Fuerza de cierre (clamping force)Para verificar si la fuerza de cierre de la máquina a seleccionar para el proceso de inyección de una pieza plástica será suficiente, deberá considerarse la superficie proyectada de la pieza sobre el plano paralelo a la superficie de las placas por la presión de inyección en la cavidad, necesaria para inyectar tal pieza. Es recomendable que la fuerza de cierre máxima de la máquina a seleccionar, sea aproximadamente un 20% superior a la necesaria para la inyección de la pieza en cuestión.

El método rápido, es multiplicar la superficie proyectada de la cavidad (en cm2 o in2, según la columna que se use de la tabla), por la presión en la cavidad, que es diferente según la resina, según se muestra en la siguiente tabla, donde se consideran también la influencia de paredes delgadas y flujos largos de resina desde el punto de inyección hasta el punto más alejado.

Resina tonnes/in2 ton/cm2

PS (GPPS) 1.0 - 2.0 0.155 - 0.31PS (GPPS) (paredes delgadas) 3.0 - 4.0 0.465 - 0.62HIPS 1.0 - 2.0 0.155 - 0.31HIPS (paredes delgadas) 2.5 - 3.5 0.388 - 0.543ABS 2.5 - 4.0 0.388 - 0.62AS (SAN) 2.5 - 3.0 0.388 - 0.465AS (SAN) (flujos largos) 3.0 - 4.0 0.465 - 0.62LDPE 1.0 - 2.0 0.155 - 0.31HDPE 1.5 - 2.5 0.233 - 0.388HDPE (flujos largos) 2.5 - 3.5 0.388 - 0.543PP (Homo/Copolímero) 1.5 - 2.5 0.233 - 0.388PP (H/Co) (flujos largos) 2.5 - 3.5 0.388 - 0.543PPVC (blando) 1.5 - 2.5 0.233 - 0.388UPVC (rígido) 2.0 - 3.0 0.31 - 0.465PA6, PA66 4.0 - 5.0 0.62 - 0.775PMMA 2.0 - 4.0 0.31 - 0.62PC 3.0 - 5.0 0.465 - 0.775POM (Homo/Copolímero) 3.0 - 5.0 0.465 - 0.775PET (Amorfo) 2.0 - 2.5 0.31 - 0.388PET (Cristalino) 4.0 - 6.0 0.62 - 0.93PBT 3.0 - 4.0 0.465 - 0.62CA 1.0 - 2.0 0.155 - 0.31PPO-M (no reforzado) 2.0 - 3.0 0.31 - 0.465PPO-M (reforzado) 4.0 - 5.0 0.62 - 0.775PPS 2.0 - 3.0 0.31 - 0.465

Los datos de la tabla son valores promedio, que surgen de la práctica

Si se desea calcular la fuerza de cierre necesaria con más exactitud, se deberá considerar con mayor precisión, la influencia del espesor de la pieza inyectada (se considerará el menor espesor en todo el recorrido de la resina) y el largo del flujo de la resina desde el punto de inyección hasta el punto más lejano. Se tomará en consideración la relación largo de flujo/espesor de pared. También es recomendable utilizar un factor de corrección por la viscosidad.

En la figura se esquematiza el flujo de la resina en la pieza, para visualizar lo que denominamos el Largo del Flujo.

En las curvas siguientes se puede obtener para cada curva largo de flujo/espesor de pared, entrando con el espesor en el eje de las abscisas, la presión en la cavidad en el eje de las ordenadas.

La presión en la cavidad esta expresada en bar (1 bar = 1,02 Kg/cm2). Por lo tanto, la presión obtenida en el eje de las ordenadas habrá que multiplicarla por 1,02 para obtener la presión en Kg/cm2.Finalmente, en la tabla siguiente, se obtiene el factor de corrección, teniendo en cuenta la viscosidad de la resina.

RESINA FACTOR POR VISCOSIDAD

GPPS (PS) 1

PP 1 – 1.2

PE 1 – 1.3

PA6 o PA66, POM 1.2 – 1.4

Celulósicos 1.3 – 1.5

ABS, ASA, SAN 1.3 – 1.5

PMMA 1.5 – 1.7

PC, PES, PSU 1.7 – 2.0

PVC 2

Luego aplicando la fórmula siguiente, se obtendrá la fuerza de cierre necesaria, que deberá tener la inyectora, expresada en Kg.

Fc = Ap . Pi

Dónde:Fc: Fuerza de cierreAp: área proyectadaPi: presión de inyección

Ejemplo prácticoPara la siguiente pieza dada (material ABS)

1.- Cálculo de área proyectadaÁrea de la pieza(Largo x ancho x cantidad de cavidades) - (área del agujero x cantidad)(80 mm x 40 mm x 2 ) - (3,14 x (10 mm)2 x 2 )+Área de la coladaLargo x diámetro40 mm x 5 mm

Ap = 6286 mm2 = 62,86 cm2

2.- Cálculo recorrido de flujoColada + pieza

(60 + 20) + ( )

Recorrido de flujo = 136,57mm

3.- Cálculo de la relación de flujo y determinación de la presión de la cavidadRf = Recorrido de flujo / Espesor de paredRf = 136,57 mm / 0,8 mm = 170,71Es decir, relación de flujo = 170:1

Con la relación de flujo (170:1) y el espesor de pared (0,8mm), del gráfico se deduce que la presión de la cavidad es 460bar = 469,2Kg/cm2

4.- Cálculo de la presión de inyecciónPi = Presión de la cavidad x factor de correcciónPi = 469,2Kg/cm2 x 1,4 (ABS)Pi = 656,88Kg/cm2

5.- Cálculo de la fuerza de cierreFc = Área proyectada x Presión de inyecciónFc = 62,86 cm2 x 656,88Kg/cm2

Fc = 41291Kg

Por lo que la máquina de inyección deberá tener una fuerza de cierre mínima de 41Tn para poder inyectar la pieza. Considerando un 20% más nos dará alrededor de 50Tn.Los cálculos del área proyectada pueden ser un tanto más complejos dependiendo de la forma de la pieza a inyectar.

Otros factores a tener en cuenta a la hora de la selección de la inyectora adecuada para la pieza a producir será la capacidad de inyección y de plastificación, para conocer si la unidad de inyección puede llenar la cavidad del molde con el material plastificado. Estos datos son suministrados por el fabricante de inyectoras.Además se deberá tener en cuenta el tamaño del molde respecto de la placa; un molde demasiado pequeño puede provocar que la placa se deforme o incluso se rompa en un caso extremo. Un molde relativamente chico para la máquina en cuestión puede provocar también que el molde no cierre bien, precisamente por la deformación de la placa generándose rebabas en las piezas.

Resina Abreviatura P.E. a temperatura de plastificación (Kg/dm3)

Poliestireno para propósitos generales GPPS (PS) 0.886 - 0.901

Poliestireno de alto impacto HIPS 0.895 - 0.917

Acrilonitrilo-butadieno-estireno ABS 0.895 - 0.908

Estireno-acrilonitrilo AS (SAN) 0.907 - 0.917

Polietileno de baja densidad LDPE 0.730 - 0.740

Polietileno de alta densidad HDPE 0.752 - 0.772

Polipropileno PP 0.712 - 0.737

Policloruro de vinilo (blando) PPVC 1.050 - 1.389

Policloruro de vinilo (rígido) UPVC 1.134 - 1.219

Poliamida-6 PA-6 0.958 - 0.995

Poliamida-66 PA-66 0.958 - 0.995

Polimetil metacrilato PMMA 0.996 - 1.012

Policarbonato PC 1.018 - 1.037

Poliacetal POM 1.187 - 1.214

Polietilen tereftalato PET 1.129 - 1.172

Polibutilen tereftalato PBT 1.102 - 1.113

Acetato de celulosa CA 1.074 - 1.104

Polioxido de fenileno modificado PPO-M 0.873 - 0.890

Polisulfuro de fenileno PPS 1.075 - 1.109