Prensas de moldes y molduras 101

Introducción

Las prensas de moldes y molduras se utilizan ampliamente en la industria automotriz para producir una variedad de componentes interiores tales como; paneles de instrumentos, paneles de puertas, molduras interiores, aislamiento y revestimientos para la cabeza, el maletero, el capó y la cubierta trasera. Las prensas también se pueden utilizar para crear cortafuegos, aislantes de espuma y recortar piezas metálicas. Estas prensas de molduras y molduras para automóviles son extremadamente versátiles y pueden diseñarse a medida para satisfacer las aplicaciones específicas de un fabricante. La elección de una prensa de moldes y recortes para las necesidades automotrices requiere un análisis del costo del proceso, la eficiencia y otros requisitos operativos. La creatividad y la complejidad de las piezas que se pueden producir con un molde y una prensa recortadora son infinitas y se limitan a los juegos de herramientas individuales que se utilizan en el conformado.

Higo. 1: Muchas piezas del interior del automóvil se fabrican ampliamente con prensas de molduras y molduras

Materiales y aplicaciones

Hay muchos desafíos a los que se enfrentan los fabricantes de automóviles en una industria tan competitiva. Además de producir automóviles que satisfagan las demandas de los consumidores, los objetivos de costo y volumen, y las regulaciones de seguridad en constante evolución, existen presiones crecientes para crear piezas más livianas y resistentes para mejorar la eficiencia del combustible y las capacidades para resistir el impacto.

La selección de materiales para los procesos de prensa de moldes y molduras es fundamental para el éxito de los fabricantes de automóviles. La estética, la formabilidad, el acabado, el peso, el color, el tacto y el tacto son todos importantes. Las piezas producidas con molduras y molduras a menudo se requieren para albergar y ocultar cables y componentes electrónicos, lo que facilita el montaje, el mantenimiento y el posible reemplazo.

Los plásticos de ingeniería, con baja densidad de material, durabilidad y estabilidad dimensional, han demostrado ser una opción superior para piezas de molduras y molduras de automóviles. Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), policarbonatos (PC), aleaciones ABS / PC, polipropileno (PP), éter de polifenileno modificado (PPE) y anhídrido estireno-maleico (SMA), son solo algunos de los ejemplos de polímeros plásticos modernos. que se utilizan con regularidad.

Estos tipos de plásticos permiten realizar diseños complicados y formas complejas. Se puede fabricar una sola pieza que integra muchas características, lo que da como resultado diseños y acabados perfectos y estéticamente agradables. Puede haber ahorros de costos significativos para los fabricantes, ya que el color se puede agregar directamente a las resinas, las técnicas de acabado pueden dar a los plásticos el aspecto y la sensación de telas complementarias, granulado y pintura de alto / bajo brillo.

Los materiales plásticos poliméricos son adecuados para diseños flexibles y versátiles que dan como resultado componentes de automóvil interiores duraderos, elegantes, estéticamente agradables y resistentes a los arañazos. Las consideraciones sobre vibración, ruido, resistencia a los rayos ultravioleta, clima, emisión de gases y reciclaje de material después de la vida útil son desafíos adicionales que enfrentan los fabricantes de automóviles al diseñar y elegir materiales para sus productos.

Procesos de formación

Existe una serie de procesos de fabricación de automóviles en los que se pueden utilizar prensas de moldes y molduras. Algunos de estos procesos específicos incluyen;

Moldeado de láminas gemelas: este proceso implica ambos métodos de conformado al vacío y conformado a presión de dos láminas simultáneamente dentro de una prensa de platina con temperatura controlada. Cada hoja se calienta primero y se forma al vacío en un molde individual, que se monta en las placas superior e inferior de la prensa. Los platos se juntan rápidamente para mantener las temperaturas y las dos láminas formadas se unen entre sí a alta presión. La pieza resultante es un solo producto hueco que no requiere uniones adicionales.

Higo. 2: Proceso de moldeo de láminas gemelas

El moldeo de láminas gemelas es un proceso que puede adaptarse a muchos materiales y espesores de láminas y se usa comúnmente en la industria automotriz debido al peso ligero y la resistencia de las piezas producidas a medida que los fabricantes de automóviles se esfuerzan continuamente por lograr una mayor eficiencia de combustible. Además, el proceso permite que se utilicen diferentes materiales, como metales y espuma, para llenar los huecos dentro de una pieza moldeada de doble hoja para obtener propiedades aún más versátiles y ventajosas de la pieza terminada. Las piezas automotrices comunes que se pueden producir con este proceso incluyen tanques de combustible, paneles de la carrocería y cualquier pieza que pueda requerir componentes interiores separados o acceso interior.

Moldeo por compresión: proceso de fabricación común que utiliza termoendurecibles, termoplásticos, elastómeros y materiales de caucho para producir piezas que varían en tamaño, grosor y complejidad. Los materiales utilizados generalmente se precalientan y se forman presionando en una cavidad de molde y aplicando una presión controlada. Las piezas de automóvil comunes producidas con moldeo por compresión incluyen; capotas, guardabarros, spoilers y piezas más pequeñas y complejas.

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Higo. 3: Una prensa de moldeo por compresión de 3500 toneladas

Para obtener más información sobre el proceso de moldeo por compresión, consulte el documento técnico Moldeo por compresión 101 .

Termoformado y vacío de plástico: los materiales como el vinilo y los plásticos suaves al tacto que se utilizan ampliamente en los interiores de automóviles terminados se pueden producir mediante el termoformado al vacío y al plástico. Se coloca una hoja de plástico sobre un molde y se calienta, y una prensa forzará un molde hacia la hoja a medida que se forma y crea un sello. Luego se aplica vacío para asegurar que el material tome la forma adecuada del molde. La prensa está configurada de tal manera que el curado se lleva a cabo en un ambiente de temperatura controlada, y luego la pieza de plástico se separa del molde dando como resultado una pieza acabada de alta calidad. Debido a factores como el material y la aplicación de calor, se requieren presiones de formación mucho más bajas con este proceso. Se reducen tanto los costos de herramientas como los requisitos para prensas de alto tonelaje, lo que lo convierte en un proceso viable para piezas para la industria automotriz, ya que se puede usar en diferentes tamaños y cantidades de producción.

Se pueden producir varias piezas y partes para automóviles con termoconformado al vacío y plástico, incluidos parachoques, plataformas de camiones y alfombrillas. Son posibles varios colores, acabados e incluso consideraciones ambientales para los materiales y las piezas finales, lo que lo convierte en un proceso importante para los fabricantes de automóviles, ya que se esfuerzan por atraer a los consumidores y a los diferentes gustos individuales.

Establecimiento de parámetros de proceso

El proceso de moldeado y acabado es siempre específico para las piezas individuales que se crean y el material que se utiliza. Factores como la distribución de calor, el control de temperatura y los métodos de expulsión son solo algunas de las variables además de los parámetros típicos del proceso de prensa.

Tamaño de la cama

La cama de una prensa de moldes y recortes debe poder adaptarse a la huella del conjunto de herramientas más grande esperado. La orientación de la pieza es importante para la formación general, pero también determinará los requisitos generales para las dimensiones del lecho. El acceso amplio a la cama desde los cuatro lados de la prensa es ventajoso para el manejo manual y automático de materiales y piezas.

Tonelaje y Velocidades

Con las piezas de molduras y molduras de automóviles, los requisitos generalmente no superan las 300 toneladas. Una prensa con tonelaje que se aplica más allá de lo requerido puede causar un consumo excesivo de energía y desgaste de las herramientas.

El recorte de piezas requiere tonelajes adecuados para la forma en que se cortará la pieza terminada en función de la geometría, el material y las herramientas específicas.

Se puede controlar una prensa hidráulica de moldes y recortes para que se abran y cierren tan rápido como sea necesario. Pero con las piezas de molduras y molduras, la velocidad y los tiempos de ciclo para la producción a menudo dependen de la presión necesaria y los requisitos de calentamiento y enfriamiento para formar las piezas y el material individuales. La complejidad de la pieza, el acabado de la superficie y la manipulación son a menudo factores limitantes de la rapidez con la que se pueden producir las piezas en lugar de la velocidad de la prensa en sí.

Trazo y luz del día

Debe haber suficiente luz natural entre las caras de la herramienta completamente retraídas para permitir la extracción de la pieza terminada de la prensa. En la práctica, esto se traduce en luz del día que es aproximadamente el triple de la carrera de prensa. Si se utilizará una prensa para producir más de una pieza, la carrera y la luz del día deben adaptarse a las herramientas más grandes esperadas. Es posible que se requieran espacios libres adicionales para adaptarse al enfriamiento del troquel, al calentamiento del troquel, al acceso de robot o alimentador y herramientas de cambio rápido.

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Higo. 4: Prensa de moldes y recortes de 250 toneladas

Prensas hidráulicas para moldes y recortes

Las prensas hidráulicas de moldes y molduras pueden diseñarse a medida y equiparse con sistemas de control eléctrico para garantizar una solución óptima para las aplicaciones de fabricación de automóviles. Las consideraciones de repetibilidad y precisión, así como la capacidad de controlar los tonelajes y la presión de formación, son esenciales para una producción eficiente y exitosa. Las prensas hidráulicas ofrecen versatilidad y se pueden utilizar para producir una variedad de piezas intercambiando herramientas.

Algunas de las opciones con las que se puede equipar una prensa hidráulica de moldes y recortes incluyen:

  • Platos calentados
  • Mesas basculantes
  • Platos giratorios de 180 grados
  • Sistemas de nivelación de piñón y cremallera
  • Apoyos rodantes / lanzaderas
  • Sistemas de vacio
  • Eyectores
  • Puñetazos
  • Circuitos auxiliares para funciones de núcleo / expulsión
  • Paquete de diagnóstico remoto

Con un sinfín de opciones y paquetes diferentes que se pueden personalizar, las prensas de molduras y molduras hidráulicas siguen siendo una opción flexible y duradera para los fabricantes de automóviles. Los fabricantes de automóviles suelen ofrecer una serie de niveles de equipamiento con cada automóvil, y sus diseños pueden someterse a programas de actualización en tan solo uno o dos años. Es importante que las prensas hidráulicas de moldes y recortes tengan la capacidad de adaptarse a este entorno en constante cambio.

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Higo. 5: Dos máquinas de prensa de moldes y recortes de 150 toneladas

Ventajas

  • Algunas de las principales ventajas del uso de prensas hidráulicas de molduras y molduras para piezas interiores de automóviles incluyen:
  • Eficiencia: producción rápida y repetible
  • Diseño de piezas complejas
  • Flexibilidad en material, color y acabados de piezas.
  • Piezas ligeras y resistentes
  • Reducción del desperdicio de material
  • Precisión y exactitud de piezas.

Referencias de imágenes

  1. Fig 1: M & T_P-F1, Silvestro, Brian, Road and Track, estos son los 20 mejores interiores de automóviles nuevos, 9 de octubre de 2019
  2. Fig 2: M & T_P-F2, Conceptos básicos del termoformado ( https://kydex.com/technical-resources/thermoforming-processes )
  1. Fig 3: M & T_P-F3, Prensa de platina calentada 1000, Macrodyne
  2. Fig 4: M & T_P-F4, una prensa de moldes y recortes de 250 toneladas, macrodina
  3. Fig 5: M & T_P-F5, dos máquinas de prensado de molduras y recortes de 150 toneladas, Macrodyne