Diseño de molde para inyección de probetas de PC+ABS cumpliendo la norma ASTM D3641

Abstract

Se muestra un camino alternativo para el diseño de moldes de inyección de plásticos, auxiliándose de un análisis por interacción fluido-estructura (FSI por sus siglas en ingles). Se utilizó como ejemplo el caso básico del diseño de un molde para inyección de probetas para pruebas de tensión que sigue la Norma ASTM D638. Para el diseño del molde se siguió la Norma ASTM D3641 y el material a inyectar fue una mezcla de PC+ABS (70-30 %). Se utilizaron los módulos de Fluent, "transient thermal" y "static structural" del paquete de cómputo Ansys Workbench, para simular las fases de inyección, solidicación y desarrollar un análisis estructural del molde. Se lograron obtener resultados del frente de flujo, presión de inyección, perfiles de velocidades durante la inyección; distribución de temperaturas en el molde y la pieza en la solidificación, tiempo necesario para la expulsión y esfuerzos que debe soportar el molde teniendo en cuenta todos los efectos de cada una de las fases del proceso. Los resultados permiten prever la calidad del diseño antes de realizar la construcción del molde y la producción de las probetas, de esta manera se evitan reprocesos de manufactura en el molde y defectos no deseados del producto. Comparado con el proceso de producción actual en el cual la mayor cantidad de decisiones son tomadas posterior a la construcción del molde, desarrollándolo a prueba y error donde el diseño final no cuenta con ninguna garantía de que dicho molde ya construido se pueda ajustar y utilizar o sea necesario desecharlo por completo. Este trabajo propone una metodología un poco más compleja pero eficaz a la hora de diseñar un molde de inyección que cumpla las condiciones de trabajo esperadas y una pieza final con la reducción de la mayor cantidad de defectos posibles.