Guía completa sobre el ángulo de dibujo para moldeo por inyección
El momento de la verdad en el moldeo por inyección ocurre cuando las dos mitades del molde de acero se separan. En ese instante, Un conjunto complejo de fuerzas determina el destino de la parte recién formada. ¿Se expulsará limpia y perfectamente?? ¿O será una lucha?, resultando en un daño, Componente rechazado? La respuesta a esta pregunta suele reducirse a una de las más sencillas, pero el más crítico, Características en el diseño de piezas plásticas: El ángulo del tiro.
Un ángulo de tiro en moldeo por inyección es un pequeño cónico, medido en grados, aplicado a las caras verticales de una pieza. Esta ligera inclinación no es una elección estética; Es un requisito fundamental para la fabricabilidad. La estrecha permite que la pieza se libere limpiamente del molde. Previene daños tanto en la pieza como en la herramienta. También garantiza una suavidad, eficaz, y proceso de fabricación rentable.
Como líder en Diseño para la Manufacturabilidad (DFM), GD-Prototyping ha revisado miles de diseños de piezas. Sabemos que el dibujo adecuado es la piedra angular de un proyecto exitoso de moldeo por inyección. Esta guía ofrece una profunda, Explicación técnica de qué es el borrador, Por qué es esencial, y cómo aplicarlo correctamente.
La física de la eyección: Por qué el draft no es opcional
Para entender por qué una simple reducción de alcohol es tan crítica, Hay que entender las fuerzas invisibles que actúan dentro de un molde de acero. A medida que el plástico fundido se solidifica, no se limita a descansar dentro de la cavidad. Funciona activamente en contra de un lanzamiento limpio. Una parte con paredes perfectamente verticales (cero borrador) debe luchar contra tres poderosas fuerzas físicas durante la eyección.
La fuerza de la contracción
Todos los plásticos se encogen al enfriarse y pasar de ser fundidos a sólidos. Esta contracción es una contracción volumétrica. Dentro del molde, Esto provoca que la parte de plástico se agarre firmemente a la "núcleo" la mitad del molde (la mitad masculina que forma las características internas de la parte). La fuerza de este agarre puede ser inmensa. Es como una abrazadera potente que sujeta la pieza en su sitio. Un ángulo de tiro transforma esta fuerza de agarre perpendicular en una fuerza angulada. Esto permite que la pieza se libere del núcleo con mucha menos resistencia a medida que los pasadores eyectores la empujan.
La fuerza de fricción
Durante la eyección, La pieza debe deslizarse por la superficie del molde al ser empujada hacia fuera. Una pieza con tiraje cero tiene toda su superficie vertical en posición directa, contacto constante con la pared de molde de acero. Esto genera una enorme cantidad de fricción. El sistema eyector debe aplicar una fuerza extrema para superar esta fricción. Esta fuerza tan alta puede dañar la pieza. Un ángulo de tiro de solo uno o dos grados significa que en cuanto la pieza empieza a moverse, sus superficies se separan inmediatamente de las paredes de moho. Esto reduce drásticamente la superficie de contacto, minimizando la fricción y permitiendo una liberación suave.
La fuerza del vacío
Puede formarse un vacío entre la pieza y la superficie del molde, Especialmente con Deep, Características no ventiladas. Esto ocurre cuando la pieza se enfría y se encoge, creando una bolsa sellada de baja presión que succiona eficazmente la pieza hacia el molde. Esta fuerza de vacío puede ser sorprendentemente fuerte. Puede impedir que la pieza se libere. Un ángulo de tirado permite que entre una pequeña cantidad de aire entre la pieza y el molde tan pronto como comienza la eyección. Esto rompe inmediatamente el vacío y permite que la pieza se libere libremente. Un diseño con el calado adecuado está en una batalla constante contra estas tres fuerzas.
Las consecuencias de un reclutamiento insuficiente
Ignorar la necesidad de la corriente de aire es uno de los errores más comunes y costosos en el diseño de piezas de plástico. Un diseño con un calado nulo o insuficiente no es un diseño fabricable. Intentar moldear una pieza así provocará una serie de problemas, Desde pequeños defectos estéticos hasta fallos catastróficos en la producción.
Qué ocurre cuando una pieza no tiene corriente de aire?
1. Marcas de arrastre y rayado Esta es la consecuencia más común e inmediata de un calado insuficiente. A medida que la pieza se fuerza fuera del molde, sus paredes verticales raspan violentamente contra la superficie rígida de acero. Esta acción de raspado deja largas, líneas antiestéticas o marcas de arañazos en la superficie de la pieza. Estos "marcas de arrastre" son un defecto estético claro. Para cualquier producto donde la apariencia sea importante, Esto provocará una alta tasa de rechazo.
2. Daños o roturas de piezas Las altas fuerzas necesarias para expulsar una pieza de tiraje cero pueden causar daños físicos. Rasgos frágiles como la altura, costillas finas, Jefes sin apoyo, o los chasqueos delicados son especialmente vulnerables. Estas características pueden doblarse fácilmente, quebrar, o se despega completamente durante el estresante proceso de eyección. Esto resulta en una pieza funcionalmente fallida y material desperdiciado.
3. Marcas de pasadores eyector y blanqueamiento por tensión Para superar las fuerzas de fricción y contracción, Los pasadores eyectores deben empujar con una presión extrema. Esta fuerza localizada puede salir de profundidad, hendiduras o marcas permanentes en la superficie de la pieza. En algunos casos, Los pasadores pueden presionar tanto que hacen que el plástico se deforme y blanquee por el estrés. En los peores casos, Los pasadores pueden atravesar una pared delgada, destruyendo la parte por completo.
4. Piezas atascadas y daños por moho Este es el resultado más grave. La pieza se queda tan firmemente atascada en el molde que el sistema eyector no puede retirarla. Esto detiene completamente la producción. Una pieza atascada puede requerir que un técnico la despliegue manual y con fuerza de la herramienta. Este proceso consume mucho tiempo. También conlleva un alto riesgo de dañar los costosos, Superficie mecanizada con precisión de la propia herramienta de molde. Un arañazo o una rendición en el molde puede ser extremadamente caro de reparar.
Cómo aplicar correctamente el ángulo de tiro
Aplicar borrador es un proceso sencillo en cualquier software CAD moderno. Sin embargo, debe hacerse con un entendimiento claro de la orientación de la pieza en el molde. La clave para la aplicación correcta es la línea de separación.
Una guía práctica para aplicar el borrador
1. Identificación de la línea de despedida La línea de separación es la línea en la parte donde se encuentran las dos mitades del molde (El núcleo y la cavidad) encontrar. El "Dirección de tracción" o la dirección de la abertura del molde es siempre perpendicular a esta línea de separación. Todos los ángulos de tiro deben aplicarse en relación con esta dirección de tracción. La pieza debe diseñarse para que se amenuce alejándose de la línea de separación. Esto permite que el molde se abra y la pieza se libere limpiamente.
2. El "Núcleo" y "Cavidad" Lados Una pieza moldeada tiene dos caras respecto al molde. El "cavidad" el lado es el exterior, a menudo superficial estética, formada por la mitad femenina del molde. El "núcleo" el lado es el interior, a menudo superficie no estética, formada por la mitad masculina del molde. A medida que el plástico se encoge, Se despega del lado de la cavidad pero se agarra al lado del núcleo. Por esta razón, Características en el lado central (Como el interior de una caja) normalmente requieren más calado que las características del lado de la cavidad.
3. Aplicación del Tiro a Costillas y Bosses Las costillas y los bloques son características comunes que son perpendiculares a las paredes principales de una pieza. También deben tener un calado aplicado en sus caras verticales. Alto, Las costillas finas sin corriente casi seguro se rompen durante la eyección. Por norma general, Cada lado de una costilla debe tener un mínimo de 0.5 Para 1 Grado de Draft.
4. Apagones de manejo Un cierre es una zona donde las mitades del núcleo y la cavidad del molde se tocan para crear un agujero o ranura en la pieza. Si estas caras de encuentro son perfectamente paralelas a la dirección de la tracción (cero borrador), Los bordes afilados del acero se desgastan rápidamente con el tiempo. Esto lleva a flash. Aplicando un mínimo de 3 Para 5 Los grados de tiraje a las caras de cierre aseguran un sellado robusto y aumentan significativamente la vida útil de la herramienta de molde.
El Vínculo Crítico: Textura superficial y ángulo de dibujo
La cantidad de calado requerida no es ni una sola, Número universal. Depende mucho del acabado superficial final de la pieza. Un suave, La superficie pulida requiere menos tirado que una rugosa, Superficie texturizada. Esta es una consideración crítica que a menudo pasa desapercibida para los diseñadores novatos.
¿Cómo afecta el acabado superficial al tirado requerido??
Una superficie texturizada en un molde se crea mediante procesos como el granadura de cuentas o el grabado químico. A nivel microscópico, Estas texturas crean un paisaje complejo de pequeños socavos. El plástico fluye hacia estos socavos durante el moldeo. Esto hace que la pieza se agarre mucho más fuerte a la superficie del molde que una lisa, la superficie pulida. Para liberar la pieza limpiamente sin raspar ni dañar esta delicada textura, Se requiere un ángulo de tiro significativamente mayor.
La regla general es sencilla: cuanto más rugosa es la textura, Cuanto más borrador necesites. Seguir un conjunto de directrices establecidas es la mejor práctica.
- Una superficie altamente pulida (como SPI-A1 para piezas ópticas) a veces puede ser expulsado con tan poco como 0.5 Grados de Draft.
- Una superficie estándar con acabado mecanizado (SPI-C1) requiere un mínimo seguro de 1 Para 2 Grados de Draft.
- Una superficie con un acabado de ráfaga de cuenta ligera (SPI-D1) o una textura muy clara requiere un mínimo de 3 Grados de Draft.
- Una pieza con textura de grano densa o compleja (como un acabado de cuero o madera) puede requerir 5 grados de tirado o incluso más para asegurar una liberación limpia.
Tabla de Directrices de Ángulo de Tiro
Esta tabla proporciona una referencia rápida de los ángulos mínimos recomendados de calado para diversas condiciones. Aplicar estas reglas generales durante la fase de diseño mejorará drásticamente la fabricabilidad de tu pieza.
| Tipo de característica / Condición | Draft mínimo recomendado | Razón / Buenas prácticas |
| Características de la mayoría (Acabado liso) | 1.5 - 2 grados por lado | Una caja fuerte, línea base universal para la mayoría de las piezas sin textura. Garantiza una liberación fácil. |
| Características profundas (>25milímetro / 1 Una pulgada de profundidad) | 2 - 3 grados por lado | Características más profundas generan más fricción y fuerza de vacío, Requiere un borrador adicional. |
| Textura clara (P ej.., Explosión de cuentas) | 3 grados por lado | Se necesita un tirado adicional para superar el agarre de los microscópicos recortes en la textura. |
| Textura densa (P ej.., Grano de cuero) | 5+ grados por lado | Se requiere una corriente de aire considerable para evitar que la pieza raspe y dañe la delicada textura durante la eyección. |
| Apagones (Sello Metal contra Metal) | 3 - 5 Grados | Evita que los bordes afilados del acero de la herramienta se desgasten con el tiempo, lo que llevaría a Flash. |
Principios de diseño relacionados para la fabricabilidad
El ángulo de tiro no existe en el vacío. Forma parte de un enfoque holístico del Diseño para la Manufacturabilidad (DFM). Funciona junto con otros principios clave de diseño para crear una pieza exitosa.
Espesor uniforme de pared
Esta es otra regla fundamental del moldeo por inyección. Mantener un grosor de pared constante evita deformaciones. Una parte deformada puede ser extremadamente difícil de expulsar, Aunque tenga un calado adecuado, porque la distorsión hace que se quede en el molde. Los principios de un uniforme Grosor de pared para ABS u otros materiales están por tanto directamente vinculados a la efectividad del ángulo de tiro.
Radios generosos
Utilizar radios generosos en todas las esquinas interiores y exteriores es otra práctica crítica. Las esquinas afiladas generan concentraciones de tensión en la pieza. También dificultan que el plástico fundido fluya suavemente hacia la cavidad del molde. Esquinas redondeadas, Trabajando junto con un ángulo de tiro adecuado, mejora tanto la resistencia de la pieza como su capacidad para liberarse limpiamente del molde.
Prevención de defectos cosméticos
Un tirado adecuado es una herramienta clave para prevenir defectos cosméticos. Reduciendo las fuerzas necesarias para la eyección, minimiza el riesgo de marcas de arrastre, Raspado, y marcas de tensión de los pasadores eyectores. Una pieza bien diseñada con un calado adecuado tiene muchas más probabilidades de tener un resultado perfecto, Superficie estética sin imperfecciones. Las mismas tensiones que causan deformaciones también pueden contribuir a otros defectos. Puedes obtener más información en nuestra guía de Correcciones de marcas de hundimiento.
Conclusión
El ángulo de tirado es un requisito fundamental e innegociable para una pieza moldeada por inyección bien diseñada. Es una característica sencilla que resuelve los complejos desafíos físicos de la contracción del plástico, fricción, y presión de vacío. Aplicando un pequeño estrechamiento a todas las caras verticales, Un diseñador se asegura de que la pieza pueda fabricarse de forma eficiente, confiablemente, y con un acabado superficial de alta calidad. Ignorar el aire de aire provoca daños en las piezas, Herramientas rotas, y costosos retrasos en la producción.
Comprender e implementar correctamente el boceto es una característica distintiva de un diseñador de piezas experimentado. En GD-Prototipado, nuestro equipo de ingenieros proporciona feedback experto sobre DFM en cada proyecto. Ayudamos a nuestros clientes a optimizar sus diseños para asegurar que cada pieza esté perfectamente diseñada y lista para una fabricación impecable.
