¿Cuáles son los procesos estructurales para piezas de plástico?

¿Cuáles son los procesos estructurales para piezas de plástico?

El proceso de diseño estructural de piezas de plástico implica principalmente consideraciones como la geometría, la precisión dimensional, la relación de estirado, la rugosidad de la superficie, el espesor de la pared, el ángulo de desmoldeo, el diámetro del orificio, los radios de los filetes, el ángulo de desmoldeo del molde y las nervaduras de refuerzo. En este artículo se explicará cada uno de estos puntos y se analizará cómo optimizar estos elementos durante el proceso de termoformado para mejorar la calidad del producto y la eficiencia de la producción.

1. Geometría y precisión dimensional

Desdetermoformado de plasticoEs un método de procesamiento secundario, especialmente en el moldeado al vacío, en el que a menudo hay un espacio entre la lámina de plástico y el molde. Además, la contracción y la deformación, especialmente en las áreas que sobresalen, pueden hacer que el espesor de la pared se vuelva más fino, lo que conduce a una disminución de la resistencia. Por lo tanto, las piezas de plástico utilizadas en el moldeado al vacío no deben tener requisitos demasiado estrictos en cuanto a geometría y precisión dimensional.

Durante el proceso de conformado, la lámina de plástico calentada se encuentra en un estado de estiramiento sin restricciones, lo que puede provocar que se combe. Si a esto le sumamos un enfriamiento y una contracción significativos después del desmoldeo, las dimensiones y la forma finales del producto pueden ser inestables debido a los cambios de temperatura y ambientales. Por este motivo, las piezas de plástico termoformadas no son adecuadas para aplicaciones de moldeo de precisión.

2. Relación de dibujo

La relación de estirado, que es la relación entre la altura (o profundidad) de la pieza y su anchura (o diámetro), determina en gran medida la dificultad del proceso de conformado. Cuanto mayor sea la relación de estirado, más difícil será el proceso de moldeo y mayor será la probabilidad de que surjan problemas indeseables, como arrugas o grietas. Una relación de estirado excesiva reduce significativamente la resistencia y la rigidez de la pieza. Por lo tanto, en la producción real, normalmente se utiliza un rango inferior a la relación de estirado máxima, normalmente entre 0,5 y 1.

La relación de estirado está directamente relacionada con el espesor mínimo de la pared de la pieza. Una relación de estirado menor puede crear paredes más gruesas, adecuadas para el conformado de láminas delgadas, mientras que una relación de estirado mayor requiere láminas más gruesas para garantizar que el espesor de la pared no se vuelva demasiado delgado. Además, la relación de estirado también está relacionada con el ángulo de inclinación del molde y la capacidad de estiramiento del material plástico. Para garantizar la calidad del producto, se debe controlar la relación de estirado para evitar un aumento en la tasa de desechos.

3. Diseño de filetes

No se deben diseñar esquinas agudas en las esquinas o bordes de las piezas de plástico. En su lugar, se debe utilizar un filete lo más grande posible, con un radio de esquina que no sea, por lo general, inferior a 4 o 5 veces el espesor de la chapa. De lo contrario, se puede producir un adelgazamiento del material y una concentración de tensiones, lo que afecta negativamente a la resistencia y durabilidad de la pieza.

4. Ángulo de inclinación

TermoformadoLos moldes, al igual que los moldes normales, requieren un cierto ángulo de inclinación para facilitar el desmoldeo. El ángulo de inclinación suele oscilar entre 1° y 4°. Se puede utilizar un ángulo de inclinación más pequeño para los moldes hembra, ya que la contracción de la pieza de plástico proporciona algo de espacio libre adicional, lo que facilita el desmoldeo.

5. Diseño de nervaduras de refuerzo

Las láminas de plástico termoformado suelen ser bastante delgadas y el proceso de conformado está limitado por la relación de estirado. Por lo tanto, agregar nervaduras de refuerzo en áreas estructuralmente débiles es un método esencial para aumentar la rigidez y la resistencia. La colocación de las nervaduras de refuerzo debe considerarse con cuidado para evitar áreas demasiado delgadas en la parte inferior y las esquinas de la pieza.

Además, la adición de ranuras, patrones o marcas poco profundas en la parte inferior de la carcasa termoformada puede mejorar la rigidez y dar soporte a la estructura. Las ranuras longitudinales poco profundas en los lados aumentan la rigidez vertical, mientras que las ranuras transversales poco profundas, aunque mejoran la resistencia al colapso, pueden dificultar el desmoldeo.

6. Contracción del producto

Productos termoformadosEn general, los productos formados con moldes hembra experimentan una contracción significativa, de la cual aproximadamente el 50 % se produce durante el enfriamiento en el molde. Si la temperatura del molde es alta, la pieza puede contraerse un 25 % adicional a medida que se enfría a temperatura ambiente después del desmoldeo, y el 25 % restante de contracción se produce durante las siguientes 24 horas. Además, los productos formados con moldes hembra tienden a tener una tasa de contracción entre un 25 % y un 50 % mayor que los formados con moldes macho. Por lo tanto, es fundamental considerar la contracción durante el proceso de diseño para garantizar que las dimensiones finales cumplan con los requisitos de precisión.

Al optimizar el diseño en cuanto a geometría, relación de estirado, radio de filete, ángulo de desmoldeo, nervaduras de refuerzo y contracción, se puede mejorar significativamente la calidad y la estabilidad de las piezas de plástico termoformadas. Estos elementos de diseño de procesos tienen un impacto crucial en la eficiencia de producción y el rendimiento de los productos termoformados y son clave para garantizar que los productos cumplan con los requisitos del usuario.