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Núcleo Del Molde Y Cavidad Del Molde: Diferencias Y Consideraciones De Diseño

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núcleo del molde y cavidad del molde imagen destacada

En moldeo por inyecciónEl "núcleo y la cavidad del molde" se refieren a las piezas de precisión utilizadas en el corazón del molde para sus operaciones clave. La estructura del núcleo y de la cavidad suele ser extremadamente compleja, lo que hace que su fabricación sea difícil y costosa, a menudo con gastos de mano de obra muy superiores a los costes de material. La elección del material para el núcleo y la cavidad afecta directamente al coste del molde y a su vida útil.

machos de molde y cavidades de molde en FirstMold

Para los diseñadores de productos o los que necesiten servicios de fabricación de moldes o servicios de producción en serie de piezas de plástico, la compra incluye el diseño del molde, la fabricación de las piezas del molde (principalmente el núcleo y la cavidad), el montaje del molde, la viabilidad del molde para la producción por inyección, control de calidady la eficacia de la producción, entre otros aspectos.

Para los fabricantes de moldes, tras completar el diseño del molde, el principal objetivo del departamento de fabricación es el núcleo y la cavidad. Esto pone de relieve la importancia del núcleo y la cavidad en la composición del molde.

Hoy vamos a explorar la parte más crucial de la composición del molde: el núcleo y la cavidad.

¿Qué es el núcleo y la cavidad?

El núcleo y la cavidad incluyen la cavidad del molde y el núcleo del molde, que se combinan estrechamente para formar la forma general e interna estructura del molde. La cavidad del molde se encarga principalmente de formar la forma y la estructura internas del producto y de controlar su precisión. A la inversa, el núcleo del molde forma principalmente la forma y la estructura externas del producto, completando el moldeo global del producto.

Diferencias entre el núcleo y la cavidad

Además de las funciones primarias mencionadas, las diferencias entre la cavidad y el núcleo se reflejan en los siguientes aspectos:

cavidad del molde de un producto secador de pelo
Cavidad del molde
Núcleo de molde con plástico moldeado en su interior
Núcleo de molde con plástico moldeado en su interior

Diferencias de procedimiento durante la inyección

Durante el proceso de inyección, existen algunas diferencias en los pasos del procedimiento entre el núcleo y la cavidad. Los gránulos de plástico entran en un espacio cerrado del molde a través de una cavidad (tenga en cuenta que este espacio cerrado está formado por dos partes, pero lo más frecuente es que este espacio se considere parte de la cavidad, de ahí que muchos lo denominen también cavidad del molde).

En este momento, el núcleo del molde se ajusta firmemente a la cavidad. Cuando el plástico fundido se enfría hasta alcanzar un estado sólido, el núcleo se abre y el producto que contiene es expulsado a través del sistema de expulsión. Tenga en cuenta que, durante todo este proceso, la cavidad permanece inmóvil, mientras que el núcleo se mueve.

Resistencia a la presión diferencial

Debido a las diferencias de forma y función, el núcleo y la cavidad soportan presiones diferentes. La cavidad suele tener que soportar presiones más altas porque necesita llenar completamente la cavidad del molde con el material del producto durante el proceso de moldeo y garantizar la integridad de la estructura interna del producto. El núcleo soporta presiones más bajas, principalmente para dar al producto un aspecto perfecto.

Selección del material para la cavidad y el núcleo

También hay algunas diferencias en la selección de materiales para el núcleo y la cavidad. Dado que la cavidad tiene que soportar una presión y un desgaste mayores, suele requerir materiales más resistentes al desgaste, como el acero aleado o el carburo. El núcleo puede utilizar materiales relativamente más blandos, como aleaciones de aluminio, para llenarse y enfriarse mejor durante el proceso de moldeo del producto.

Ciclo de uso y variabilidad del mantenimiento

El ciclo de uso y el mantenimiento del núcleo y la cavidad también difieren. Dado que la cavidad sufre mayor presión y desgaste, su vida útil suele ser más corta. Las empresas fabricantes suelen sustituir la cavidad con regularidad para garantizar la calidad del producto y la eficacia de la producción. En cambio, el núcleo está sometido a menos desgaste y presión, por lo que su vida útil es relativamente más larga.

¿Cómo diferenciar el núcleo de la cavidad?

Los métodos para diferenciar entre el núcleo y la cavidad incluyen principalmente:

Observar la apariencia:

La cavidad del molde suele tener un aspecto más liso, con protuberancias y rebajes bien definidos, mientras que el núcleo del molde tiende a tener un aspecto más rugoso, con agujeros y marcas de corte. El aspecto de la cavidad y el núcleo puede no presentar diferencias notables, dependiendo del tipo y la finalidad del molde.

Método de detección y prueba:

Determine las funciones y posiciones de la cavidad y el núcleo mediante la detección y las pruebas, incluidas las pruebas de posicionamiento, sujeción y presión.

Observar la estructura:

La estructura del núcleo y de la cavidad difiere; la cavidad suele contener componentes como botones o clips para facilitar el desmontaje y el montaje, mientras que el núcleo incluye piezas críticas como las juntas de las piezas y los manguitos del molde.

Comprobación de la línea de separación y del pasador:

El núcleo y la cavidad tienen formas diferentes para líneas de separación y pasadores, lo que ayuda a confirmar sus posiciones.

Peso y material de observación:

La cavidad suele ser más ligera que el núcleo y suele utilizar materiales con mayores requisitos de resistencia al desgaste y dureza, como el acero para herramientas o el acero aleado, mientras que el núcleo suele utilizar hierro fundido, acero o aleaciones.

Comprobación de las marcas:

Tras desmontar el molde, preste atención a las marcas de las partes del núcleo y de la cavidad. Por ejemplo, la cavidad puede estar marcada con "F" o "1", mientras que el núcleo puede tener "R" o "2".

Observar la forma y el posicionamiento del producto:

Observando la forma del producto y las superficies de contacto y los pasadores de posicionamiento de la cavidad y el núcleo, se puede juzgar preliminarmente su posición.

Estos métodos pueden utilizarse individualmente o en combinación para diferenciar con mayor precisión entre el núcleo y la cavidad.

Fabricación de la cavidad y el núcleo del molde

El proceso de fabricación y procesamiento de la cavidad y el núcleo del molde comparte similitudes pero también presenta algunas diferencias, que se detallan a continuación:

1. Preparación del material

Antes de iniciar el proceso de mecanizado, es necesario preparar los materiales necesarios. El tipo y el tamaño del núcleo del molde y el material de la cavidad dependen del tipo y las especificaciones del molde. Además, hay que preparar varias herramientas, útiles y materiales auxiliares necesarios para el mecanizado.

2. Fresado tradicional

El mecanizado inicial se realiza en una fresadora, incluyendo el taladrado de orificios de refrigeración, el roscado de orificios, el taladrado y roscado de orificios para tornillos, el taladrado y escariado pasador eyector agujeros, numeración del molde, ángulos de referencia, etc. Estos pasos deben realizarse con precisión según los requisitos del plano para garantizar que la forma y el tamaño del núcleo y la cavidad se ajustan al diseño.

3. Mecanizado CNC

El mecanizado en bruto se realiza en una Centro de mecanizado CNC, trabajando en la forma y los rasgos. Mecanizado CNC Completa eficazmente el corte de formas complejas garantizando la precisión y la calidad de la superficie.

4. Tratamiento térmico

La cavidad y el núcleo se someten a un proceso de tratamiento térmico según los requisitos del diseño para conseguir la dureza y la resistencia al desgaste deseadas. Durante el proceso de tratamiento térmico, es importante controlar parámetros como la temperatura, el tiempo y la velocidad de enfriamiento para garantizar que los resultados cumplen las especificaciones.

5. Rectificado

El acabado se lleva a cabo en una rectificadora, incluyendo el rectificado de los ángulos de seis caras a dimensiones de precisión para ajustarse al tamaño del bastidor, etc. Los requisitos de precisión para las dimensiones externas son estrictos, lo que requiere un rectificado y un acabado precisos. Si el núcleo o la cavidad es de una sola pieza, sus dimensiones externas deben ser 0,03 mm-0,05 mm inferiores a las dimensiones de embutición. Si es en dos piezas, las dimensiones externas combinadas de las dos piezas deben ser de 0,03 mm-0,05 mm menos que las dimensiones de embutición, con una perpendicularidad de 0,01 y un paralelismo de 0,01.

6. Acabado CNC

Para los núcleos y cavidades de moldes que requieren una mayor precisión, es necesario el acabado CNC. Un centro de mecanizado CNC completa los trabajos de corte de alta precisión, como el grabado de texto y números de molde.

7. Corte de alambre

La tecnología de corte de alambre se utiliza para procesar inserte orificios, orificios del elevador, orificios del pasador eyector, orificios del bebedero, etc.

8. Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

Tecnología EDM se utiliza para el núcleo y la cavidad, como ranuras finas y ranuras estrechas.

9. Pulido de moldes

La superficie del núcleo del molde y de la cavidad se pule para obtener una mejor calidad superficial y cumplir los requisitos de rugosidad. Durante el pulido, debe prestar atención a la dirección y la zona de pulido para evitar dañar otras zonas. Para las zonas que requieren un acabado de espejo, el pulido basto debe ir seguido de un pulido fino después del molde de prueba.

10. Montaje

Todas las piezas se ensamblan para formar un molde completo. Durante el montaje, debe prestarse atención a la precisión de ajuste y a los requisitos de fijación para garantizar que el molde sea estable y fiable en su uso.

11. Moldeo de prueba:

Por último, se realiza una prueba de moldeo de prueba para verificar la calidad del mecanizado y el rendimiento del molde. En el molde de prueba se comprueba si el sistema de compuerta del molde está despejado, si la vía de agua de refrigeración funciona correctamente y si el producto moldeado cumple los requisitos de diseño. Cualquier problema que se descubra durante el molde de prueba debe ajustarse y repararse con prontitud para garantizar que el molde pueda ponerse en producción.

Consideraciones sobre el núcleo y la cavidad en el diseño de moldes

El diseño del núcleo y la cavidad en la fabricación de moldes es complejo y constituye una de las tecnologías básicas de todo fabricante de moldes. Aunque es todo un reto describir en detalle las complejidades del diseño del núcleo y la cavidad dentro de este texto, he aquí algunas sugerencias de referencia para los compañeros de profesión:

Conceptos básicos de diseño

La determinación del grosor del núcleo y la cavidad debe tener en cuenta el grosor básico necesario tras añadir los canales de refrigeración y el grosor necesario para mantener la resistencia del núcleo y la cavidad. La principal consideración para la resistencia del núcleo y la cavidad es su capacidad para soportar la presión de inyección sin causar deformaciones en el molde, lo que podría dar lugar a rebabas en el producto.

El diseño de la resistencia del núcleo y la cavidad debe tener en cuenta:

a. Presión de inyección

b. Área proyectada del producto

c. Altura del producto

d. Espesor del producto

e. Forma del producto

f. Forma de proyección del producto

g. Número total de cavidades del molde.

Ajuste de las dimensiones de seguridad

Cuando se diseña un molde, es esencial estimar primero las dimensiones del núcleo y después el tamaño de la base del molde. La clave para estimar las dimensiones reside en cómo determinar la distancia de seguridad. La elección de la distancia de seguridad afecta significativamente a los costes del molde. Determine el grosor y el tamaño de la cavidad y el núcleo en función de las características del producto, asegurándose de que su anchura cabe entre dos pies de molde. La longitud del núcleo o de la cavidad no debe superar la distancia al perno de retorno.

Dimensiones del producto(mm)Distancia de seguridad(mm)
<2025
20-6030
60-8035
80-30040
300-60045
Tabla de referencia de tamaños de seguridad de núcleos y cavidades

Los datos anteriores sirven como consideraciones estándar, pero en realidad, cada industria e incluso cada pieza pueden tener sus normas de diseño específicas. Si busca información más detallada sobre el diseño, le recomendamos que visite nuestra página de diseño de moldes.

Selección de materiales

La elección del material para el núcleo y la cavidad del molde afecta directamente a la vida útil y al precio del molde. Desde la perspectiva de los productos que se fabrican, si la demanda del producto es baja, la elección de materiales de alta calidad para el núcleo y la cavidad del molde aumenta el coste del molde, lo que supone un aumento de los gastos para la empresa, un desperdicio si la demanda es pequeña. 

Por el contrario, supongamos que la demanda del producto es alta y se seleccionan materiales inferiores para la cavidad del molde y el núcleo. En ese caso, es posible que el molde no cumpla los requisitos de producción, por lo que será necesario un molde nuevo y se reducirá la eficacia de la producción, con el consiguiente aumento de los costes del molde. Para hacer una elección racional del material del núcleo del molde, es crucial comprender los materiales más utilizados y sus características, y es muy importante seleccionar diferentes materiales basándose en la experiencia real de trabajo.

Materiales comunes: P20, 738, 738H, 718, 718H, NAK80, 2316, 2316A, S136, etc. Los materiales utilizados para los moldes templados incluyen el 2344, 8407, SKD11, SKD61, etc.

Características del material:

P20

Generalmente es adecuada para moldes de plástico que requieren gran dureza, tenacidad y resistencia al desgaste. La nitruración puede mejorar la vida útil del molde. Es aplicable a plásticos termoplásticos como PS, PE, PP y ABS sin retardantes del fuego añadidos y es un material de núcleo de molde de uso común con un precio relativamente bajo.

738

Ofrece mejoras en varias propiedades en comparación con el P20, y el 738H ofrece efectos aún mejores y una vida útil del molde correspondientemente más larga.

NAK80

Posee excelentes propiedades de mecanizado y pulido por descarga eléctrica, y se utiliza habitualmente en la fabricación de productos plásticos que requieren una gran transparencia.

2316

Adecuado para moldes que procesan plásticos de alta acidez, ofrece una gran capacidad de pulido y resistencia a los ácidos, se utiliza habitualmente en moldes para conformar materiales plásticos de PVC.

2344

Utilizado normalmente en moldes de plástico duro, su vida útil puede alcanzar hasta 1 millón de ciclos. Sin embargo, debido al elevado coste del molde, es adecuado para productos de plástico con grandes volúmenes de producción. Lo mismo puede decirse de otros materiales para moldes duros como el 8407, el SKD11, etc.

Para terminar

El contenido relacionado con el núcleo y la cavidad está íntimamente relacionado con quienes trabajan en la industria del molde. Dada su importancia en la estructura de los moldes, aunque no se dedique a la fabricación de moldes o al moldeo por inyección, tener un conocimiento básico de ambos puede ser algo beneficioso en sus futuros diseños de productos.

El núcleo y la cavidad son componentes fundamentales que dictan la forma, la estructura y la calidad del producto moldeado final. Comprender cómo funcionan y sus consideraciones de diseño puede mejorar su capacidad para diseñar productos que no sólo sean funcionales y estéticamente agradables, sino también fabricables y rentables. Este conocimiento puede ayudar a salvar la distancia entre los conceptos de diseño y los aspectos prácticos de la producción, lo que dará lugar a proyectos e innovaciones de mayor éxito.

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