Diseño, fabricación y montaje de un molde para inyección de probetas de ensayo ISO 527-2

Abstract

[ES] El objetivo principal de este TFG es llevar a cabo el diseño, fabricación y montaje de un molde destinado a la inyección de probetas de ensayo, abordando desafíos técnicos y específicos propuestos por un cliente hipotético. Este último requiere la inyección de probetas con diferentes materiales (ABS, PP, polietileno, pero pueden ser más materiales en el futuro) y la necesidad de cumplir con los estándares de la norma ISO 527-2 para ensayos de tracción de plástico. Esta propuesta innovadora consiste en la creación de un molde altamente versátil, capaz de soportar la inyección de una gama diversa de materiales. Para lograr esto, se planea diseñar cavidades del macho y la hembra en "Postizo". Este enfoque permitirá el intercambio eficiente de componentes del molde, como los postizos, facilitando la transición entre la inyección de diferentes materiales sin requerir cambios significativos en el resto de componentes del molde, como las placas portamoldes o las placas de expulsión. En esencia, se aspira a la creación de moldes intercambiables que optimizan la eficiencia del proceso. La singularidad de este proyecto se acentúa al trabajar con materiales reciclados para la fabricación de las probetas. Estas probetas, resultantes del uso del molde propuesto, no solo cumplirán con los requisitos de ensayo, sino que también contribuirán a la generación de datos cruciales para determinar si los materiales reciclados cumplen con los estándares mínimos tanto en términos de uso como de fabricación, añadiendo un componente sostenible y práctico al proyecto. En cuanto al enfoque técnico, se llevará a cabo un estudio dimensional de la probeta a inyectar, de esta forma podremos tener una idea aproximada de las dimensiones de moldes que necesitaremos. Como en este proyecto se pretende hacer uso de diferentes materiales, eso implica considerar y controlar las contracciones producidas por la inyección de diferentes plásticos. Además, se realizarán cálculos para evaluar la posible deformación a flexión que pueda ocurrir en el puente de expulsión, asegurando la durabilidad y funcionalidad óptima del molde en condiciones variadas. Se llevará a cabo también el cálculo de las dimensiones del sistema de alimentación (mazarota, bebedero(gate)). Por último, se calculará la fuerza de cierre (mínima) que se ha de ejercer para que la pieza se realice correctamente, a partir de este dato podremos hacer la selección de la máquina de inyección. La implementación del diseño del molde se realizará con la ayuda del programa NX Siemens y su módulo especializado en "Diseño de moldes"(Moldwizard). Este software proporcionará una representación visual detallada y precisa del molde antes de su fabricación. Se emplearán bibliotecas de diversos proveedores de productos estandarizados para garantizar que el modelo 3D sea fiel a la realidad, optimizando así el proceso de diseño. Como un componente adicional y esencial del proyecto, se realizarán simulaciones para estudiar el comportamiento del molde y de la pieza en diversas condiciones. Estas simulaciones mostraran el comportamiento dinámico y estático del molde (Simulación de interferencias), además del proceso de llenado del mismo (simulation moldflow) . Estas simulaciones proporcionarán una comprensión profunda de cómo el molde responde a diferentes presiones, temperaturas y ciclos repetitivos intensos, permitiendo ajustes y mejoras antes de la implementación práctica. En conclusión, este TFG se propone calcular y documentar de manera integral todo el proceso, desde la concepción de la demanda del cliente hasta el montaje del molde y su funcionamiento. Además, el proceso que se sigue en este proyecto es el protocolo que se usa en una empresa real, dedicada al sector del diseño de moldes para automoción, de esta forma en caso de querer llevar a cabo el proyecto sería totalmente posible. La combinación de innovación, sostenibilidad y rigurosidad técnica define la esencia de este proyecto ambicioso y multidisciplinario.

[EN] Design, manufacture and assembly of a mold for the main object of this TFG is to carry out the design, manufacture and assembly of a mold intended for the inspection of test probes, addressing technical and specific specifications proposed by a hipotético client. This last one requires the inspection of probes with different materials (ABS, PP, polyethylene, some of which may be more material in the future) and the need to comply with the standards of ISO 527-2 for plastic traction tests. This innovative proposition consists of the creation of an extremely versatile mold, capable of supporting the injection of a diverse range of materials. To log this, we plan to design male and female males in "Postizo". This will allow the efficient interchange of mold components, such as posts, facilitating the transition between the insertion of different materials without requiring significant changes in the rest of the mold components, such as portamold plates or ejector plates. In essence, we aspire to the creation of interchangeable molds that optimize the efficiency of the process. The uniqueness of this project depends on the work done with recycled materials for the manufacture of the probes. These probes, resulting from the use of the mold propuesto, do not only comply with the testing requirements, otherwise they also contribute to the generation of crucial data to determine whether the recycled materials are combined with the minimum standards both in terms of use as manufacturing, añadiendo a sustainable and practical component of the project. In the technical setting, we will take a dimensional study of the probe to be inspected, in this form we can have an idea approximate to the dimensions of the molds that we need. As this project claims to have use of different materials, it involves considering and controlling the contractions produced by the insertion of different plastics. In addition, calculations are made to evaluate the possible flexural deformation that may occur in the expulsion port, ensuring the durability and optimal functionality of the mold in varying conditions. You will find the cable as well as the calculation of the dimensions of the power system (mazarota, baby(gate)). Finally, calculate the amount of steel (minimum) that must be ejected so that the pie is made correctly, from this data we can select the injection machine. The implementation of the mold design will be carried out with the NX Siemens program and its module specialized in Mold design (Moldwizard). This software provides a detailed and accurate visual representation of the mold before its manufacture. Please use various libraries of standardized products to ensure that the 3D model is realistic, optimized as well as the design process. As an additional and essential component of the project, simulations are carried out to study the behavior of the mold and the piece in various conditions. These simulations show the dynamic and static behavior of the mold (Simulation of interferences), in addition to the flow process of the mismo (moldflow simulation). These simulations provide a deep understanding of how the mold responds to different pressures, temperatures and repetitive, intense cycles, allowing adjustments and improvements before practical implementation. In conclusion, this TFG intends to calculate and document the entire process, from the design of the customer's request to the assembly of the mold and its operation. Furthermore, the process that is located in this project is the protocol that is used in a real company, dedicated to the sector of the design of molds for automoción, of this form in case of requesting the cable of the project will be totally possible. The combination of innovation, sustainability and technical rigor defines the essence of this ambitious and multidisciplinary project. The skills that the TFG has: The student must design in 3D with a computer, competencia (03-E), the type of piece that must perform its

[CA] El present treball, de caràcter teòric-empíric, té com a principal objectiu dissenyar un motlle d'injecció de provetes d'assaig de tracció amb la norma ISO 527-1 i 527-2 amb resposta als desafiaments tècnics i específics proposats per un determinat client. Si bé, en la consecució d'aquest objectiu es pren en consideració l'impacte mediambiental per la qual cosa, atenent els nous reptes i reptes de producció, s'opta per la utilització de polímers reciclables i/o reciclats per generar la proveta amb la finalitat de reduir aquest impacte mitjançant un sistema més sostenible i compromès amb el seu entorn.En el cas concret abordat en aquest estudi, es requereix la injecció de provetes amb diferents materials com l'ABS, el PP o el polietilè (fins i tot en un futur podrien arribar a ser més) i la necessitat de complir amb els estàndards de la norma ISO 527 -2 per a assaigs de tracció de plàstic. Aquestes provetes, resultants de l'ús del motlle proposat, no només compliran els requisits d'assaig, sinó que també contribuiran a la generació de dades transcendentals per determinar si els materials reciclats, que afegeixen el component de sostenibilitat, compleixen els estàndards mínims tant en termes dús com de fabricació.