tipo de conexión de comunicación conocida para aquellos con experiencia normal en la industria que permita al controlador 50 comunicar con el sensor 52 y el tornillo de control 36.

En la modalidad de la Figura 1 , el sensor 52 es un sensor de presión que mide (directa o indirectamente) la presión de fusión del material termoplástico fundido 24 en la tobera 26. El sensor 52 genera una señal eléctrica que se transmite al controlador 50. El controlador 50 comanda el tornillo de control 36 para avanzar el tornillo 22 a una velocidad que mantiene una presión de fusión prácticamente constante del material termoplástico fundido 24 en la tobera 26. Mientras el sensor 52 puede medir directamente la presión de fusión, el sensor 52 puede medir otras características del material termoplástico fundido 24, tales como temperatura, viscosidad, régimen de flujo, etc., que son indicativas de la presión de fusión. De igual modo, el sensor 52 no necesita estar ubicado directamente en la tobera 26, sino más bien el sensor 52 puede estar ubicado en cualquier lugar dentro del sistema de inyección 12 o del molde 28 que está en comunicación continua con la tobera 26. No es necesario que el sensor 52 esté en contacto directo con el fluido inyectado; puede estar, alternativamente, en comunicación dinámica con el fluido y capaz de detectar la presión del fluido y/u otras características de este. Si el sensor 52 no está ubicado dentro de la tobera 26, pueden aplicarse factores de corrección a la característica medida para calcular la presión de fusión en la tobera 26. En aún otras modalidades, no es necesario que el sensor 52 esté dispuesto en un lugar que esté en comunicación continua con la tobera. Más bien, el sensor puede medir la fuerza de mordaza generada por el sistema de mordaza 14 en una línea divisoria del molde entre la primera y segunda partes de molde 25, 27. En un aspecto, el controlador 50 puede mantener la presión de acuerdo con el ingreso de datos del sensor 52.

Aunque se ilustra un controlador de circuito cerrado 50 en la Figura 1 , pueden usarse otros dispositivos reguladores de la presión en lugar de este controlador de circuito cerrado 50. Por ejemplo, una válvula reguladora de la presión (no se muestra) o una válvula de seguridad (no se muestra) pueden reemplazar el controlador 50 para regular la presión de fusión del material termoplástico fundido 24. Más específicamente, la válvula reguladora de presión y la válvula de seguridad pueden impedir el exceso de presurización del molde 28. Otro mecanismo alternativo para prevenir la sobrepresurización del molde 28 es una alarma que se activa cuando detecta una condición de sobrepresurización.

Volviendo ahora a la Figura 2, se ilustra un ejemplo de la parte moldeada 100. La parte moldeada 100 es una parte de pared delgada. Generalmente, se considera que las partes moldeadas tienen paredes finas cuando la división de la longitud de canal de flujo L por el grosor del canal de flujo T es mayor que 100 (es decir, UT > 100). Los sistemas de moldeo por inyección de baja presión constante y los moldes que tienen refrigeración simplificada que se describen en la presente, cada vez más son ventajosos para moldear las partes a medida que aumentan las tasas UT, particularmente para las partes que tienen UT > 200, o UT > 250, debido a que el material termoplástico incluye un frente de flujo continuo que avanza a través de la cavidad del molde, que llena la cavidad del molde con el material termoplástico más consistentemente que los sistemas de moldeo por inyección de alta presión variable. La longitud del canal de flujo L se mide desde una compuerta 102 a un extremo de canal de flujo 104. Las partes de paredes legales son especialmente frecuentes en la industria de productos de consumo y la industria de suministros médicos y para el cuidado de la salud.

Para cavidades de molde que tienen una geometría más complicada, la relación UT puede calcularse al integrar la dimensión T sobre la longitud de la cavidad de molde 32 de una compuerta 102 hasta el final de la cavidad de molde 32, y al determinar la longitud de flujo más grande desde la compuerta 102 hasta el final de la cavidad de molde 32. Después, la relación UT puede determinarse al dividir la longitud de flujo más grande por el grosor promedio de la parte. En el caso donde una cavidad de molde 32 tiene más de una compuerta 30, la relación UT se determina integrando L y T correspondientes a la porción de la cavidad de molde 32 llenada por cada compuerta individual, y la relación general UT correspondiente a una cavidad de molde determinada es la relación UT más alta calculada para cualquiera de las compuertas.

Las partes de paredes delgadas presentan ciertos obstáculos en el moldeo por inyección. Por ejemplo, la delgadez del canal de flujo tiende a refrigerar el material termoplástico fundido antes de que el material alcance el extremo del canal de flujo 104. Cuando esto sucede, el material termoplástico se congela y ya no fluye, lo que resulta en una parte incompleta. Para superar este problema, las máquinas de moldeo por inyección tradicionales inyectan el material termoplástico fundido en el molde a presiones muy altas, típicamente mayores que 103421.4 kPa (15,000 psi), de manera que el material termoplástico llena rápidamente la cavidad del molde antes de que tenga una oportunidad de refrigerarse y solidificarse. Esta es una de las razones por las cuales los fabricantes de materiales termoplásticos inyectan a presiones muy altas. Otra razón de que las máquinas de moldeo por inyección tradicionales inyecten plástico fundido en el molde a altas presiones es el mayor cizallamiento, que aumenta las características de flujo, como se describe anteriormente. Estas presiones muy altas de inyección requieren el uso de materiales muy duros para formar el molde 28 y el sistema de alimentación.

Las máquinas de moldeo por inyección tradicionales utilizan moldes fabricados de aceros para herramientas u otros materiales duros para fabricar el molde. Si bien estos aceros para herramientas son suficientemente fuertes para soportar las presiones de inyección muy altas, los aceros para herramientas son conductores térmicos relativamente pobres. Como resultado, los sistemas de refrigeración muy complejos son mecanizados en los moldes para mejorar los tiempos de refrigeración cuando la cavidad de molde se llena, lo que reduce los tiempos de ciclo y aumenta la productividad del molde. Sin embargo, estos sistemas de refrigeración muy complejos añaden tiempo y gastos considerables al proceso de fabricación del molde.

Los inventores han descubierto que los termoplásticos con comportamiento pseudoplástico (aún los termoplásticos con mínima reología pseudoplástica) pueden inyectarse en el molde 28 a baja presión, sustancialmente constante, sin ningún efecto adverso. Los ejemplos de estos materiales incluyen, pero sin limitarse a, polímeros y copolímeros que están compuestos de, poliolefinas (p. ej., polipropileno, polietileno), elastómeros terrmoplásticos, poliésteres (p. ej. tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno), poliestireno, furonoato de polietileno (PEF), policarbonate, poli(acrilonitrilo-butadieno-estireno), poli(ácido láctico), polihidroxialcanoato, poliamidas, poliacetales, hules de etileno-alfaolefina, y copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno. De hecho, las partes moldeadas a presiones bajas sustancialmente constantes exhiben algunas propiedades superiores en comparación con la misma parte moldeada a una alta presión convencional. Este descubrimiento contradice la sabiduría convencional en la industria que enseña que las altas presiones de inyección son mejores. Sin estar obligados a teoría alguna, se cree que inyectando el material termoplástico fundido en el molde 28 a presiones bajas sustancialmente constantes crea un frente de flujo continuo de material termoplástico que avanza a través del molde desde una compuerta a una parte más lejana de la cavidad de molde. Al mantener un bajo nivel de cizallamiento, el material termoplástico permanece líquido y fluido a temperaturas y presiones mucho más bajas que de cualquier otra forma se cree posible en los sistemas de moldeo por inyección convencionales de alta presión.

De regreso ahora a la Figura 3, una curva presión-tiempo típica para un proceso de moldeo por inyección de alta presión convencional se ilustra por la línea discontinua 200. Por contraste, una curva de presión-tiempo para la máquina de moldeo por inyección de baja presión constante se ilustra por la línea sólida 210.

En el caso convencional, la presión de fusión aumenta rápidamente muy por encima de 103421.4 kPa (15,000 psi) y luego se mantiene a una presión relativamente alta, más de 103421.4 kPa (15,000 psi), durante un primer período de tiempo 220. El primer período de tiempo 220 es el tiempo de llenado en que el material plástico fundido fluye en la cavidad de molde. Después de eso, la presión de fusión se reduce y se mantiene a una presión inferior, pero aún relativamente alta, 68947.6 kPa (10,000 psi) o más, durante un segundo período de tiempo 230. El segundo período de tiempo 230 es un tiempo de carga en el que se mantiene la presión de fusión para asegurar que todos los vacíos en la cavidad de molde se rellenan. La cavidad de molde en un sistema de moldeo por inyección de alta presión convencional se llena desde el extremo del canal de flujo de regreso hacia la compuerta. Como resultado, el plástico en distintas etapas de solidificación se compactan entre sí, lo que puede causar inconsistencias en el producto terminado, como se explicó anteriormente. Además, el llenado convencional de plástico en distintas etapas de solidificación resulta en algunas propiedades no ideales del material, por ejemplo, esfuerzos moldeados, sumidero, y propiedades ópticas no óptimas.

El sistema de moldeo por inyección de baja presión constante, en cambio, inyecta el material plástico fundido en la cavidad de molde a una baja presión sustancialmente constante durante un único período de tiempo 240. La presión de inyección es menor que 41368.5 kPa (6,000 psi). Al usar una baja presión sustancialmente constante, el material termoplástico fundido mantiene un frente de material fundido continuo que avanza a través del canal de flujo desde la compuerta hacia el extremo del canal de flujo. Por consiguiente, el material plástico permanece relativamente uniforme en cualquier punto a lo largo del canal de flujo, lo que resulta en un producto terminado más uniforme y consistente. Al llenar el molde con un material plástico relativamente uniforme, las partes moldeadas terminadas pueden formar estructuras cristalinas que tienen mejores propiedades mecánicas y/u ópticas que las partes moldeadas convencionalmente. Los polímeros amorfo también pueden formar estructuras que tienen propiedades mecánicas y/u ópticas superiores. Además, las capas de piel de las partes moldeadas bajas presiones constantes exhiben diferentes características que las capas de piel de las partes moldeadas convencionalmente. Como resultado, las capas de piel de las partes moldeadas bajo presión constante pueden tener mejores propiedades ópticas que las capas de piel de las partes moldeadas convencionalmente.

Al mantener una presión de fusión sustancialmente constante y baja (p. ej., menor que 41368.5 kPa (6000 psi)) con la tobera, más materiales necanizables pueden usarse para formar el molde 28. Por ejemplo, el molde 28 ilustrado en la Figura 1 puede formarse de un material que tiene un índice de fresado mecanizado mayor que 100 % (tal como 100-1000 %, 100-900 %, 100-800 %, 100-700 %, 100-600 %, 100-500 %, 100-400 %, 100-300 %, 100-250 %, 100-225 %, 100-200 %, 100-180 %, 100-160 %, 100-150 %, 100-140 %, 100-130 %, 100-120 %, 100-110 %, 120-250 %, 120-225 %, 120-200 %, 120-180 %, 120-160 %, 120-150 %, 120-140 %, 120-130 %, 140-400 %, 150-300 %, 160-250 % o 180- 225 %, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje), un índice de fresado mecanizado mayor que 100%, (tal como 100-1000%, 100-900%, 100-800%, 100-700%, 100-600%, 100-500%, 100-400%, 100-300%, 100-250%, 100-225 %, 100-200 %, 00-180 %, 100- 60 %, 00-150 %, 100-140 %, 100- 30 %, 100-120 %, 100-110%, 120-250%, 120-225%, 120-200%, 120-180%, 120-160%, 120-150%, 120-140%, 120-130%, 140-400%, 150-300%, 160-250%, o 180-225%, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje), un índice de fresado mecanizado mayor que 100 % (tal como 100-1000 %, 100-900%, 100-800 %, 100-700 %, 100-600%, 100-500%, 100-400%, 100-300%, 100-250%, 100-225%, 100-200%, 100-180 %, 100-160 %, 100-150 %, 100-140 %, 100-130 %, 100-120 %, 100-110 %, 120-250 %, 120-225%, 120-200%, 120-180%, 120-160%, 120-150%, 120-140%, 120-130%, 140-400%, 150-300%, 160-250%, o 180-225%, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje), a índice de mecanizado por electroerosión por hilo mayor que 100% (tal como 100-1000%, 100-900%, 100-800%, 100-700%, 100-600 %, 100-500 %, 100-400 %, 100-300 %, 100-250 %, 100-225 %, 100-200 %, 100-180 %, 100-160%, 100-150%, 100-140%, 100-130%, 100-120%, 100-110%, 120-250%, 120-225 %, 120-200 %, 120-180 %, 120-160 %, 120-150 %, 120-140 %, 120-130 %, 140-400 %, 150-300 %, 160-250 %, o 180-225 %, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje), un índice de mecanizado por electroerosión por penetración de grafito mayor que 200% (tal como 200-1000%, 200-900%, 200-800%, 200-700%, 200-600 %, 200-500 %, 200-400 %, 200-300 %, 200-250 %, 300-900 %, 300-800 %, 300-700 %, 300-600 %, 300-500 %, 400-800 %, 400-700 %, 400-600 %, 400-500 %, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje), o un índice de mecanizado por electroerosión por penetración de cobre mayor que 150 % (tal como 150-1000%, 150-900%, 150-800%, 150-700%, 150-600%, 150-500%, 150-400%, 150- 300 %, 150-250 %, 150-225 %, 150-200 %, 150-175 %, 250-800 %, 250-700 %, 250-600 %, 250-500 %, 250-400 %, 250-300 %, o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para porcentaje). Los índices de mecanizado se basan en las pruebas de mecanizado por fresado, mecanizado por taladrado, mecanizado por electroerosión por alambre, y mecanizado por electroerosión por penetración de distintos materiales. Los métodos de prueba para determinar los índices de mecanizado se explican con mayor detalle a continuación. Los ejemplos de índices de mecanizado para una muestra de materiales se compilan a continuación en la Tabla 1.

Tabla 1 Usando materiales fácilmente mecanizables para formar el molde 28 resulta en un tiempo de fabricación considerablemente reducido y, por consiguiente, una reducción de los costos de fabricación. Además, estos materiales mecanizables tienen, generalmente, mejor conductividad térmica que los aceros para herramientas, lo que aumenta la eficiencia de refrigeración y reduce la necesidad de sistemas de refrigeración complejos.

Cuando se forma el molde 28 de estos materiales fácilmente mecanizables es ventajoso, además, seleccionar materiales fácilmente mecanizables que tienen buenas propiedades de conductividad térmica. Los materiales que tienen conductividades térmicas de más de 210 kJ/hr m °C (30 BTU/HR FT °F) son particularmente ventajosos. En particular, estos materiales pueden tener conductividades térmicas (medidas en kJ/hr m °C (BTU/HR FT °F)) de 210-1400, 210-1260, 210-1120, 210-980, 210-840, 210-700, 210-560, 210-420, 210-280, 280-1400, 420-1400, 560-1400, 700-1400, 840-1400, 980-1400, 1120-1400, 1260-1400, 280-1400, 280-1260, 280-1120, 280-980, 280-840, 280-700, 280-560, 280-420, 350-980, 420-980, 490-980, 560-980, 630-980, 700-980, 770-980, 840-980, 350-910, 350-840, 350-770, 350-700, 350-630, 350-560, 350-490, 350-420, 420-910, 490-910, 560-910, 630-910, 700-910, 770-910, 840-910, 420-840, 420-770, 420-700, 420-630, 420-560, 420-490, 490-910, 490-840, 490-770, 490-700, 490-630, 490-560, 490-770, 490-700, 490-630, 490-560, 560-840, 560-770, 560-700, 560-630 (30-200, 30-180, 30-160, 30-140, 30-120, 30-100, 30-80, 30-60, 30-40, 40-200, 60-200, 80-200, 100-200, 120-200, 140-200, 160-200, 180-200, 40-200, 40-180, 40-160, 40-140, 40-120, 40-100, 40-80, 40-60, 50-140, 60-140, 70-140, 80-140, 90-140, 100-140, 1 10-140, 120-140, 50-130, 50-120, 50-110, 50-100, 50-90, 50-80, 50-70, 50-60, 60-130, 70-130, 80-130, 90-130, 100-130, 110-130, 120-130, 60-120, 60-110, 60-100, 60-90, 60-80, 60-70, 70-130, 70-120, 70-110, 70-100, 70-90, 70-80, 70-110, 70-100, 70-90, 70-80, 80-120, 80-110, 80-100, O 80-90), o cualquier otro intervalo formado por cualquiera de estos valores para conductividad térmica. Por ejemplo los materiales fácilmente mecanizables que tienen buenas conductividades térmicas incluyen, pero sin limitarse a, QC-10 (disponible de Aleo), Aiumoid 500 (disponible de Alean), Duramold-5 (disponible de Vista Metals, Corp.) y Hokotol (disponible de Aleris). Los materiales con buena conductividad térmica transmiten el calor de manera más eficiente del material termoplástico fuera del molde. Como resultado, se pueden usar sistemas de refrigeración más sencillos.

Un ejemplo de un montaje de molde multicavidad 28 se ilustra en la Figura 4. Los moldes multicavidad incluyen, generalmente, un distribuidor de alimentación 60 que dirige el material termoplástico fundido desde la tobera 26 a las cavidades de molde individuales 32. El distribuidor de alimentación 60 incluye un orificio 62, que dirige el material termoplástico fundido a una o más guías o canales de alimentación 64. Cada guía 64 puede alimentar múltiples cavidades de molde 32. Los moldes de alta productividad pueden incluir cuatro o más cavidades de molde 32, a veces tanto como trescientos ochenta y cuatro cavidades de molde 32, y a menudo también pueden incluir guías 64 calentadas. Algunas modalidades de máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante pueden incluir sistemas de alimentación no balanceados naturalmente, tal como sistemas de alimentación artificialmente balanceados o sistemas de alimentación no balanceados.

Métodos de prueba de índice de maquinabilidad de taladrado v fresado Los índices de maquinabilidad de taladrado y fresado enumerados anteriormente en la Tabla 1 se determinaron al probar los materiales representativos en métodos de prueba controlados cuidadosamente, que se describen a continuación.

El índice de maquinabilidad para cada material se determinó midiendo la carga de husillo necesaria para taladrar o fresar una pieza del material con todas las otras condiciones de la máquina (p. ej., velocidad de alimentación de la máquina, rpm del husillo, etc.) se mantienen constante entre los distintos materiales. La carga de husillo se reporta como una relación de la carga de husillo medida a la carga de momento de torsión máxima del husillo de 75 ft-lb a 1400 rpm para el dispositivo de taladrar o fresar. El porcentaje del índice se calculó como una relación entre la carga en el cabezal para un acero 1117 a la carga del cabezal para el material de prueba.

La máquina de taladrar o fresar de prueba fue un aparato Haas VF-3 Machining Center.

Condiciones de taladrado Tabla 2 Condiciones de fresado Tabla 3 Para todas las pruebas se usó la refrigeración "flood blast". El refrigerante fue Koolrite 2290.

Métodos de prueba del índice de maauinabilidad por electroerosión Los índices de maquinabilidad por electroerosión por penetración de grafito y cobre enumerados anteriormente en la Tabla 1 se determinaron por las pruebas de materiales representativos en un método de prueba controlado cuidadosamente, que se describe a continuación.

El índice de maquinabilidad por electroerosión para los distintos materiales se determinó midiendo el tiempo para quemar un área (se especifica más adelante) en los distintos metales de prueba. El porcentaje del índice de maquinabilidad se calculó como la relación del tiempo para quemar en un acero 11 17 al tiempo requerido para quemar la misma área en los otros materiales de prueba.

Equipo de electroerosión Tabla 5 Electroerosión por penetración - cobre Tabla 6 Las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante divulgadas, emplean ventajosamente moldes fabricados de materiales fácilmente mecanizables. Como resultado, los moldes de inyección de baja presión constante (y por consiguiente las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante) son menos costosas y más rápidas de producir. Además, las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante divulgadas son capaces de emplear estructuras más flexibles y estructuras de suministro más adaptables, tales como platinas más anchas, mayor distancia entre tirantes, eliminación de tirantes, construcción más ligera para facilitar movimientos más rápidos, y sistemas de alimentación balanceados de manera no natural. Por consiguiente, las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante divulgadas pueden ser modificadas para ajustarse a las necesidades de suministro y son más fáciles de ajustar para partes moldeadas particulares.

Además, los moldes de inyección de baja presión constante divulgados (p. ej., los montajes de molde que incluyen uno o más lados de molde y una o más placas de soporte) pueden incluir sistemas de refrigeración simplificados en relación con los moldes de inyección de alta presión convencionales. Los sistemas de refrigeración simplificados son más económicos que los sistemas de refrigeración convencionales, debido a que los sistemas de refrigeración simplificados son más rápidos y fáciles de producir. Además, los sistemas de refrigeración simplificados usan menos refrescante, lo que reduce aún más los costos de refrigeración durante las operaciones de moldeo. En algunos casos, los sistemas de refrigeración simplificados pueden estar ubicados solo en las placas de soporte del molde, lo que permite que los moldes puedan cambiarse sin necesidad de cambiar el sistema de refrigeración. En resumen, los sistemas de refrigeración simplificados de los moldes de moldeo por inyección de baja presión constante divulgados son más económicos que los sistemas de refrigeración complejos convencionales que se encuentran en los moldes de inyección de alta presión convencionales.

Los sistemas de refrigeración de todos los tipos pueden categorizarse en un sistema de niveles de complejidad de refrigeración, con el nivel cero de complejidad de refrigeración que representa el sistema de refrigeración más sencillo y los niveles de refrigeración de mayor complejidad que representan progresivamente sistemas de refrigeración más complejos. Este sistema de categorización de sistemas de refrigeración se presenta más adelante con mayor detalle. Sin embargo, las máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alta productividad convencionales (p. ej., las máquinas de moldeo clases 101 y 102) utilizan sistemas de refrigeración complejos para reducir el tiempo de ciclo y mejorar la productividad. Generalmente, las máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alta productividad incluyen sistemas de refrigeración complejos (es decir, sistemas de refrigeración que tienen un nivel de complejidad de sistema de refrigeración nivel cuatro o superior). Los sistemas de nivel de complejidad de refrigeración nivel cero a nivel tres no producen, generalmente, una capacidad de refrigeración que es suficiente para los moldes de inyección de alta productividad convencionales, que incluyen moldes fabricados de materiales de alta dureza y baja conductividad térmica.

Ventajosamente, los moldes de inyección de baja presión constante divulgados incluyen sistemas de refrigeración que tienen niveles de complejidad de refrigeración de tres o más, preferentemente un nivel de complejidad de refrigeración tres, dos o uno que reduce los costos de producción y aumenta la eficiencia sobre las máquinas de moldeo por inyección de alta presión convencionales.

Como se utiliza en la presente, un montaje de molde con un nivel de complejidad de refrigeración cero se define como un montaje de molde que no incluye un sistema de refrigeración activo. En otras palabras, un montaje de molde de complejidad de refrigeración cero solo se enfría pasivamente a través de la conducción de calor a través de los lados y las placas de soporte del molde, y eventualmente a la atmósfera que rodea el montaje de molde. Los montajes de molde con un nivel de complejidad de refrigeración cero molde tienen, típicamente, tiempos de ciclo relativamente largos (ya que el plástico toma una cantidad de tiempo considerable dentro del molde para solidificarse debido a la lenta velocidad de refrigeración). Como resultado, los montajes de molde de productos de consumo de alta productividad (p. ej., los montajes de molde en las máquinas de moldeo clase 101-102) no utilizan montajes de molde de nivel de complejidad de refrigeración cero.

Pasando ahora a las Figuras 5A-5E, se ilustran diferentes modalidades de un montaje de molde de nivel de complejidad de refrigeración de nivel uno 328 (y/o diferentes modalidades de una placa de soporte en el montaje de molde). El montaje de molde 328 puede incluir un molde 370 que tiene un primer lado 372 y un segundo lado 374. El primer lado 372 y el segundo lado 374 forman una cavidad de molde 376 entre ellos. El primer lado 372 puede estar soportado por una primera placa de soporte 378 y el segundo lado 374 puede estar soportado por una segunda placa de soporte 380. La primera y segunda placas de soporte 378, 380 puede estar unida a una prensa (no mostrada) que se activa para mover el primer y segundo lados 372, 374 durante el proceso de moldeo. Una o más líneas de refrigeración 382 se pueden formar en una o más placas de soporte 378, 380. Debido a que el primer y segundo lados 372, 374 se fabrican de un material altamente conductivo térmicamente, el calor fluye a través del primer y segundo lados 372, 374 a las placas de soporte 378, 380 a una velocidad que es suficiente para refrigerar el plástico en la cavidad de molde y 376 en un período de tiempo aceptable.

Las placas de soporte 378, 380 pueden incluir postes u otras proyecciones 381 que se extienden hacia afuera, lejos de la placa de soporte 378, 380, hacia el molde 370. Las líneas de refrigeración 382 pueden extenderse en los postes 381 , que forman núcleos para el molde 380. Los postes 381 pueden configurarse para que encajen en rebajes en el molde 370, para formar las cavidades de molde. Por ejemplo, la proyección de la modalidad de la Figura 7 se puede usar con las líneas de refrigeración 382, y la proyección puede configurarse para extenderse dentro de cualquiera de los postes 381 , de la modalidad de la Figura 5B. Cualquiera de los postes 381 puede configurarse para que sean cilindricos, como se muestra en la Figura 5B, o cónicos, o cualquier otra forma viable, en cualquier tamaño adecuado, para encajar como un núcleo de molde o cavidad de molde. Cualquiera de los postes 381 puede configurarse para descansar parcial o totalmente en la superficie exterior del molde 380 o una placa de recepción de molde, o extenderse en un rebaje o hueco dentro de una superficie exterior del molde 380 o una placa de recepción de molde.

La proyección de la línea de refrigeración, el poste 381 , y el molde 370, en la Figura 5B, pueden configurarse juntos en cualquier combinación viable como una estructura unitaria, o como una estructura de elementos conectados permanentemente, o como una estructura de elementos intercambiables. Como ejemplo, una línea de refrigeración proyectada de la Figura 7 y un poste 381 pueden formar juntos una protuberancia intercambiable, que puede conectarse de manera desmontable en un molde y/o una placa de recepción de molde, y por lo tanto puede conectarse en las líneas de refrigeración en ese molde o placa. Otro ejemplo, una línea de refrigeración proyectada de la Figura 7 puede configurarse para ser intercambiable con los postes de distintos tamaños y formas, para moldes diferentes; y cuando una línea de refrigeración proyectada puede conectarse desmontablemente de ese poste, esto ofrece un grado de flexibilidad adicional en el proceso de moldeo, con la capacidad de cambiar rápidamente una máquina de moldeo de un molde a otro molde, sin tener que retirar la(s) línea(s) de refrigeración y la(s) placa(s) de recepción durante el cambio.

Como un ejemplo particular, un poste 381 y una cavidad en un molde 370 se pueden adecuar en tamaño y posición de tal manera que toda la geometría de la parte moldeada puede mantenerse en la cavidad de molde formada por el poste 381. De este modo, las superficies de moldeo de la cavidad pueden ser continuas, y no presentar líneas en la parte moldeada, lo que proporciona un beneficio estético y de diseño. Opcionalmente, la cavidad de molde se puede adecuar en tamaño y/o colocar con placas apilables para crear las alturas necesarias para las superficies de moldeo y/o el molde puede configurarse con placas deslizantes móviles (a veces se les denomina placas extractoras), montadas entre la cavidad y el núcleo, que pueden tener accionamiento hidráulico. Además, este ejemplo particular también puede usarse con parte intercambiables, como se describe anteriormente.

El molde 370 puede incluir una característica complementaria para que el molde pueda adaptarse alrededor (Figura 5B), dentro (Figura 5C), o encima (Figuras. 5D y 5E) de los postes 381. De esta manera, las líneas de refrigeración 382 pueden estar situadas más cerca de la cavidad de molde sin que las líneas de refrigeración 382 se extiendan en el molde 370 o en el primer y segundo lados del molde 372, 374. Como resultado, las placas de soporte 378, 380 pueden recibir moldes que tienen una variedad de formas de cavidad de molde diferentes. Los moldes pueden formarse sin las líneas de refrigeración integradas en el primer y/o segundo lados 372, 374, lo que reduce los costos de fabricación de los moldes 370.

Los montajes de molde de inyección de productos de consumo de alto rendimiento convencionales no utilizan montajes de molde de complejidad de refrigeración nivel uno, debido a que tales montajes de molde no enfrían adecuadamente el plástico dentro de una cavidad de molde formada por dos materiales de alta dureza y baja conductividad térmica. Los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel uno se definen como que contienen todas las líneas de refrigeración 382 activas dentro de las placas de soporte 378, 380, aunque se requiera más de un eje de mecanización para formar las líneas de refrigeración 382. En el ejemplo de las Figuras. 5A-5E, el molde puede ser un molde de cubo, un molde apilado, un molde de lanzadera, un molde de helicóptero, un molde que tiene placas rotativas, u otros moldes multicavidades para aumentar la productividad si se desea.

Volviendo ahora a la Figura 6, se ilustra un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos 328. El montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos 328 es idéntico al montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel uno 328 de la Figura 5, con la excepción que las líneas de refrigeración 382 en la modalidad de la Figura 6 se extienden a través de por lo menos una placa de soporte 378, 380 y en por lo menos un lado de molde 372, 374 (es decir, a diferencia de las líneas de refrigeración 382 que se extienden solo a través de las placas de soporte 378, 380). Las líneas de refrigeración 382 tienen extremos terminales 384. Sin embargo, cada línea de refrigeración 382 está mecanizada a lo largo de un eje que está paralelo a un eje de mecanizado sencillo.

Las líneas de refrigeración 382 pueden extenderse hacia afuera para formar una proyección que incluye un deflector 386, como se muestra con mayor detalle en la Figura 7, para facilitar que el fluido refrigerante fluya a través de la línea de refrigeración 382. En una modalidad alternativa de la Figura 7, el deflector 386 se puede reemplazar con una cavidad en espiral que se extiende hacia afuera a través y en la proyección, para que el fluido refrigerante fluya en un lado de la base de la proyección, a través de la cavidad en espiral, y fuera del otro lado de la base. En otra modalidad alternativa de la Figura 7, el deflector 386 se puede reemplazar con una cavidad borboteadora que se extiende hacia afuera a través y en la proyección, para que el fluido refrigerante pueda fluir alrededor de la parte interior de la proyección.

Los montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos no han sido utilizados en las máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento (es decir, máquinas de moldeo por inyección clase 101-102) debido a que los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos no tienen suficiente flexibilidad a las líneas de refrigeración de la máquina, cerca de las superficies del molde de la cavidad de molde y por ello, no proporcionan una refrigeración adecuada para los montajes de molde de alto rendimiento convencionales que tienen moldes de alta dureza y baja conductividad térmica.

Volviendo ahora a la Figura 8 se ilustra una modalidad de un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres 328. Un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres 328 está definido por canales de refrigeración 382 que tienen por lo menos dos ejes de mecanizado diferentes. Por lo menos una línea de refrigeración 382 puede incluir dos ejes de mecanizado diferentes y un extremo terminal. Más específicamente, la línea de refrigeración 382 puede tener una curvatura o giro. Por ejemplo, la línea de refrigeración 382 puede incluir un primer eje de mecanizado que está prácticamente paralelo al golpe de apertura-cierre en S del montaje de molde 328 y un segundo eje de mecanizado que está inclinado con respecto al primer eje de mecanizado. Al igual que los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos, los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres no han sido utilizados en las máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento (p. ej., máquinas de moldeo por inyección clase 101-102) debido a que la complejidad de refrigeración de nivel tres no tiene suficiente flexibilidad a las líneas de refrigeración de la máquina cerca de las superficies del molde de la cavidad de molde y por ello, los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres no proporcionan una refrigeración adecuada para los montajes de molde de alto rendimiento convencionales que tienen moldes de alta dureza y baja conductividad térmica.

Volviendo ahora a la Figura 9, se ¡lustra un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel cuatro 328. El montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel cuatro 328 incluye una pluralidad de líneas de refrigeración 382, una primera línea de refrigeración 382a que tiene un extremo terminal 384 y una segunda línea de refrigeración 382b es un agujero sin un extremo terminal. La primera línea de refrigeración 382a se extiende desde la placa de soporte 378 al primer lado de molde 372 y la segunda línea de refrigeración 382b se extiende a través del primer lado de molde 372. Un eje de mecanizado para la primera línea de refrigeración 382a es diferente de un eje de mecanizado para la segunda línea de refrigeración 382b. En otras palabras, las líneas de refrigeración 382 tienen por lo menos dos ejes de mecanizado diferentes por formación. Los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel cuatro han sido utilizados en algunas máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento (p. ej., máquinas de moldeo por inyección clase 101-102) que tienen montajes de molde con geometrías de cavidad de molde muy sencillas.

Volviendo ahora a la Figura 10, se ilustra un montaje de molde complejidad de refrigeración de nivel cinco 328. El montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel cinco 328 incluye una primera línea de refrigeración 382 que es un agujero que tiene dos ejes de mecanizado diferentes. Como se ilustra en la Figura 10, la primera línea de refrigeración 382 incluye una primera sección 390 y una segunda sección 392 que están inclinados en relación una con la otra y se encuentran en una intersección o curva 394. El mecanizado de la primera línea de refrigeración 382 con dos ejes diferentes que deben encontrarse en un lugar interior en la parte de molde, requiere gran precisión y por tanto equipo más costoso, junto con mayor tiempo de fabricación. Sin embargo, los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel cinco 328 han sido utilizados en máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento (p. ej., máquinas de moldeo por inyección clase 101-102) debido a que los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel cinco montajes de molde permiten mayor adaptación en la colocación de la línea de refrigeración. De este modo, las líneas de refrigeración pueden colocarse más cerca de la cavidad de molde que los montajes de molde de complejidad de refrigeración de menor complejidad. Como resultado, el montaje de molde de complejidad de refrigeración más complejo puede compensar al menos parcialmente la desventaja de la baja conductividad térmica encontrada en los moldes de inyección convencionales fabricados de materiales de alta dureza y baja conductividad térmica.

Volviendo ahora a la Figura 11 , se ilustra un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel seis 328. El montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel seis 328 es un montaje de molde de complejidad de nivel uno a cinco que también incluye por lo menos una parte de moldeo dinámico activamente refrigerado 398. La formación de canales de refrigeración en una parte de moldeo dinámico 398 requiere gran precisión. Además, las partes de moldeo dinámico activamente refrigerado 398 requieren mecanismos de flujo complicado que se mueven con la parte de moldeo dinámico 398 durante la operación del montaje de molde 328. Los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel seis han sido utilizados en máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento (p. ej., máquinas de moldeo por inyección clase 101-102).

Volviendo ahora a la Figura 12, se ilustra un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel siete 328. El montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel siete 328 es un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos hasta seis que incluye por lo menos una cavidad de refrigeración conformal 399. La cavidad de refrigeración conformal 399 complementa por lo menos parcialmente los contornos de la cavidad de molde para proporcionar una máxima refrigeración activa. La cavidad de refrigeración conformal 399 es no lineal, no coaxial, y/o no plana. Las cavidades de refrigeración confórmales 399 requieren de compleja maquinaria para su formación. Además, las cavidades de refrigeración confórmales 399 toman una cantidad de tiempo considerable para su formación. Como resultado, los montajes de complejidad de refrigeración de nivel siete son muy costosos y están reservados, generalmente, para máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de alto rendimiento que tienen geometrías de partes muy intrincadas.

Los sistemas de refrigeración simplificados descritos en la presente descripción pueden incorporarse en virtualmente cualquier tipo de molde de inyección convencional, tal como una máquina de moldeo por inyección que tiene un montaje de molde de cubo 428, como se ilustra en la Figura 13.

Generalmente, las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante de la presente descripción incluyen moldes y/o montajes de molde fabricados de materiales que tienen alta conductividad térmica, como se menciona anteriormente. Esta alta conductividad térmica permite que las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante, los moldes, y los montajes de molde divulgados enfríen las partes moldeadas utilizando montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres o inferior para virtualmente cualquier geometría de parte. Preferentemente, se utilizará un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel dos para refrigerar la parte moldeada. Con mayor preferencia, se utilizará un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel uno para refrigerar una parte moldeada. Para algunas geometrías de parte, se pueden utilizar hasta un montaje de molde de complejidad de refrigeración de nivel cero. Los montajes de molde de complejidad de refrigeración de nivel tres o inferior pueden usarse hasta en máquinas de moldeo por inyección de productos de consumo de rendimiento ultra alto (p. ej., máquinas de moldeo por inyección clase 101-102) donde se necesitaron sistemas de refrigeración más complejos para moldes de inyección convencionales fabricados de materiales de alta dureza y baja conductividad térmica. Como resultado, los moldes de inyección y los montajes de molde de baja presión constante divulgados, son menos costosos de fabricar, mientras reducen los tiempos de ciclo del molde y aumentan la productividad del molde debido al menos en parte a la disponibilidad de sistemas de refrigeración menos complejos.

Un beneficio adicional de los moldes fabricados de materiales de alta conductividad térmica es que un perfil de temperatura para el molde es más uniforme durante el proceso de moldeo por inyección que en los moldes convencionales. En otras palabras, hay menos variación de la temperatura de un punto a otro dentro del molde. Como resultado, las partes fabricadas en moldes con alta conductividad térmica tienen menos tensión interna (y una estructura cristalina más uniforme) que las partes fabricadas en moldes convencionales. Este menor tensión interna y cristalinidad más uniforme resulta en menores tasas de pandeado de las partes. En los moldes convencionales la cavidad de molde a menudo está diseñada para compensar por el pandeado de las partes debido a gradientes de temperatura no uniformes, lo que añade costo y complejidad a los montajes de molde convencionales. Finalizar una compensación particular requiere un proceso de prueba iterativo y que requiere mucho tiempo. En los moldes de alta conductividad térmica, la cavidad de molde no tiene que diseñarse para compensar el pandeado debido a que la parte moldeada no experimenta una cantidad significativa de pandeado, ya que las tensiones internas son más uniformes debido a la refrigeración más uniforme. De este modo, el proceso de compensación iterativo utilizado en el diseño de moldes convencionales puede evitarse, lo que reduce aún más los costos y tiempo de fabricación.

Datos de la prueba Se realizaron análisis por computadora de diferentes configuraciones de molde para mostrar las diferencias en la temperatura y el flujo térmico entre un sistema de refrigeración estándar en un molde de alta dureza y baja conductividad térmica convencional y un sistema de refrigeración simplificado en un molde de alta conductividad térmica. El programa de computadora utilizado fue SigmaSoft versión 4.8 de Magma Corporations. El material de alta dureza y baja conductividad térmica utilizado para modelar el sistema de refrigeración convencional y el sistema de refrigeración idealizado para cada prueba fue el acero P20. Los materiales de alta conductividad térmica utilizados para modelar el sistema de refrigeración simplificado fueron aluminio QC10, cobre, y el molde Max®.

Ejemplo #1 En una prueba de un primer molde de ejemplo, se utilizó un modelo de computadora de un molde rectangular. El molde rectangular se modeló bajo cinco condiciones diferentes. Primero, se modeló una condición "ideal". La condición ideal incluyó un canal de refrigeración totalmente conformal localizado a 5 mm desde las superficies de moldeo. La condición ideal se considera mejor que cualquier sistema de refrigeración práctica existente actualmente y puede considerarse que produce una cantidad máxima teórica de refrigeración para una cavidad de molde determinada.

En una segunda condición, el canal de refrigeración ideal se desplazó en el modelo por computadora a 7.5 mm desde las superficies del molde mientras aún permanecían totalmente confórmales. Un experimentado en la industria se dará cuenta que los canales de refrigeración totalmente confórmales son prácticamente imposibles para cualquier forma (aún las formas muy simples) debido a que el canal de refrigeración totalmente conformal se separaría totalmente del resto del molde por el canal de refrigeración.

En una tercera condición, el canal de refrigeración ideal fue desplazado en el modelo por computadora a 10 mm desde las superficies del molde mientras aún permanecían totalmente confórmales. La tercera condición puede considerarse que se aproxima a la mejor configuración de refrigeración práctica, debido a que los canales de refrigeración pueden ser mecanizados más cerca de 10 mm, pero no serían totalmente confórmales.

En una cuarta condición, el canal de refrigeración ideal se movió en el modelo por computadora a 12.7 mm de las superficies del molde mientras que aún permanecía totalmente conformal.

En una quinta condición, un canal de refrigeración convencional fue ubicado en el modelo por computadora a una distancia de 5 mm de las superficies del molde. El canal de refrigeración convencional se aproxima al sistema de refrigeración del mejor caso práctico para un molde convencional. Se acepta, generalmente, que 5 mm es tan cerca como es prácticamente posible para que un canal de refrigeración esté a una superficie de la cavidad de molde. Más cerca de 5 mm correría el riesgo de la deformación del molde en el área del canál de refrigeración durante la inyección de plástico.

Finalmente, un sistema de refrigeración simplificado, tal como uno de los montajes de molde de complejidad de nivel cero a tres descritos anteriormente, se modeló a distancias de 5 mm, 10 mm, y 15 mm en un material de alta conductividad térmica, tal como los materiales que serían utilizados para fabricar los moldes y montajes de molde en las máquinas de moldeo por inyección de baja presión constante descritos en la presente.

Los resultados de la prueba se resumen en la Tabla 1 a continuación, en que el eje x representa la distancia desde la superficie del molde y el eje y representa el flujo de calor.

Flujo de calor Tabla 1 Los datos que se resumen en la Tabla 1 se ilustran en forma de gráfico en el Gráfico 1 a continuación.

-Ideal ¦Convencional ¦Simplificado 5 mm 7.5 mm 10 mm 12.7 mm 15 mm Gráfico 1 Como se esperaba, el flujo de calor cae a medida que el canal de refrigeración se desplaza más lejos de la superficie de molde. Sin embargo, como se ilustra en el Gráfico 1 , el sistema de refrigeración simplificado excede el flujo de calor aún del sistema de refrigeración ideal en un molde convencional a 5 mm. En otras palabras, el sistema de refrigeración simplificado proporciona mejor refrigeración que aún la mejor refrigeración teórica en un molde convencional. Además, el flujo de calor a través del molde con el sistema de refrigeración simplificado no disminuyó tan rápido con un aumento de la distancia desde la superficie de molde. Esta característica del sistema de refrigeración simplificado permite que los canales de refrigeración estén ubicados más lejos de las superficies de la cavidad de molde que los moldes convencionales, lo que resulta en temperaturas más uniformes dentro del molde y menos puntos calientes. La distribución de temperatura más uniforme dentro del molde conduce a partes moldeadas más consistentes.

Pruebas similares se llevaron a cabo para distintas geometrías de partes que incluyen un círculo, un cuadrado, un rectángulo, y una tapa de desodorante oblonga. Los resultados de la prueba se ilustran a continuación en las Tablas 2-4 y los Gráficos 2-4.

Flujo de calor Tabla 2 5 mm 7.5 m m 10 m m 12.7 mm 15 mm Gráfico 2 Flujo de calor Tabla 3 Flujo de calor Gráfico 4 Aunque las formas rectangulares, cuadradas, y circulares mostradas anteriormente, son formas relativamente sencillas, estas formas no tienen ningún uso práctico real. Los datos de la tapa de desodorante son los datos de una parte de moldeo por inyección existente, a saber una tapa para un envase de desodorante. Las pruebas de la tapa de desodorante modeló un montaje de molde para fabricar una tapa de desodorante Secret® fabricada por The Procter & Gamble Company para el 2007. La tapa de desodorante representa un ejemplo de una geometría de parte moldeada relativamente sencilla. La tapa de desodorante, aunque representa una forma relativamente sencilla, es más compleja que los ejemplos anteriores de rectángulo, cuadrado, o círculo. Cuando se comparan los datos, es evidente que el sistema de refrigeración simplificado descrito en la presente descripción resulta más eficaz en comparación con los sistemas de refrigeración convencionales a medida que la geometría de la parte se hace más compleja. Por ejemplo, el sistema de refrigeración simplificado es aproximadamente el doble de eficaz, con respecto al flujo de calor, como la mejor refrigeración convencional práctica para la tapa de desodorante a la misma distancia de la superficie de la cavidad del molde. Además, a 15 mm el sistema de refrigeración simplificado es aproximadamente 80 % mejor que el sistema de refrigeración convencional a 5 mm. Del mismo modo, a 5 mm, el sistema de refrigeración simplificado tiene aproximadamente 47 % de flujo de calor más alto que un sistema de refrigeración idealizado a 5 mm. En otras palabras, el flujo de calor a través del primer y segundo lados de molde en un molde de refrigeración simplificado es mayor que el flujo de calor a través del primer y segundo lado de molde de un molde de refrigeración idealizado, cuando las líneas de refrigeración simplificadas y las líneas de refrigeración idealizadas se forman a la misma distancia de la cavidad de molde. Como resultado, el sistema de refrigeración simplificado puede fabricarse más fácilmente mientras proporciona una refrigeración más eficiente que un sistema de refrigeración convencional.

La refrigeración más eficiente proporcionada por los sistemas de refrigeración simplificados descritos en la presente descripción resulta también en una distribución más uniforme de la temperatura dentro de la cavidad de molde. Utilizando el mismo programa de computadora descrito anteriormente (es decir, Sigma Soft v. 4.8), se ejecutó una prueba en la tapa de desodorante para determinar la distribución de temperatura dentro de la cavidad de molde. Los componentes incluidos en el análisis incluyeron un lado de molde en movimiento y un lado de molde fijo. Múltiples ciclos térmicos transitorios se consideraron para capturar un perfil de temperatura del molde de estado estable. En cada ciclo, el programa contabilizó el tiempo de cierre del molde, una fase de refrigeración, y un tiempo de abertura del molde para producir una representación precisa de las condiciones térmicas transitorias durante un ciclo de moldeo normal. Al cierre del molde, la cavidad de molde se asumió que estaba llena de un polímero fundido a una temperatura de fusión de 218 °C. Las líneas de refrigeración se mantuvieron a una temperatura constante y uniforme de 20 °C. A los lados del molde se les dio una temperatura inicial de 30 °C al comienzo del primer ciclo. El análisis se completó para un total de 16 ciclos para asegurar que los resultados alcanzaran un estado casi estable. Los coeficientes de transferencia de calor térmico entre los distintos componentes de molde se enumeran a continuación.

Las propiedades materiales utilizadas para describir las propiedades térmicas de cada componente incluyen densidad, calor, capacidad a presión constante (cp) y conductividad térmica. Las propiedades térmicas para cada material componente se resumen a continuación.

Los resultados del análisis se evaluaron al final del ciclo 16 Se registraron las temperaturas mínima y máxima en la superficie de la cavidad tanto el lado en movimiento como el lado fijo del montaje de molde. El gradiente de temperatura máxima en el lado en movimiento o el lado fijo se definió como la temperatura máxima menos la temperatura mínima, lo que proporciona una medida de la uniformidad métrica para cada parte del molde. El gradiente térmico a través de la pared del molde, que se define como la temperatura máxima en cualquier lugar en el lado fijo menos la temperatura mínima en cualquier lugar en el lado en movimiento y la temperatura máxima en cualquier lugar en el lado en movimiento menos la temperatura mínima en cualquier lugar en el lado fijo, proporciona una medida adicional de uniformidad térmica.

Los resultados de la simulación se resumen en la Tabla 5.

Como se ilustra anteriormente, un sistema de refrigeración convencional simulado mecanizado a dentro de 5 mm de la cavidad de molde resultó en un delta de temperatura de 7.7 °C en un lado fijo del molde y un delta de temperatura de 30.4 °C en un lado en movimiento del molde. Asimismo, un sistema de refrigeración convencional idealizado (como se define anteriormente) mecanizado a dentro de 5 mm de la cavidad de molde resultó en un delta de temperatura de 4.5 °C en el lado fijo y 24.14 °C en el lado en movimiento.

A la inversa, un sistema de refrigeración simplificado simulado, como se describe en la presente, mecanizado a dentro de 5 mm de la cavidad de molde resultó en un delta de temperatura de solo 1.6 °C en el lado fijo y solo 15.5 °C en el lado en movimiento. Cuando el mecanizado se realizó a 10 mm de la cavidad de molde, el sistema de refrigeración simplificado resultó en un delta de 1.8 °C en el lado fijo y un delta de 16.1 °C en el lado en movimiento. Finalmente, cuando el mecanizado se realizó a 15 mm de la cavidad de molde, el sistema de refrigeración simplificado resultó en un delta de 1.9 °C en el lado fijo y un delta de 18.7 °C en el lado en movimiento.

Se encontró que el sistema de refrigeración simplificado mecanizado a 5 mm, 10 mm, o 15 mm de la superficie de la cavidad de molde exhibió un delta de temperatura que fue 7 % menos a 78 % menos en el lado fijo y entre 75 % menos a aproximadamente 41 % menos (en el caso de QC10) delta de temperatura en el lado en movimiento cuando se compararon a los lados de molde respectivos en un sistema de refrigeración idealizado mecanizado a 5 mm de la superficie de la cavidad de molde.

En resumen, los sistemas de refrigeración simplificados descritos en la presente descripción, fresados a 5 mm de la delta de temperatura de la cavidad de molde en la cavidad de molde tanto como 78 % en comparación con la refrigeración convencional idealizada a 5 mm (de este modo, una relación de los gradientes de temperatura para la refrigeración simplificada a la refrigeración convencional idealizada es menos de uno) y en tanto como 87 % en comparación con la refrigeración convencional a 5 mm en el lado fijo del molde. En el lado en movimiento del molde, el sistema de refrigeración simplificado a un delta de temperatura reducido de 5 mm en tanto como 75 % en comparación con la refrigeración convencional idealizada a 5 mm (nuevamente, una relación de gradientes de temperatura para la refrigeración simplificada a la refrigeración convencional idealizada es menos de uno) y en tanto como 78 % en comparación con la refrigeración convencional a 5 mm. Aun cuando el fresado se realiza a una mayor distancia (p. ej., 15 mm) de la cavidad de molde, el delta de temperatura reducido del sistema de refrigeración es tanto como 85 % en comparación con la refrigeración convencional a 5 mm en el lado fijo y en tanto como 63 % en comparación con la refrigeración convencional a 5 mm en el lado en movimiento. Como resultado, los sistemas de refrigeración simplificados descritos en la presente descripción pueden mecanizarse a mayores distancias de la cavidad de molde, lo que reduce los costos de fabricación del molde al hacer más fácil el maquinado de los canales de refrigeración, mientras aún proporciona una superior capacidad de refrigeración vs. los sistemas de refrigeración convencionales. Esta capacidad de refrigeración superior y la distribución más uniforme de la temperatura aumenta la productividad mientras que mejora simultáneamente la calidad de las partes.

Cabe señalar que los términos "prácticamente", y "aproximadamente," a menos que se especifique de cualquier otra forma, pueden usarse en la presente descripción para representar el grado inherente de incertidumbre que puede atribuirse a cualquier comparación, valor, medición, u otra representación cuantitativa. Estos términos se usan, además, en la presente descripción para representar el grado mediante el cual una representación cuantitativa puede variar de una referencia establecida sin dar como resultado un cambio en la función básica de la materia en discusión. A menos que se definan de cualquier otra forma en la presente descripción, los términos "prácticamente", y "aproximadamente," significa que una comparación, valor, medición, u otra representación cuantitativa puede caer dentro del 20 % de la referencia expresada.

Debe ser evidente ahora que las distintas modalidades de los productos ilustrados y descritos en la presente descripción pueden ser producidos por un proceso de moldeo por inyección de baja presión constante. Aunque se ha hecho referencia en particular en la presente descripción a productos para contener bienes de consumo o los propios productos de bienes de consumo, debería ser evidente que el método de moldeo por inyección con baja presión constante descrito en la presente descripción puede ser adecuado para usar conjuntamente con productos para usar en la industria de bienes de consumo, industria de servicio de alimentos, industria de transporte, industria médica, industria del juguete, y lo similar. Además, una persona con experiencia en la materia reconocerá que las enseñanzas descritas en la presente descripción pueden usarse en la construcción de moldes de pila, moldes de materiales múltiples que incluyen moldes giratorios y de núcleo posterior, en combinación con decoración en el molde, moldeo de inserto, ensamble en el molde, y lo similar.

Parte, partes, o todas de cualquiera de las modalidades descritas en la presente descripción pueden combinarse con parte, partes, o todas de las otras modalidades conocidas en la industria, que incluyen las que se describen a continuación.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo por inyección a baja presión constante, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,045 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Apparatus and Method for Injection Molding at Low Constant Pressure (Aparato y método para moldeo por inyección a baja presión constante)" (Caso núm. 12127) y publicada como US 2012-0294963 A1 , que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para control de presión, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,047 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Alternative Pressure Control for a Low Constant Pressure Injection Molding Apparatus (Control de presión alternativo para un aparato de moldeo por inyección de baja presión constante)" (Caso núm. 12128) y publicada como US 2012-0291885 A1 , que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para sistemas de alimentación no balanceados naturalmente, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,073 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Non-Naturally Balanced Feed System para una Injection Molding Apparatus (Sistema de alimentación no equilibrada de forma natural para un aparato de moldeo por inyección)" (Caso núm. 12130) y publicada como US 2012-0292823 A1 , que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para moldeo por inyección a baja presión prácticamente constante, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,197 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Method for Injection Molding at Low, Substantially Constant Pressure (Método para moldeo por inyección a baja presión prácticamente constante)" (Caso núm. 12131Q) y publicada como US 2012-0295050 A1 , que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para moldeo por inyección a baja presión prácticamente constante, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,178 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Method for Injection Molding at Low, Substantially Constant Pressure (Método para moldeo por inyección a baja presión prácticamente constante)" (Caso núm. 12132Q) y publicada como US 2012-0295049 A1 , que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para procesos de coinjección, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 61/602,650 registrada el 24 de febrero de 2012, titulada "High Thermal Conductivity Co-lnjection Molding System (Sistema de moldeo por coinyección de alta conductividad térmica" (Caso núm. 12361 P), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo con sistemas de refrigeración simplificados, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/765,428 registrada el 12 de febrero de 2013, titulada "Injection Mold Having a Simplified Evaporative Cooling System or a Simplified Cooling System with Exotic Cooling Fluids (Moldeo por inyección que tiene un sistema de refrigeración por evaporación o un sistema de refrigeración simplificado con fluidos refrigerantes exóticos)" (Caso núm. 12453M), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo de partes con paredes delgadas, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/476,584 registrada el 21 de mayo de 2012, titulada "Method and Apparatus for Substantially Constant Pressure Injection Molding of Thinwall Parts (Método y aparato para el moldeo por inyección a presión prácticamente constante de partes con paredes delgadas)" (Caso núm. 12487), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo con un mecanismo a prueba de fallos, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/672,246 registrada el 8 de noviembre de 2012, titulada "Injection molde With Fail Safe Pressure Mechanism (Molde de inyección con mecanismo de presión a prueba de fallos)" (Caso núm. 12657), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo de alto rendimiento, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 13/682,456 registrada el 20 de noviembre de 2012, titulada "Method for Operating a High Productivity Injection Molding Machine (Método para operar una máquina de moldeo por inyección de alta productividad)" (Caso núm. 12673R), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para el moldeo de ciertos termoplásticos, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 61/728,764 registrada el 20 de noviembre de 2012, titulada "Methods of Molding Compositions of Thermoplastic polimer and Hydrogenated Castor Oil (Métodos para el moldeo de composiciones de polímero termoplástico y aceite de ricino hidrogenado)" (Caso núm. 12674P), que se incorpora a la presente como descripción referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para sistemas de guía, como se divulga en la solicitud de patente de los EE. UU. 61/729,028 registrada el 21 de noviembre de 2012, titulada "Reduced Size Runner para una Injection molde System" (Canal de tamaño reducido para un sistema de molde de inyección) (Caso núm. 12677P), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para controlar los procesos de moldeo, como se divulga en la patente de los EE. UU. núm. 5,728,329 concedida 17 de marzo de 1998, titulada "Method and Apparatus for Injecting a Molten Material into a Mold Cavity (Método y aparato para inyectar material fundido en una cavidad de molde)" (Caso núm. 12467CC), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las modalidades de la presente descripción pueden usarse con las modalidades para procesos para controlar el moldeo, como se divulga en la patente de los EE. UU. núm. 5,716,561 concedida el 10 de febrero de 1998, titulada "Injection Control System (Sistema de control de inyección)" (Caso núm. 12467CR), que se incorpora a la presente descripción como referencia.

Las dimensiones y los valores expuestos en la presente no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En lugar de ello, a menos que se especifique de cualquier otra manera, cada una de esas dimensiones se referirá tanto al valor mencionado como a un intervalo funcionalmente equivalente que comprende ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se refiere a "aproximadamente 40 mm." Todos los documentos mencionados en la presente descripción, incluida cualquier referencia cruzada o patente o solicitud relacionada, se incorporan en la presente descripción en su totalidad como referencia, a menos que se excluya expresamente o limite de cualquier otra forma. La mención de cualquier documento no es una admisión de que constituye una materia anterior respecto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente descripción o que por sí sola, o en cualquier combinación con alguna otra referencia o referencias, enseña, sugiere o describe dicha invención. Además, en el grado en que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado a ese término en este documento deberá regir.

Aunque modalidades particulares de la presente invención han sido ilustradas y descritas, será evidente para los experimentados en la industria que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. Por ello, en las reivindicaciones anexas se pretende cubrir todas aquellas modificaciones y cambios que queden dentro del alcance de esta invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un montaje de molde (#328, Figura 5 A) para una máquina de moldeo por inyección (#10, Figura 1), el montaje de molde comprende: un primer lado de molde (#372, Figura 5A) y un segundo lado de molde (#374, Figura 5A), el primer lado de molde y el segundo lado de molde definen una cavidad de molde (#32, Figura 1 ; #376, Figura 5 A) entre ellos; una primera placa de soporte (#378, Figura 5A) conectada al primer lado de molde; una segunda placa de soporte (#380, Figura 5A) conectado al segundo lado de molde; y un sistema de refrigeración (#382, Figuras 5A, 5B, 6, 7, 8, 10; #382a, #382b, Figura 9; #399, Figura 12) para la eliminación del calor del primer y segundo lados de molde durante un proceso de moldeo por inyección, en donde el montaje de molde incluye por lo menos uno de la cavidad de molde que tiene una relación UT mayor que 100 ( Figura 2), por lo menos cuatro cavidades de molde (Figura 4), una o más guías calentadas (#64, Figura 4), un mecanismo de eyección guiado, y caracterizado porque el sistema de refrigeración tiene una complejidad de refrigeración de nivel tres, dos o nivel uno.

2. El montaje de molde de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de refrigeración tiene una complejidad de refrigeración de nivel uno (Figuras 5A-5E).

3. El montaje de molde de la reivindicación 2, caracterizado además porque por lo menos una de la primera placa de soporte y la segunda placa de soporte incluye una línea de refrigeración que tienen un eje de mecanizado sencillo.

4. El montaje de molde de la reivindicación 2, caracterizado además porque la por lo menos una de la primera placa de soporte y la segunda placa de soporte incluye una pluralidad de líneas de refrigeración, cada línea de refrigeración en la pluralidad de líneas de refrigeración tienen un eje de mecanizado sencillo que está prácticamente paralelo a un eje de mecanizado común.

5. El montaje de molde de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de refrigeración tiene una complejidad de refrigeración de nivel dos (Figura 6).

6. El montaje de molde de la reivindicación 5, que comprende además un canal de refrigeración que tiene un eje de mecanizado sencillo.

7. El montaje de molde de la reivindicación 6, caracterizado además porque el canal de refrigeración se extiende al menos parcialmente a través de una de la primera placa de soporte y el primer lado de molde, y la segunda placa de soporte y el segundo lado de molde.

8. El montaje de molde de la reivindicación 7, caracterizado además porque el canal de refrigeración incluye un extremo terminal (#384, Figura 6).

9. El montaje de molde de la reivindicación 7, caracterizado además porque el canal de refrigeración incluye un deflector (#386, Figura 6).

10. El montaje de molde de la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además una pluralidad de canales de refrigeración, cada canal de refrigeración en la pluralidad de canales de refrigeración tiene un eje de mecanizado sencillo que está prácticamente paralelo a un eje de mecanizado común.

11. El montaje de molde de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sistema de refrigeración tiene una complejidad de refrigeración de nivel tres (Figura 8).

12. El montaje de molde de la reivindicación 11 , caracterizado porque comprende además un primer canal de refrigeración que tiene un primer eje de mecanizado sencillo y un segundo canal de refrigeración que tiene un segundo eje de mecanizado sencillo, en done el primer eje de mecanizado no está prácticamente paralelo al segundo eje de mecanizado.

13. El montaje de molde de la reivindicación 12, caracterizado además porque el primer eje de mecanizado está prácticamente paralelo al segundo eje de mecanizado.

14. El montaje de molde de la reivindicación 11 , caracterizado porque comprende además un primer canal de refrigeración, el primer canal de refrigeración tiene un primer eje de mecanizado y un segundo eje de mecanizado, el primer eje de mecanizado está inclinado con respecto al segundo eje de mecanizado.

15. El montaje de molde de la reivindicación 11 , caracterizado además porque el primer canal de refrigeración incluye un extremo terminal.