Análisis de la tecnología de calentamiento rápido del molde mediante inducción utilizada en el proceso de inyección.

Miñano Guilló, Mario
Aisa Arenaz, Jorge (dir.) ; Marín Herrero, José María Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2022
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Ingeniería Mecánica

Máster Universitario en Ingeniería Industrial

Resumen: En el presente trabajo se estudian las técnicas y características actuales de los diseños de calentamiento inductivo de moldes de inyección implementados hasta el momento. A partir de estos diseños se propone uno concreto, con el que se analiza la influencia de algunos de los factores más importantes en este proceso (intensidad, frecuencia, tiempo de calentamiento…) respecto al resultado final (temperatura de molde, presión de llenado, tiempo de ciclo…). Se plantea un sistema de ecuaciones en 2D simplificado, que representa los principales procesos térmicos que intervienen, resolviéndose mediante el programa de cálculo EES®. Este programa permite obtener de una forma muy rápida el rango en el cual se moverán los valores de entrada y salida del sistema. A partir de estos resultados se crea un diseño en 3D de cada componente y se ensambla, para luego analizarlo mediante el programa de cálculo por elementos finitos Moldflow®, en el que se introducirán valores de entrada que oscilan en el rango estudiado en EES®. Este segundo programa nos permite simular el proceso de inyección real, con una mayor precisión de cálculo e implementando muchas más variables, propias de este proceso de fabricación. Tras los cálculos y simulaciones se puede afirmar que se consigue elevar la temperatura de una superficie de la cavidad del molde de 80C hasta valores en torno a 150C en apenas 5-10 segundos. Esto supone una velocidad de calentamiento relativamente alta, aunque también un coste energético importante, ya que el rango de intensidades empleado en la inducción es de centenares de amperios. A pesar de dicho coste, el calentamiento conseguido es selectivo, ya que permite elevar la temperatura de una superficie en concreto, en lugar de un volumen de molde elevado, como en los métodos convectivo o resistivo. Además, se puede disminuir la intensidad necesaria mediante el aumento de la frecuencia de esa corriente, reduciendo la potencia empleada. El incremento de tiempo de la fase de calentamiento y de la consecuente extensión de la fase de refrigeración suponen una pérdida de productividad en el proceso, como con cualquier método de calentamiento de moldes. Es por ello, que estas técnicas se justifican en casos concretos donde el producto o el proceso requieren de tales efectos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master