Procedimiento para el moldeo por inyección de material sintético.

Procedimiento para el moldeo por inyección de material sintético,

en particular termoplástico, en el que elmaterial plástico de partida a tratar, en particular presente en forma de partículas o copos de polímero en estadofragmentado o en forma de partículas, se somete en primer lugar a un pretratamiento o procesamiento,calentándose y ablandándose el material plástico en al menos un compresor de corte (1) que funciona de formacontinua bajo constante mezcla o movimiento y, dado el caso, a una trituración a una temperatura por debajo dela temperatura de fusión, preferentemente por encima de la temperatura de transición vítrea, del materialplástico, empleándose para la mezcla y calentamiento del material plástico al menos una herramienta de mezclao de trituración (12), con cantos de trabajo que actúan sobre el material triturándolo y/o mezclándolo, llevándoseel así el pretratado y ablandado, pero aún fragmentado, material plástico directa e inmediatamente y sin faseintermedia a un dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) que funciona de forma discontinua,conectado con el compresor de corte (1) directa e inmediatamente y que presenta un tornillo sinfín (16), que rotaen el interior de una carcasa (17) y puede desplazarse dentro de ella axialmente o actuar a modo de émbolo,donde se plastifica y se inyecta para generar una pieza moldeada, por ejemplo una preforma, caracterizado porque el material plástico se inserta a presión en la zona de entrada del dispositivo de moldeo por inyección contornillo (10) mediante force-feeding debido al movimiento de la herramienta de mezcla o de trituración (12).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AT2009/000052.

Solicitante: EREMA ENGINEERING RECYCLING MASCHINEN UND ANLAGEN GESELLSCHAFT M.B.H..

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: FREINDORF UNTERFELDSTRASSE 3 4052 ANSFELDEN AUSTRIA.

Inventor/es: WENDELIN, GERHARD, HACKL,MANFRED, FEICHTINGER,KLAUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29B13/10 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29B PREPARACION O PRETRATAMIENTO DE MATERIAS A CONFORMAR; FABRICACION DE GRANULOS O DE PREFORMAS; RECUPERACION DE LAS MATERIAS PLASTICAS O DE OTROS CONSTITUYENTES DE MATERIALES DE DESECHO QUE CONTIENEN MATERIAS PLASTICAS.B29B 13/00 Acondicionamiento o tratamiento físico de las materias a trabajar (aspectos químicos C08J 3/00). › por molido, p. ej. por trituración; por tamizado; por filtración.
  • B29B17/00 B29B […] › Recuperación de plásticos o de otros constituyentes de materiales de desecho que contengan plástico (recuperación química C08J 11/00).
  • B29C45/18 B29 […] › B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN DE MATERIALES EN ESTADO PLÁSTICO, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACIÓN (fabricación de preformas B29B 11/00; fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › B29C 45/00 Moldeo por inyección, es decir, forzando un volumen determinado de material de moldeo a través de una boquilla en un molde cerrado; Aparatos a este efecto (moldeo por inyección-soplado B29C 49/06). › Alimentación del material dentro de los aparatos de moldeo por inyección.

PDF original: ES-2398877_T3.pdf

 

Procedimiento para el moldeo por inyección de material sintético.

Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un procedimiento conforme al concepto general de la reivindicación 1 así como a un dispositivo según el concepto general de la reivindicación 8.

El moldeo por inyección es, sin duda, el procedimiento más importante para la fabricación de piezas moldeadas. Aproximadamente un 60 % de todas las máquinas transformadoras de plásticos son máquinas de moldeo por inyección (30 % extrusoras, 10 % “exóticas” (máquinas únicas) ) . En las máquinas de moldeo por inyección, se fabrican piezas moldeadas de desde unos pocos miligramos hasta 30 kg de peso por embolada.

El moldeo por inyección es apto sobre todo para la fabricación de productos en masa, ya que el material de partida (granulado) se puede transformar en la mayoría de casos en una pieza acabada en una sola operación. El proceso posterior de acabado es reducido o puede suprimirse completamente, e incluso las geometrías más complejas pueden realizarse en un solo paso de trabajo. Además, se pueden incorporar materiales de relleno de múltiples tipos, como por ejemplo fibra de vidrio, talco, negro de carbono, virutas metálicas, pigmentos, aditivos polímeros, etc., lo que permite modificar de forma concreta las propiedades de la pieza acabada.

Las propiedades de una pieza acabada vienen determinadas por el material empleado, la conformación y el tipo de realización del tratamiento. En los materiales sintéticos, en particular en los termoplásticos, estas influencias son aún más patentes que en los metales. La selección del plástico “correcto” como material de partida (semicristalino/amorfo) depende en gran medida de su estructura molecular. En el moldeo por inyección, se procesan por lo general casi exclusivamente polímeros termoplásticos. Los termoplásticos se componen de macromoléculas lineales, las cuales están presentes en la pieza acabada estáticamente apelotonadas (amorías) , ordenadas regularmente (cristalinas) o alargadas (orientadas) . En la mayoría de los casos, los tres estados se encuentran juntos en una pieza acabada. Debido al peso molecular relativamente alto de todos los plásticos, jamás se alcanzará un estado 100 % cristalino en una pieza acabada; en este contexto, se habla de grado de cristalinidad (relación volumen cristalino/volumen total) . El grado de cristalinidad habitual de las piezas moldeadas semicristalinas oscila entre el 50 % y el 80 % y depende, además de de las propiedades específicas del material de partida, sobre todo de la construcción (herramienta) y de los parámetros de procesamiento.

Otro aspecto importante para la correcta selección del material es la temperatura de aplicación posterior de la pieza acabada. Aquí hay que tener en cuenta sobre todo el rango de la temperatura de transición vítrea. Puesto que en algunos tipos de plásticos la temperatura de transición vítrea está dentro del rango de la temperatura ambiente, la cuestión de su uso por encima o por debajo de la temperatura de transición vítrea puede ser muy decisiva, ya que en el rango de la temperatura de transición vítrea muchas propiedades mecánicas cambian “de golpe”.

Los parámetros de procesamiento más importantes en el moldeo por inyección son la temperatura de la materia, la temperatura de la herramienta, el tiempo de llenado del molde o volumen de inyección o la evolución de la presión en la herramienta (presión interna del molde) .

El tiempo de llenado del molde y la evolución de la presión en la herramienta determinan de forma decisiva el proceso de llenado del molde y, con ello, las propiedades mecánicas de la pieza acabada. Puesto que la mayoría de plásticos se contrae durante el proceso de enfriamiento, la materia de moldeo se debe someter a una presión posterior hasta alcanzar el punto de sellado (solidificación del bebedero) . Una vez alcanzado el punto de sellado, se desconecta la presión posterior. Pero la pieza moldeada permanece un cierto tiempo (tiempo de enfriamiento residual) en la herramienta cerrada. Durante este tiempo de enfriamiento residual, la temperatura de la pieza moldeada cae por debajo de la temperatura de fusión o bien de la temperatura de ablandamiento, con lo que se evita la deformación en la posterior expulsión de la pieza acabada. El tiempo total desde el inicio del llenado de la herramienta hasta el siguiente inicio se denomina tiempo de ciclo.

Las temperaturas de masa y de herramienta a seleccionar son magnitudes que dependen del material y, en la mayoría de los casos, vienen predeterminadas o recomendadas por el fabricante del plástico. Mediante estas se puede influir en las propiedades de la pieza acabada. Por ejemplo, en el PET, la temperatura de la herramienta determina en muy gran medida la estructura cristalina de la pieza acabada: una temperatura de herramienta baja produce un enfriamiento rápido y la pieza acabada es amoría y transparente, mientras que una temperatura de herramienta alta aumenta el grado de cristalinidad y, con ello, por ejemplo las propiedades mecánicas de la pieza moldeada. Las temperaturas de masa habituales en el procesamiento de plásticos en masa (PP, PE, PS, etc.) están en un rango entre 220° y 280° C; las temperaturas de herramienta, entre 30° y 120° C. Los plásticos de alto rendimiento (PEEK, PPS, LCP, etc.) requieren temperaturas de masa de hasta 480° C y temperaturas de herramienta de hasta 200° C. El moldeo por inyección de termoplásticos es la base de todos los demás procedimientos de moldeo por inyección y, en la actualidad, el método de transformación de plástico más utilizado.

Las máquinas de moldeo por inyección, incluida la máquina de moldeo por inyección empleada en el presente caso, constan por lo general de dos partes: la unidad de inyección o unidad de plastificación, que prepara el plástico

granulado y lo inyecta en la herramienta bajo presión, y la unidad de cierre, que aloja la herramienta (también llamada molde) y la abre y la cierra.

La pieza principal de la unidad de inyección es el árbol de tornillo sinfín, o simplemente tornillo sinfín, insertado en un cilindro o carcasa. El diámetro interior del cilindro es igual al diámetro exterior del tornillo sinfín. El cilindro también se denomina cilindro del husillo. En la parte posterior del cilindro del husillo se encuentra una tolva en la que se introducen los gránulos de plástico. A través de una abertura (el bloque de llenado) , los gránulos pasan lentamente al cilindro. El tornillo sinfín, girado mediante un accionamiento, rota dentro del cilindro y transporta los gránulos hacia delante. En el moldeo por inyección de termoplásticos, el cilindro del husillo se calienta desde el exterior mediante cintas calefactoras eléctricas. Gracias a este calor y a la geometría especial del tornillo sinfín, el granulado no solo se transporta sino también se corta y, al hacerlo, el plástico se funde, se plastifica y homogeneiza. En la punta del cilindro del husillo se encuentra una boquilla, que forma la transición a la herramienta.

Durante el proceso de dosificación, la materia de moldeo se transporta generalmente a través de una válvula antirretorno hasta la boquilla y se acumula delante de esta. Para ofrecer suficiente espacio de retención para la materia del moldeo, al tornillo sinfín se le aplica axialmente solo una presión reducida (presión de retención) a fin de que pueda desplazarse en dirección a la tolva de alimentación y se forme así entre la válvula antirretorno y la boquilla una cámara de reserva antepuesta al tornillo sinfín o antecámara del tornillo sinfín, en la que se encuentra el volumen de masa. La presión de retención actúa contra la masa fundida compactando esta y no retrae el tornillo sinfín. La presión que ejerce la masa fundida hace retroceder el tornillo sinfín.

En el proceso de inyección, se ejerce presión axialmente sobre el tornillo sinfín hacia la boquilla, con lo que la válvula antirretorno se bloquea y, de este modo, el volumen de masa se inyecta en la herramienta a través de la boquilla.

La válvula antirretorno es un componente que forma parte de la máquina de inyección por moldeo. Consta básicamente de un anillo de retención, la punta del tornillo sinfín y un anillo de empuje, y está alojada en la punta del tornillo sinfín de dosificación. La calidad de la pieza moldeada por inyección depende en gran medida de su funcionamiento. Durante el proceso de inyección, la válvula antirretorno impide el reflujo de la masa fundida a los pasos de rosca helicoidales. También permite durante la dosificación el flujo de material del espacio del tornillo sinfín al espacio de relleno. Cuando gira el tornillo sinfín de dosificación, este transporta el material plástico a través de la válvula... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el moldeo por inyección de material sintético, en particular termoplástico, en el que el material plástico de partida a tratar, en particular presente en forma de partículas o copos de polímero en estado fragmentado o en forma de partículas, se somete en primer lugar a un pretratamiento o procesamiento, calentándose y ablandándose el material plástico en al menos un compresor de corte (1) que funciona de forma continua bajo constante mezcla o movimiento y, dado el caso, a una trituración a una temperatura por debajo de la temperatura de fusión, preferentemente por encima de la temperatura de transición vítrea, del material plástico, empleándose para la mezcla y calentamiento del material plástico al menos una herramienta de mezcla o de trituración (12) , con cantos de trabajo que actúan sobre el material triturándolo y/o mezclándolo, llevándose el así el pretratado y ablandado, pero aún fragmentado, material plástico directa e inmediatamente y sin fase intermedia a un dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) que funciona de forma discontinua, conectado con el compresor de corte (1) directa e inmediatamente y que presenta un tornillo sinfín (16) , que rota en el interior de una carcasa (17) y puede desplazarse dentro de ella axialmente o actuar a modo de émbolo, donde se plastifica y se inyecta para generar una pieza moldeada, por ejemplo una preforma, caracterizado por que el material plástico se inserta a presión en la zona de entrada del dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) mediante force-feeding debido al movimiento de la herramienta de mezcla o de trituración (12) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el tornillo sinfín (16) , mediante su desplazamiento axial, inyecta bajo alta presión la masa fundida directamente en un molde de inyección o bien por que el tornillo sinfín (16) actúa a modo de émbolo generador de (alta) presión para la masa fundida.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el tornillo sinfín (16) presiona la masa fundida mediante su desplazamiento axial a presión más baja a un Shooting pot (35) separado espacialmente de la carcasa (17) pero conectado con esta en flujo, y por que la masa fundida se inyecta desde allí bajo alta presión en un molde de inyección mediante un émbolo (36) , en particular un émbolo conectable adicionalmente de forma independiente del tornillo sinfín (16) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por que todos los pasos de procesamiento o bien el pretratamiento o tratamiento y/o la transferencia y/o el moldeo por inyección del material se efectúan bajo vacío o gas protector.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que la masa fundida se filtra en el dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado por que el calentamiento se produce mediante la carga del material con energía mecánica a través de la herramienta de mezcla o de trituración (12) .

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado por que el material plástico, simultáneamente con el calentamiento, se cristaliza, seca y/o purifica y/o se aumenta su viscosidad límite, en particular en un solo paso, dentro del compresor del corte (1) .

8. Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1 a la 7, con al menos un compresor de corte (1) , en particular básicamente cilíndrico y que presenta una superficie de base (3) y una pared lateral (2) , que funciona en proceso continuo, en el que está dispuesta al menos una herramienta de mezcla o de trituración (12) mediante la cual el material a tratar introducido en el compresor de corte (1) se puede mezclar, calentar, ablandar y, dado el caso, triturar, estando conectado directamente al compresor de corte (1) un dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) que funciona en proceso discontinuo, presentando el dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) un tornillo sinfín (16) giratorio dentro de una carcasa (17) para la extracción del material pretratado del compresor de corte (1) y para la subsiguiente plastificación del material, estando alojado dicho tornillo sinfín (16) de forma desplazable axialmente dentro de la carcasa (17) y actuando este como émbolo generador de presión para la masa fundida, caracterizado por que la carcasa (17) del dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) presenta un orificio de alimentación (27) con el que está conectada directa e inmediatamente y sin fase intermedia a un orificio de descarga (15) del compresor de corte (1) y por que la herramienta de mezcla o de trituración (12) , el orificio de descarga (15) y el dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) están dispuestos de tal modo que el material plástico tratado se puede insertar a presión mediante force-feeding en el orificio de alimentación (27) del dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) .

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado por que la carcasa (17) está conectada radial o tangencialmente, preferentemente de forma estanca al gas o al vacío, al orificio de descarga (15) del compresor de corte (1) mediante el orificio de alimentación (27) , estando dispuesto el orificio de descarga (15) preferentemente en la pared lateral (2) del compresor de corte (1) , cerca de la superficie de su base (3) , en particular a la altura de la herramienta de mezcla o de trituración (12) .

10. Dispositivo según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que el tornillo sinfín (16) , mediante su desplazamiento axial, inyecta directamente y bajo alta presión la masa fundida que se acumula en un espacio de retención (26) delante de la boquilla (25) a un molde de inyección a través de la boquilla (25) .

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 8 a la 10, caracterizado por que está previsto un Shooting pot (35) dispuesto a continuación de la carcasa (17) , en particular conectado técnicamente en flujo con la carcasa (17) a través de un canal (37) , dado el caso separado constructivamente, y por que el tornillo sinfín (16) presiona la masa fundida, en particular mediante su desplazamiento axial, a este Shooting pot (35) a baja presión, estando previsto en el Shooting pot (35) al menos un émbolo (36) mediante el cual la masa fundida se inyecta desde el Shooting pot (35) a alta presión al interior de un molde de inyección.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 8 a la 11, caracterizado por que el dispositivo de moldeo por inyección con tornillo (10) comprende al menos un bloqueo de retroceso, en particular en forma de una válvula de retención dispuesta entre el Shooting pot (35) y el tornillo sinfín (16) y/o en el canal (37) .

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 8 a la 12, caracterizado por que está dispuesto al menos un 15 filtro de masa fundida, en particular entre el tornillo sinfín (16) y el molde de inyección.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 8 a la 13, caracterizado por que la herramienta de mezcla o de trituración (12) puede girar en torno a un eje vertical y/o por que está dispuesta en varios niveles superpuestos.


 

Patentes similares o relacionadas:

Método y aparato para lavar láminas de material plástico, del 11 de Marzo de 2020, de PREVIERO N. S.R.L.: Método para lavar una película y/o láminas de material plástico y para la separación de sustancias contaminantes , en donde piezas cortadas previamente con una dimensión […]

Aparato para el reciclaje de artículos grandes con materiales estabilizantes termoplásticos, del 26 de Febrero de 2020, de THE BOEING COMPANY: Sistema que comprende: un acumulador configurado para recoger material de artículos grandes que incluye fibras de refuerzo […]

Termo fusionador para reciclado de plásticos, del 6 de Febrero de 2020, de SALCEDO ALBARRACIN, Francisco: 1. Termo fusionador para reciclado de plásticos caracterizado, porque está formado por una carcasa en la que se encuentran montados los rotores trituradores, […]

SISTEMA Y MÉTODO PARA LA SEPARACIÓN DE LAS CAPAS DE PLÁSTICOS MULTICAPA, del 6 de Febrero de 2020, de REPETCO INNOVATIONS S. L: Sistema y método para la separación de las capas de plásticos multicapa, en el que los fragmentos de plástico multicapa se llevan al interior de una vasija presurizada […]

Dispositivo y procedimiento para procesar material termoplástico con un dispositivo de soplado para un sinfín de transporte, del 5 de Febrero de 2020, de NEXT GENERATION RECYCLINGMASCHINEN GMBH: Dispositivo (1a..1i) para la elaboración de material termoplástico, que comprende - un contenedor de almacenamiento para recibir partículas de […]

SEÑALES DE TRAFICO ELABORADAS CON MATERIALES ECOLOGICOS Y RENOVABLES, del 27 de Enero de 2020, de LUIS MORATILLA, Jose Angel: Señales de tráfico elaboradas con material ecológico y renovable, constituidas a partir de un material como el brik, envase elaborado con tres capas; una capa de cartón, otra […]

Estructura de peso para hacer ejercicio, del 22 de Enero de 2020, de Escape Enviro Limited: Un método para producir una estructura de peso para hacer ejercicio , método en el que el material metálico en partículas se mezcla con un material […]

Método para fabricar filamento continuo a granel, del 8 de Enero de 2020, de Mohawk Industries, Inc: Un método para fabricar filamento de alfombra continuo a granel, comprendiendo dicho método: (A) proporcionar un cristalizador de PET; […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .