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UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

TRABAJO DE DIPLOMA

TÍTULO:

DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

Autor: Yasmany Díaz González

Tutores: Dr.C. Ing: RICARDO ALFONSO BLANCO Dr.C. Ing: YUDIESKI BERNAL AGUILAR

Santa Clara 2017

UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

TRABAJAO DE DIPLOMA

TÍTULO:

DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

Autor: YASMANY DÍAZ GONZÁLEZ.

Tutores: Dr.C. Ing: RICARDO ALFONSO BLANCO. Dr.C. Ing: YUDIESKI BERNAL AGUILAR.

Santa Clara 2017

Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central

“Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Mecánica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.

Firma del Autor

Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.

Firma del Tutor Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. PENSAMIENTO

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. PENSAMIENTO

La ciencia se compone de errores, que a su vez son los pasos hacia la verdad.

Julio Verne.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DEDICATORIA

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DEDICATORIA

A mis padres, hermano y abuelos que son lo más grande y hermoso que tengo en el mundo, y a la memoria de nuestro Comandante en Jefe Fidel Castro Ruz, quien lucho tanto por la educación de los cubanos.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. AGRADECIMIENTOS

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. AGRADECIMIENTOS A mis padres. Por regalarme la vida, protegerme de todo mal y estar siempre conmigo sin importar las circunstancias.

A mis abuelos, tío y tía. Por hacerme sentir alguien en quien se puede confiar, por ayudarme en todo momento y brindarme todo su cariño.

A mis primo(a)s y amigos. Por permitirme apoyarme en ellos en los malos momentos, y compartir conmigo los mejores suyos.

A mi novia. Por hacerme sentir orgulloso y darme todo su cariño sin temor.

A mis tutores Ricardo y Yudieski. Por asesorarme todo este tiempo y hacer posible el desarrollo de este trabajo de diploma, al profesor Gerardo y a todos los profesores que de una forma u otra me brindaron su apoyo.

A mis amigos de la EMI Por poder contar siempre con su apoyo, sin importar lo atareado que estuviesen, sin su ayuda no hubiese sido posible realizar este trabajo.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

RESUMEN

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. RESUMEN

El presente trabajo de diploma tiene como objetivo proponer el diseño de un molde para el proceso de extrusión soplado de una pieza tipo capullo de polietileno de alta densidad y la obtención del lenguaje de programación CNC para la posterior fabricación del mismo en la EMI `` Ernesto Che Guevara´´ Unidad Batalla de Santa Clara. Primeramente, se realiza el estudio bibliográfico referente al proceso de soplado todo lo relacionado con materiales utilizados en el mismo, se describe una secuencia de pasos a desarrollar para el diseño de moldes para soplado conjuntamente con los diferentes tipos de aceros utilizados para su construcción. Mediante el análisis funcional de la pieza se da paso a la selección del material moldeable y al proceso de diseño del molde en el software CAD SolidWorks® 2016, así como la selección del acero para cada placa y pieza, y su respectivo tratamiento térmico para alcanzar la mejora deseada en cuanto a sus propiedades, según la función que desempeña cada parte. Obtenido el diseño de las partes del molde se realiza el proceso de programación CNC para las placas de los insertos inferior y superior, y de la cavidad imagen, lográndose obtener también la simulación del proceso de maquinado. Se realiza la valoración del análisis económico demostrando la fiabilidad del proyecto.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ABSTRACT

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ABSTRACT

The present diploma work aims to propose the design of a mold for the extrusion process blown of a piece of high density polyethylene cocoon and obtaining the CNC programming language for the subsequent manufacture in the EMI `` Ernesto Che Guevara'' Unit Battle of Santa Clara. Firstly, a bibliographic study is carried out concerning the blowing process, everything related to the materials used in it, a sequence of steps to be developed for the design of molds for blowing together with the different types of steels used for its construction are described. Through the functional analysis of the part, the selection of the molding material and the mold design process in the CAD software SolidWorks® 2016, as well as the selection of steel for each plate and part, and its respective heat treatment to reach the Desired improvement in its properties, depending on the role played by each part. Once the design of the parts of the mold has been obtained, the CNC programming process is performed for the plates of the lower and upper inserts and the image cavity, thus obtaining the simulation of the machining process. The evaluation of the economic analysis is carried out demonstrating the reliability of the project.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ÍNDICE

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ÍNDICE DE FIGURAS

Figuras Título Pág. Figura 1 Sopladora de Krupp Kautex, especialista en tecnología de soplado. 8 Figura 2 Proceso de extrusión por soplado. 10 Figura 3 Sopladora KCC, desarrollada y construida en china. 13 Figura 4 Anillo de corte doble. 18 Figura 5 Componentes de los sistemas CAD/CAM. 24 Figura 6 Pieza tipo capullo. 30 Figura 7 Contracción del plástico moldeado 31 Figura 8 Borde de corte y cavidad para residuo. 35 Figura 9 Canales de refrigeración en el cuerpo delantero del molde. 36 Figura 10 Junta 37 Figura 11 Anillo de alojamiento de la junta. 37 Figura 12 Plano de partición del molde. 38 Figura 13 Buje Guía. 39 Figura 14 Columna. 39 Figura 14 Tornillo ALLEN M10x110x5. 40 Figura 15 Placa de apoyo 41 Figura 16 Apoyo de columnas. 41 Figura 17 Insertos, (A) Superior, (B) Inferior. 42 Figura 18 Anillo de corte doble. 43 Figura 19 Cuerpo del molde. 43 Figura 20 Buje Guía. 44 Figura 21 Columna. 45 Figura 22 Pin 47 Figura 23 Dimensionamiento de la pieza en bruto para el inserto superior. 51 Figura 24 Selección de la broca de hacer centro. 52 Figura 25 Operación de taladrado. 52 Figura 26 Simulación del proceso de taladrado con broca de hacer centro. 53 Figura 27 Selección de una broca de 7,7 mm de diámetro. 53

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. Figura 28 Operación de taladrado con broca de 7,7 mm de diámetro. 54 Figura 29 Simulación del proceso de taladrado con broca de 7,7 mm de diámetro. 54 Figura 30 Selección de la broca con punta. 55 Figura 31 Proceso de taladrado para broca con punta. 55 Figura 32 Proceso de simulación para broca con punta. 56 Figura 33 Selección de una broca con 10,5 mm de diámetro. 56 Figura 34 Proceso de taladrado con broca de 10,5 mm de diámetro. 57 Figura 35 Selección del escariador. 57 Figura 36 Proceso de taladrado con escariador. 58 Figura 37 Simulación del proceso de taladrado con escariador. 58 Figura 38 Selección de la fresa para acabado. 59 Figura 39 Proceso de desbaste con fresa de acabado. 59 Figura 40 Fresa de acabado con 20 mm de diámetro. 60 Figura 41 Proceso de desbaste con fresa de 20 mm d diámetro. 60 Figura 42 Proceso de simulación con fresa de 20 mm de diámetro. 61 Figura 43 Fresa de acabado con 8 mm de diámetro. 61 Figura 44 Proceso de desbaste con fresa de 8 mm d diámetro. 62 Figura 45 Selección de pos procesador. 62 Figura 46 Código CNC para el inserto superior. 63 Figura 47 Dimensionamiento de la pieza en bruto para el inserto inferior. 64 Figura 48 Selección de la Fresa de acabado de 10 mm de diámetro. 64 Figura 49 Proceso de desbaste con fresa de 10 mm de diámetro. 65

Figura 50 Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de 65 diámetro. Figura 51 Selección de la Fresa de esfera de 10 mm de diámetro. 66 Figura 52 Proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro. 66

Figura 53 Dimensionamiento de la pieza en bruto para la mitad del inserto 67 inferior. Figura 54 Selección de la broca de hacer centro de 2,5 mm de diámetro. 68 Figura 55 Proceso de taladrado con broca de hacer centro de 2,5 mm de diámetro. 68

Figura 56 Simulación del proceso de taladrado con broca de hacer centro de 2,5 69 mm de diámetro.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. Figura 57 Selección de la broca de 5,7 mm de diámetro. 69 Figura 58 Proceso de taladrado con broca de 5,7 mm de diámetro. 70 Figura 59 Selección del escariador de 6 mm de diámetro. 70 Figura 60 Proceso de taladrado con escariador de 6 mm de diámetro. 71

Figura 61 Simulación del proceso de taladrado con escariador de 6 mm de 71 diámetro. Figura 62 Selección de la fresa de acabado de 20 mm de diámetro. 72 Figura 63 Proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de diámetro. 72 Figura 64 Selección de la fresa de acabado de 10 mm de diámetro. 73 Figura 65 Proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de diámetro. 73

Figura 66. Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de 74 diámetro. Figura 67 Selección de la fresa de esfera de 8 mm de diámetro. 74 Figura 68 Proceso de contorno con fresa de esfera de 8 mm de diámetro. 75 Figura 69 Programación CNC del inserto inferior. 75 Figura 70 Dimensionamiento de la pieza en bruto para la cavidad imagen. 76 Figura 71 Selección de la fresa de acabado de 20 mm de diámetro. 77 Figura 72 Proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de diámetro. 77

Figura 73 Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de 78 diámetro. Figura 74 Selección de la fresa de esfera de 10 mm de diámetro. 78

Figura 75 Proceso de superficie con fresa de esfera de 10 mm de diámetro. 79

Figura 76 Código CNC de la cavidad imagen del molde. 79

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ÍNDICE DE TABLAS

Tablas Título Pág. Tabla 1 Codificación internacional para los distintos plásticos. 11 Tabla 2 Composición química del CT3. 41 Tabla 3 Composición química del acero 9XBG según la norma GOST. 42 Tabla 4 Composición química del acero 18XGT. 44 Tabla 5 Composición química del acero Y10. 45 Tabla 6 Herramientas utilizadas en el software GibbsCAM® 2014 para el inserto 49 superior. Tabla 7 Herramientas usadas en el software GibbsCAM® 2014 para el inserto 63 inferior. Tabla 8 Herramientas usadas en el software GibbsCAM® 2014 para la cavidad 76 imagen. Tabla 9 Ficha de costo unitaria por elementos de gastos. 81 Tabla 10 Importe de la venta del molde. 82

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. LISTA DE ABREVIATURAS Y SIGLAS

EMI Empresa Militar Industrial CNC Control Numérico Computacional PEAD Polietileno de alta densidad PP Polipropileno CAM Computer-Aided Manufacturing (Manufactura Asistida por Computadora) CAD Computer-Aided Desing (Diseño Asistido por Computadora) PEBD Polietileno de baja densidad HDPE Hight Density Polyetylene PS Poliestireno PVC Policloruro de vinilo EEUU Estados Unidos de América PE Poliolefinas 3D Tres Dimensiones PA Poliamida PC Policarbonato PET Polietileno Tereftalato PC Computadora Personal ASTM Sociedad Americana de Pruebas y Materiales D Diámetro DIN Instituto Alemán de Normalización HB Dureza Brinell HRC Dureza Rockwell CO2 Dióxido de carbono VAI Valor Actual de los Ingresos VAC Valor Actual de Costo MFP Ministerio de Finanzas y Precios

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. LISTA DE SÍMBOLOS

Símbolo Unidades Denominación T ℃ Temperatura V ml Volumen L cm, mm Longitud ρ g/cm3, kg/m3 Densidad F kN Fuerza V V Voltage F Hz Frecuencia S RPM Revoluciones Por Minuto F mm/s Avance

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

PENSAMIENTO DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS RESUMEN ABSTRACT Pág. INTRODUCCIÓN...... 1 CAPÍTULO I:

1.1.- Historia del Soplado. 7 1.1.1.- Métodos de procesado de plásticos. 8 1.1.2.- El soplado en la actualidad. 9 1.1.2.1.- Envase y embalaje. 10 1.1.3.- Materiales y Maquinaria. 11 1.1.3.1.- Codificación de plásticos. 11 1.1.3.2.- PET. 11 1.1.3.3.- Poliefinas. 12 1.1.3.4.- Máquinas. 13 1.1.4.- Perspectiva. 14 1.2.- Proceso de diseño de moldes para soplado. 14 1.2.1.- Análisis de la pieza. 15 1.2.2.- Selección del material de la pieza. 15 1.2.3.- Ubicación de la pieza y número de cavidades. 15 1.2.4.- Cavidad. 16 1.2.5.- Núcleo. 16 1.2.6.- Centrado del cierre del molde y bordes de corte. 16 1.2.7.- Rebajes y chaflanes. 17 1.2.8.- Escape de aire. 17 1.2.9.- Canales de refrigeración. 17 1.2.10.- Anillo centrador y de corte doble. 17 1.2.11.- Elementos de fijación. 18 1.2.13.- Aceros. 19 1.2.13.1.- Aceros de cementación. 20 1.2.13.2.- Aceros bonificados. 20 1.2.13.3.- Aceros de temple total. 21 1.2.13.4.- Aceros nitrurados. 21 1.2.13.5.- Aceros de segunda fusión. 22 Utilización de Herramientas Computacionales CAD/CAM para la fabricación de 1.3.- 22 moldes. 1.3.1.- Uso combinado de CAD/CAM. 23 1.3.2.- Prestaciones y secuencia del proceso en los sistemas CAM. 25 1.3.3.- Elección del Software CAM. 26 Conclusiones Parciales 27

C______APÍTULO II: ______

DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

2.1.- Análisis de la pieza. 29 2.1.1.- Clasificación de la pieza según su tamaño y complejidad. 29 2.2.- Selección del material de la pieza. 30 2.2.1.- Contracción. 30 2.2.2.- Presión y viscosidad. 31 2.2.3.- Material seleccionado y características. 32 2.3.- Diseño del Molde. 33 2.3.1.- Selección del software para el diseño y de la máquina sopladora. 34 2.3.2.- Elección del número de cavidades. 34 2.3.3.- Bordes de corte. 34 2.3.4.- Refrigeración. 35 2.3.4.1.- Agujeros de refrigeración y localización. 36 2.3.5.- Selección de la junta. 36 2.3.6.- Plano de partición. 37 2.3.7.- Accesorios. 38 2.4.- Selección del acero y tratamiento térmico para las placas del molde. 40 2.4.1.- Placas de apoyo y apoyos de columnas. 40 2.4.2.- Insertos superiores, inferiores, y anillos de corte doble. 42 2.4.3.- Cuerpos del molde. 43 2.4.4.- Bujes Guías y Columnas. 44 2.4.5.- Pines. 45 Conclusiones Parciales. 46 CAPÍTULO III 3.1.- Selección de la máquina CNC. 49 3.1.1.- Máquina CNC seleccionada. 49 3.2.- Selección del software CAM. 50 3.3.- Obtención del código CNC. 50 3.3.1.- Obtención del código CNC para el inserto superior. 50 3.3.2.- Obtención del código CNC para el inserto inferior. 63 3.3.3.- Obtención del código CNC para la cavidad imagen. 76 3.4.- Análisis económico del molde. 80 Conclusiones parciales. 83 CONCLUSIONES GENERALES 85 RECOMENDACIONES 87 BIBLIOGRAFÍA 89 ANEXOS 91 ÍNDICE

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

INTRODUCCIÓN

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. INTRODUCCIÓN 1 ______

Hace más de cien años, al mencionar el término plástico, éste se podía entender como algo relativo a la reproducción de formas o de las artes plásticas, la pintura, la escultura y el modelado. En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.

PLÁSTICOS es una palabra que deriva del griego “Plastikos” que significa “Capaz de ser Moldeado”, sin embargo, esta definición no es suficiente para describir de forma clara la gran variedad de materiales que así se denominan. Técnicamente los plásticos son sustancias de origen orgánico formado por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura carbono e hidrógeno principalmente y se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural, siendo posible moldearlos mediante procesos de transformación, aplicando calor y presión.(Jesús Humberto Salazar Monroy, 2010).

Los plásticos son parte de la gran familia de los Polímeros, que es una palabra de origen latín que significa Poli, muchas y meros, partes, de los cuales se derivan también otros productos como los adhesivos, recubrimientos y pinturas. Se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes, convirtiéndose en el material más voluble para la obtención de cualquier objeto.(Jesús Humberto Salazar Monroy, 2010)

Para procesar estos polímeros se requiere de maquinaria y equipo que pueda transformarlos en diferentes formas, colores y tamaños, para esto se crearon diferentes técnicas que se utilizan en esta transformación, la extrusión soplado (extrusión soplo) iniciada en Europa hacia 1940 para la coextrusión continua de botellas de policloruro de vinilo (PVC) y en los Estados Unidos de América (EEUU) para fabricar botellas de polietileno de baja densidad (PEBD o por sus siglas en inglés LDPE) en gran escala con gran variedad de moldes, dando paso al desarrollo de botellas de leche y a las máquinas que utilizan polietileno de alta densidad (PEAD o por sus siglas en inglés HDPE), el moldeo por inyección soplado, permite el uso de poliolefinas (PE) y da un perfecto

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. INTRODUCCIÓN 2 ______acabado de la boca roscada, por lo que ha sido adoptada para los frascos de perfumería y farmacia, que no pueden ser procesadas en otro tipo de equipos, como lo son el moldeo, por inyección, o por compresión. Los productos finales son sólidos, aunque en alguna etapa de su procesamiento son fluidos bastante fáciles de formar.(Monterrubio, 2015)

Los factores que inciden en la selección de los distintos materiales utilizables o de los procesos de moldeo por soplado (Extrusión-soplado o Inyección-soplado) son los requisitos de rendimiento, tamaño y forma de la pieza, cantidad a fabricar y consideraciones de costo. Cada proceso presenta ventajas e inconvenientes que deben tenerse en cuenta, al tiempo que debe considerarse la adecuación de cada material al proceso a utilizar.(Monterrubio, 2015)

En general, los procesos de moldeo por soplado consisten en obtener una preforma; que es un elemento tubular o en forma de tubo de ensayo, fijarla dentro de un molde de soplado y, a una temperatura (propia de cada material) inyectar aire en su interior para que se adapte a las paredes del molde, y así al enfriar, obtener una consistencia óptima que se pueda retirar el producto al abrir el molde.

En cuanto al diseño de una pieza de plástico se sobreentiende que es un proceso de gran complejidad que implica al diseñador como conocedor de los requerimientos funcionales de la pieza, propiedades de los materiales, proceso de transformación y condiciones a que estará sometida durante su vida útil o de servicio. También debe contarse con la competencia del nuevo producto en el mercado, debido a la serie de etapas a seguir incluyendo básicamente todos los pasos necesarios para obtener piezas de gran calidad, como diseño del artículo, diseño del molde, mecanizado del molde e soplado de las piezas. Mientras los artículos elaborados por soplado se han desarrollado y han ido ocupando distintos sectores de las esferas sociales como el sector de consumo, sector automotriz, sector farmacéutico o cosmético y sector envase ha ido creciendo la necesidad de incrementar la calidad de los productos, haciendo que los requisitos que se piden al proceso sean cada vez más exigentes. La distribución homogénea de espesor de pared para obtener el envase deseado dentro del molde, la temperatura a la que entra el material fundido y el tiempo de enfriamiento de la pieza que se destina deben calcularse.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. INTRODUCCIÓN 3 ______

Todo ello demuestra el requerimiento de un cierto grado de experiencia, y conocimiento de la fiabilidad de la pieza transformada, para que no ocurran afectaciones o cambios que conlleven a un reestructuramiento del proyecto.

En Cuba existe hoy en día la capacidad, experiencia y recursos para el diseño y fabricación de moldes para soplado con HDPE, siendo necesario realizar el diseño del molde y fabricación de una pieza tipo capullo para el alumbrado público el cual es implementado en una farola. El trabajo propone sustituir la farola tradicional de acero y cristal en algunos lugares de la provincia de Villa Clara y resto de la región central, cambiando la estética luminaria de las ciudades, y contribuyendo al alumbrado público en distintas zonas.

Problema científico: ¿Cómo realizar el diseño del molde para soplado y la obtención del programa de control numérico por computadora (CNC) de maquinado para la pieza tipo capullo?

Objetivo general

Diseñar un molde para soplado de una pieza tipo capullo de HDPE, así como la elaboración del código de programación CNC de los insertos y la cavidad imagen.

Objetivos específicos

1. Realizar un estudio bibliográfico referente al proceso de soplado de plástico, diseño de moldes, y métodos de fabricación. 2. Diseñar el molde, utilizando el software SolidWorks® 2016. 3. Obtener la estrategia de maquinado CNC para la fabricación de los insertos y la cavidad imagen haciendo uso del software GibbsCAM® 2014. 4. Cálculo económico financiero de la propuesta del molde para la pieza tipo capullo.

Preguntas de investigación

1. ¿Cuáles son materiales más utilizados en la construcción de moldes y en el proceso de soplado de plástico?

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. INTRODUCCIÓN 4 ______

2. ¿Cuáles son los principales aspectos a tener en cuenta en el desarrollo de un procedimiento para el diseño de moldes para para soplado de plástico? 3. ¿Cómo elaborar una correcta programación CNC para la posterior fabricación del molde? 4. ¿Cómo realizar un estudio económico de la propuesta del molde?

Hipótesis

“Si se realiza un adecuado estudio de la metodología para el diseño y generación del molde para soplado, es posible desarrollar cualquier tipo de pieza dentro del campo de moldes, y conjuntamente haciendo uso de los sistemas de manufactura asistida por computadora (CAM) se logra una correcta obtención del producto requerido.”

Justificación

La investigación que se desarrolla, propone diseñar y elaborar el código CNC del molde de una pieza que forma parte de una farola, la cual está destinada a el mejoramiento del alumbrado público. Dicha pieza posee la ventaja de la rápida obtención a través del proceso de soplado de plástico. Por lo que el país se ahorraría la tarea de utilizar otro material de mayor costo y favorecería el aspecto urbano y económico en gran medida.

Viabilidad de la investigación

La investigación es viable dado que se cuenta con profesionales y estudiantes de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, capacitados para realizar el trabajo. La dirección de la EMI de Santa Clara se encuentra en disposición de cooperar para llevar adelante este estudio.

Estructura del trabajo

El presente trabajo consta de un resumen, introducción, tres capítulos, así como conclusiones, recomendaciones, bibliografía y anexos.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. INTRODUCCIÓN 5 ______

Capítulo I: Se realiza un estudio bibliográfico referente al proceso de soplado de plástico, características, materiales utilizados y equipamiento, se estudia la secuencia de pasos para el diseño de moldes, y las herramientas de fabricación del mismo.

Capítulo II: En este capítulo se hace un análisis de la pieza tipo capullo y la elaboración del diseño del molde para soplado de plástico de la misma en el software SolidWorks® 2016, así como la selección de los aceros para las piezas que componen el molde y su tratamiento térmico.

Capítulo III: Se obtiene a través del software GibbsCAM® 2014 el lenguaje de maquinado para la fabricación de los insertos y la cavidad imagen, y el cálculo económico del costo de su fabricación.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

CAPÍTULO I

ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN:

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1.1. Historia del Soplado.

El soplado termoplástico comenzó durante la Segunda Guerra Mundial, siendo el poliestireno (PS) el primer material que se usó en el desarrollo de las primeras máquinas de soplado, y el LDPE, el que se empleó en la primera aplicación comercial de gran volumen (un bote de desodorante). La introducción del HDPE y la disponibilidad comercial de las máquinas de soplado, condujo en los años 60 a un gran crecimiento industrial, siendo hoy en día el tercer método más empleado en el procesado de plástico(Kandt, 1999).

Es un proceso utilizado para fabricar piezas de plástico huecas, siendo esta una de sus principales ventajas, sin la necesidad de tener que unir dos o más partes moldeadas separadamente, gracias a la expansión del material. Esto se consigue por medio de la presión que ejerce el aire en las paredes de la preforma, si se trata de inyección-soplado, o del párison (material extruido), si se habla de extrusión soplado. Este proceso se compone de varias fases, la primera es la obtención del material a soplar, después viene la fase de soplado que se realiza en el molde que tiene la geometría final, puede haber una fase intermedia entre las dos anteriores para calentar el material si fuera necesario, seguidamente se enfría la pieza y por último se expulsa. Para facilitar el enfriamiento de la pieza los moldes están provistos de un sistema de refrigeración, así se incrementa el nivel productivo. Durante muchos años se empleó casi exclusivamente para la producción de botellas y botes, sin embargo, los últimos desarrollos permiten la producción de piezas de geometría relativamente compleja e irregular, espesor de pared variable, dobles capas, materiales con alta resistencia química, y todo ello en un costo razonable(Kandt, 1999).

Actualmente los termoplásticos se han convertido en el material por excelencia y la maquinaria, que ha evolucionado de la mano del grupo alemán Krupp Kautex, permite hoy incrementar la producción y reducir los costos.

Una patente de 1851 documenta los tempranos intentos en los que se calentaba caucho y se conformaba contra un molde rasante mediante presión interna. Por aquella época se desconocían los modernos termoplásticos utilizados en el proceso de soplado, y el

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN: 8 ______celuloide y el caucho eran los principales materiales empleados para producir artículos industriales y juguetes.(Kandt, 1999)

En 1935 los hermanos Reinhold y NorbertHägen fundaron la compañía “Kautex Werke’ y desarrollaron la primera sopladora con características tecnológicas todavía presentes en sus sucesoras. Como compañía procesadora de plásticos con maquinaria propia, Kautex Werke hizo rápidos avances en el desarrollo de procesos de soplado en las décadas de los 50 y 60; investigando al mismo tiempo el preformado de materias primas plásticas tales como el polipropileno (PP), y el PVC. En 1978 las actividades de los ingenieros técnicos de Kautex Werke fueron vendidas al grupo Krupp, desde entonces el recién creado Krupp Kautex ha continuado con estos desarrollos y ha jugado un papel importante en la configuración de la industria de soplado. Como parte integrante del grupo Krupp Kunststoffetechnik, Krupp Kautex posee la más amplia cadena de maquinaria procesadora de plásticos del mundo.(Kandt, 1999)

Figura 1: Sopladora de Krupp Kautex, especialista en tecnología de soplado.

1.1.1. Métodos de procesado de plásticos.

El objetivo de todos los procesos es producir artículos de plástico con el mayor grado posible de libertad en el diseño geométrico. En esto, el soplado es un poco diferente a la inyección, termo conformado, moldeo rotacional y demás procesos competidores. Sin embargo, el moldeo por soplado se ha desarrollado exclusivamente para la producción de moldes huecos, mientras que la mayoría de los otros procesos producen partes planas.

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En el soplado, el granulado plástico alimenta a una extrusora, en la que se plastifica por un tornillo a alta presión, entonces extruido en la forma de un párison plástico a 200°C en un molde de soplado, se «sopla» hasta finalizar el artículo. Una vez que la temperatura del artículo soplado se ha reducido lo suficiente mediante la cara interna fría del molde, se puede proceder al desmoldeo sin problema y sin notables deformaciones geométricas. De esta manera el proceso de rebaba en el moldeo puede ser eliminado (dependiendo del grado de automatización de la sopladora).(Boiler)

La principal diferencia entre el soplado y los demás métodos radica en el manejo del párison, un paso en el proceso desde el granulado hasta el producto final, y en el paso posterior, es decir, la expansión del párison al artículo soplado acabado. Mientras que, en el moldeo por inyección, por ejemplo, el granulado se funde y se inyecta directamente en un molde cerrado, en el soplado el párison suspendido libremente es depositado en un molde de soplado y, después de cerrar el molde, se expande por presión de aire. En el termoconformado o conformado al vacío, un área predeterminada del film es conformada por vacío, resultando un molde hueco con capacidad de contrasalida limitada y superficie. En el moldeo rotacional el plástico en polvo se calienta con un alto grado de libertad en un molde giratorio cerrado; sin utilizar presión, la pieza moldeada es conformada con restricciones en la calidad, relativas a la calidad de la superficie y a la precisión en el espesor de la pared.(Boiler)

1.1.2. El soplado en la actualidad.

Hoy en día, las operaciones de soplado tienden a ser divididas entre la producción de partes industriales y el envasado de productos. Las partes industriales incluyen piezas moldeadas para aplicaciones automovilísticas tales como depósitos de gasolina, alerones y conductos de aire. Cada vez más, los nuevos procesos 3D están siendo utilizados para producir todos los tipos imaginables de tubos y tuberías para fluidos de presión y de no presión. La variedad de paneles y elementos de revestimiento para aplicaciones domésticas también se incluye dentro de la categoría de partes industriales, así como los juguetes y piezas moldeadas para aplicaciones médicas. Entre los materiales más comúnmente utilizados figuran las poliolefinas tales como (PE), PP y

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN: 10 ______los plásticos técnicos como la poliamida (PA), policarbonato (PC) y los materiales coextruidos. (Boiler)

Figura 2: Proceso de extrusión por soplado.

El amplio abanico de productos de envasado incluye recipientes para la comida e industrias químicas, cosméticas y detergentes. Las botellas para la industria de bebida suponen la porción más grande del mercado. En menor volumen se producen os envases como bidones, depósitos calefactados de aceite y recipientes de 1 litro para la industria química. El material más utilizado para productos de embalaje y envasado es el polietileno tereftalato (PET) seguido del PE, PP y cada vez en menor grado el PVC. Los materiales coextruidos también son muy empleados en aplicaciones especiales de envasado.

1.1.2.1. Envase y embalaje.

Probablemente el producto más fabricado en el sector del envasado sea la botella, seguida de botes y bidones. Las botellas de plástico están generalmente sopladas en volúmenes de tres litros, el volumen hasta 30 litros está cubierto por botes y de 30 litros a 220 por bidones. Mientras que las capacidades superiores a los 30 litros se producen normalmente con PE o PP en densidades diferentes dependiendo de la aplicación, las botellas con capacidades inferiores admiten gran diversidad de materiales, si bien en los últimos años

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN: 11 ______el PET se ha convertido en el material más utilizado. Este material, combinando excelentes propiedades físicas con aspectos estéticos y medioambientales, ha suplantado casi totalmente al PVC. Sin embargo, un amplio abanico de botellas continúa fabricándose con las clásicas poliolefinas, PE y PP.

1.1.3. Materiales y Maquinaria.

1.1.3.1. Codificación de plásticos.

Existe una gran variedad de plásticos y para clasificarlos, existe un sistema de codificación que se muestra en la Tabla 1. Los productos llevan una marca que consiste en el símbolo internacional de reciclado, con el código correspondiente en medio según el material específico. El objetivo principal de este código es la identificación del tipo de polímero del que está hecho el plástico para su correcto reciclaje.

El número presente en el código, es un número designado arbitrariamente para la identificación del polímero del que está hecho el plástico y no tiene nada que ver con la dificultad de reciclaje ni dureza del plástico en cuestión.

Tabla 1: Codificación internacional para los distintos plásticos.(Monterrubio, 2015) Tipo de Polietileno Polietileno Policloruro Polietileno Polipropileno Poliestireno Otros plástico Tereftalato de alta de vinilo de baja

densidad densidad Acrónimo PET PEAD/ PVC PEBD/ PP PS Otros

PEHD PELD Código 1 2 3 4 5 6 7

1.1.3.2. PET.

El PET es utilizado en su más conocida aplicación -en botellas de Coca Cola y la mayoría de las demás bebidas carbónicas- debido a sus excelentes propiedades que actúan como barrera contra la permeabilidad del CO2. En vista de las propiedades de procesado de los

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En la primera fase las preformas se moldean por inyección; cuando es requerido, esas preformas se envían a una máquina sopladora (que puede estar en una ubicación completamente diferente) calentada a una temperatura predeterminada (200°C) y después se expanden hasta formar la botella acabada mediante aire comprimido, similar al soplado convencional. Este moderno proceso de dos fases es adecuado para una producción entre 4 000 y 100 000 botellas por hora.

El proceso de una sola fase está cobrando cada vez más popularidad en la producción de botellas de PET con bajos promedios de producción (de 1 000 a 10 000 botellas por hora). Al igual que en el proceso de dos fases el primer paso es la preforma por inyección; la diferencia es que la preforma es directamente moldeada por soplado en la misma máquina sin recalentamiento previo. (Monterrubio, 2015)

1.1.3.3. Poliolefinas.

El PE y PP junto con el PVC -que paulatinamente pierde peso- son probablemente los materiales más universales en la fabricación de envases por soplado. Todos los productos huecos realizados por soplado, desde el spray nasal de cinco mililitros hasta los depósitos calefactados de aceite de 10 000 litros pueden producirse empleando la maquinaria de Krupp Kautex. Los niveles de producción más altos se consiguen generalmente utilizando las máquinas multi-cavidad con el objetivo de minimizar los costes de la máquina por recipiente fabricado. Estas máquinas emplean los métodos descritos anteriormente para procesar múltiples parisones por ciclo. A esta forma de aumentarla capacidad, se le añade un segundo molde con multi-cavidad que ayuda a duplicar la producción.

Durante los años pasados Krupp Kautex ha desarrollado un amplio abanico de equipos de soplado para todo tipo de aplicaciones concebibles en el extranjero. En el mercado ya hay disponibles máquinas multi-cavidad que pueden producir 24 recipientes de 1 000 ml por ciclo (dos por doce cavidades), equivalente a un total de producción de casi 8.000 recipientes por hora, dependiendo del peso del artículo.(Boiler, Kandt, 1999)

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1.1.3.4. Máquinas.

Las máquinas sopladoras se han desarrollado de una manera diferente en las distintas regiones y países del mundo. Mientras que Europa se decantó por los modelos de alta tecnología con un nivel superior de automatización y desarrollo de los sistemas servohidráulicos para movimientos extremadamente rápidos y reproducibles, y toda la tecnología imaginable para disminuir el peso de las piezas sopladas, América orientó su estrategia alrededor de las máquinas sólidas con poca automatización o medición y control tecnológico. Aquí el énfasis se pone en los altos volúmenes de producción y en la simplicidad de operación.

En los últimos años se han establecido pequeñas compañías en Europa del Este suministrando una limitada gama de sopladoras de diseño poco sofisticado; los fabricantes asiáticos producen copias creativas de modelos europeos de los años 70 y 80.

Italia se ha convertido en el principal competidor; basado en la inventiva técnica de los ingenieros italianos, este país ahora produce casi tantas sopladoras como Alemania.

Krupp Kautex reúne una variedad de requerimientos de diferentes mercados a través de la presencia local. En China, Krupp Chen fabrica máquinas sencillas para los mercados chino y asiático y en América del Norte producen máquinas adecuadas a sus necesidades. (Kandt, 1999)

Figura 3: Sopladora KCC, desarrollada y construida en china.

Sin embargo, todas las sopladoras para el mercado mundial de Europa, África, Australia y Sudamérica se siguen diseñando en Bonn.

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1.1.4. Perspectiva.

¿Existen tendencias reconocidas en el campo del soplado? En relación a esta cuestión se prevé que continúen los esfuerzos hacia la reducción de costes y el aumento de la automatización.

Las operaciones de acabado manual serán reemplazadas por unidades de producción totalmente automatizadas. En el futuro, incluso las máquinas más complejas podrán manejarse por personal que no esté entrenado. A través de la monitorización centralizada de los datos de producción la responsabilidad operacional y las decisiones estarán en manos de un pequeño grupo de especialistas.

En este ámbito, las unidades de auto-optimización se utilizarán para monitorizar incluso los procesos más complejos. Un menú guiado para la localización y reparación de averías será una característica estándar de las máquinas de soplado, así como el cambio automatizado de los moldes para minimizar los tiempos de reestampación y recortar costes. El objetivo principal en el futuro continuará siendo aumentar al máximo el volumen de producción en tiempos menores sin que interfiera en los índices de calidad.

1.2. Proceso de diseño de moldes para soplado.

Una vez que se tiene el modelo de la pieza definitivo, se puede empezar a diseñar el molde. A la hora de diseñarlo hay que tener en cuenta diferente aspectos, sin dudar que el principal es la pieza. La geometría de la pieza condicionará su posición en el molde, el posicionamiento del sistema de alimentación, del sistema de refrigeración, del sistema de expulsión, en definitiva, todo el molde gira entorno a la geometría de esta y a las condiciones de trabajo que se verá sometida.

Actualmente existen varias empresas especializadas que suministran moldes muy bien elaborados y preparados con lo que se ahorra mucho tiempo en su fabricación, pero lo más importante seguidamente de realizar un análisis de la pieza es ubicarla bien y ajustar esta al molde. En definitiva, se debe seleccionar el molde que más convenga y que mejor se ajuste a la pieza que se quiere fabricar.

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1.2.1. Análisis de la pieza.

Antes de comenzar a diseñar una pieza siempre se debe realizar un estudio referente al entorno de la misma, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo, el medio en que radica, la geometría que la define y su clasificación, atendiendo a su tamaño y complejidad. Todo esto mayormente está dado por una necesidad de fabricación, lo que exige todas las exigencias necesarias.

1.2.2. Selección del material de la pieza.

La elección de un material polimérico para la fabricación de piezas viene dada después de analizar diferentes tipos de plástico, y finalidad de la pieza ya que el mundo del polímero es muy extenso, pudiendo clasificar estos materiales según su estructura interna, resistencia a la temperatura, fragilidad, dureza, etc. También se hace necesario el análisis de contracción del material, por ejemplo, si un producto tiene que tener 6 cm de longitud y el factor de contracción es 0.010 cm/cm, la cavidad del molde debe de ser hecha para que mida 6.06 cm de longitud para que produzca una pieza de 6 cm. Por lo tanto, la necesidad de la contracción a la hora de seleccionar el material es evidente, así como su viscosidad, la cual brinda la información del espesor en estado líquido, válida para el conocimiento de las afectaciones a las propiedades físicas del material, entre otras.(Rodríguez., 2012)

1.2.3. Ubicación de la pieza y número de cavidades.

La ubicación de la pieza y el número de cavidades que tiene que tener el molde, viene determinado por un seguido de condiciones técnicas y económicas que impone el cliente. Por un lado, se tiene la geometría de la pieza y el volumen de piezas a producir al año y por el otro la disponibilidad económica del cliente.

La forma y las dimensiones de la pieza serán el factor clave a la hora de posicionar la pieza en el molde. Se suele pensar que una pieza grande ocupara mucho espacio y que su molde será muy grande y que al contrario una pieza pequeña ocupara poco espacio en el molde y podrá ser más pequeño. Esto sería cierto si la pieza fuera simple y sencilla

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN: 16 ______geométricamente, pero normalmente no es así y una pieza pequeña puede tener muchos negativos que solo se pueden solventar utilizando varias correderas, con lo cual el volumen del molde final es mucho más grande de lo que la pieza es en realidad.(Rodríguez., 2012)

1.2.4. Cavidad.

La cavidad es la parte del molde que está en contacto con las que serán las caras vistas de la pieza. También se denomina hembra y sus dimensiones suelen ser un 1,006% superior a las de la pieza para hacer frente a las contracciones que sufra el material, respetando así las dimensiones originales de la pieza. (Cabanes, 2013). Para la selección del número de cavidades existen disímiles vías de obtención, y más para la rama de inyección, una de las más usadas tanto en inyección como en solado, está basada en la cantidad de piezas al año, dependiendo del espesor máximo de la pieza a elaborar.

1.2.5. Núcleo.

El núcleo o macho por su parte, es la parte que queda en contacto con las caras ocultas. En las piezas elaboradas por soplado no se tiene en cuenta este paso debido a que son huecas.(Rodríguez., 2012)

1.2.6. Centrado de cierre del molde y bordes de corte.

Este es un aspecto muy importante, ya que garantiza que el cierre del molde correctamente centrado, evitando desniveles de espesor deformaciones de la pieza y escape de materia prima. Por lo que cada parte del molde debe estar montada en las placas de apoyo, y estas a la vez a los platos portamoldes de la máquina, los cuales se alinean.

Los bordes de corte están destinados a realizar el corte del material extruido y se encuentran mayormente en los insertos de los moldes, por lo que deben ser construidos de aceros aleados.

1.2.7. Rebajes y chaflanes.

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Los rebajes son elaborados con el fin de que no incidan los tornillos de sujeción del molde a la máquina con la superficie de cierre del molde.

1.2.8. Escape de aire.

El escape de aire colocado en el molde diseñado consiste en una ranura circular (canal principal) ubicada en una zona de la hembra que asegura que los gases tendrán la posibilidad de escapar, distribuyéndose posteriormente en las cuatro ranuras que dirigen el aire hacia afuera del molde (canales secundarios). La profundidad de la tolerancia de escape de aire es de 0,03 mm, para asegurar que el polímero no pueda escapar causando rebabas o problemas de desmoldeo. En caso del proceso por soplado existen situaciones en las que no se considera este aspecto, como cuando la pieza no posee un gran volumen no es necesario generar canales para el escape de aire.(Rodríguez., 2012)

1.2.9. Canales de refrigeración.

El sistema de refrigeración, en todas las regiones del molde, se hace bajo el cumplimiento de las distancias “canal-cavidad” y “canal-canal”. Este sistema permite la solidificación del polímero en segundos aumentándola velocidad de producción. En el caso del proceso de soplado la refrigeración no es para nada compleja y su ciclo de enfriamiento está dado por el tecnólogo, basado en comprobaciones prácticas.

1.2.10. Anillo centrador y de corte doble.

Existen anillos centradores normalizados, pero en caso de reducido espacio sería imposible montarlo en el molde por lo que se tiene que modificar algunas medidas, respetado las dimensiones interiores del anillo, ya que son normalizadas para las boquillas, y se modifican los diámetros exteriores según sea necesario. El anillo se situará en el macho del molde, e irá unido al molde mediante tornillos (Rodríguez., 2012), no siendo así en el molde para soplado ya que en estos se diseñan anillos de corte doble, ubicados cada uno en un parte del molde y al este cerrarse provocan un corte del material.

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Figura 4: Anillo de corte doble.

1.2.11. Elementos de fijación.

Finalmente, queda nombrar un elemento muy importante, los tornillos de fijación, otro elemento que está normalizado. El molde necesita tornillos para la unión del macho y la hembra a la máquina o para las dos mitades en caso de soplado, y para la fijación del anillo centrador o de los anillos de corte.

1.2.12. Materiales para la fabricación de moldes.

Dadas las características de la pieza y las necesidades del proceso, se deben seleccionar materiales que presenten alta conductividad térmica, tanto para el proceso de inyección, como el de soplado, son indispensables moldes de gran calidad con una elaboración muy precisa, y que sean muy resistentes para que tengan una vida útil prolongada. Estos moldes se fabrican actualmente en aceros, metales no férricos como el aluminio, materiales de colada no metálica, obtenidos galvánicamente u otros a base de materiales cerámicos.(Barcelona, 2015)

Los moldes dependen de varios factores, tales como:

- Las exigencias que se le piden a la pieza. - Los costes de fabricación del molde.

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- El tiempo de ciclo. - El número de piezas que se quiere fabricar con el molde. (Vida útil).

La elección del mejor material que se adapte a las necesidades del molde, aseguran la calidad desde la etapa inicial. Es muy importante que las diferentes partes que intervienen en el proceso productivo de un molde tengan en cuenta la opinión de los aceristas y de los talleres especializados en tratamientos térmicos y termoquímicos desde la fase de desarrollo.

Se sobreentiende que un material no puede presentar todas las propiedades que se deseen, por lo tanto, antes de fabricar el molde, es preciso exponer y debatir las propiedades indispensables impuestas por su aplicabilidad. Estas pueden estimarse según los cuatro puntos de vista siguientes:

- Tipo de masa de moldeo a elaborar (exigencias relativas a corrosión, abrasión, conductividad térmica y viscosidad).

- Tipo y magnitud del esfuerzo mecánico previsible (tamaño de la cavidad, presión de inyección, variaciones de forma, presión residual).

- Método de obtención del vaciado del bloque (arranque de viruta, estampado, erosión).

- Tratamiento térmico necesario.

1.2.13. Aceros.

Existen cinco tipos de acero que se pueden utilizar para la fabricación de moldes, los cuales son los siguientes.

1.2.13.1. Aceros de cementación.

Los aceros de cementación tienen unas características óptimas para la construcción de moldes. Su principal ventaja es que por carburación de la superficie se obtiene una gran dureza superficial, y, además, un núcleo resistente y tenaz. La elevada dureza superficial

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ESTUDIO BIBLIOGRÁFICO DEL PROCESO DE SOPLADO DE PLÁSTICO, DISEÑO DE MOLDES, Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN: 20 ______hace que los moldes sean resistentes a la abrasión y con el núcleo resistente y tenaz se consigue más resistencia a esfuerzos de flexión bruscos. Otra característica que hace que sean aceros ideales para la fabricación de moldes, es que son aceros con gran capacidad para el pulido y el mecanizado.(Barcelona, 2015)

El tratamiento térmico para obtener un acero cementado consiste en calentar el acero en un medio que aporte carbono, manteniendo una temperatura entre 800-900 grados y enfriándolo a continuación con agua o aceite. La cantidad de carbono no puede ser superior al 0.2% en el núcleo, mientras que en la capa externa puede llegar al 0.8%. Si después de la carburación se aplica un revenido, se obtiene una superficie dura y resistente al desgaste, mientras el núcleo, con menos contenido en carbono, es más tenaz y blando. Dependiendo de la temperatura y de la duración de esta, la capa de acero cementada puede ser de entre 0.6 a 2mm.(David Juárez, 2012)

1.2.13.2. Aceros bonificados.

Estos aceros son especialmente utilizados en moldes de grandes dimensiones, debido a que cuando se realizan los tratamientos térmicos, especialmente el cimentado, el molde sufre cambios dimensionales que podrían provocar cambios en las dimensiones de la pieza que se desea obtener. Mediante la bonificación se consigue una elevada resistencia a la tracción y la tenacidad en toda la sección del acero. También tiene buenas caracterizas para su maquinado.

En cuanto a las desventajas tienen poca resistencia a la abrasión y una deficiente calidad de la superficie del molde, que habitualmente hace necesario un tratamiento superficial como cromado.

Son bonificados en la propia industria metalúrgica donde son sometidos a un tratamiento de revenido después del temple. Según aumenta la temperatura del revenido, el acero se alarga y se hace más tenaz, pero también disminuye su dureza y resistencia.(David Juárez, 2012)

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1.2.13.3. Aceros de temple total.

En los aceros con un templado total, lo que se desea es aumentar la dureza de forma significativa y esto se consigue calentando el acero a una temperatura elevada y enfriándolo rápidamente con aceite, agua o aire. De esta manera, permitimos la formación de martensita aumentado la dureza.

Los moldes fabricados con este tipo de acero tienen gran resistencia a la abrasión como consecuencia de su elevada dureza, pero también son más sensibles a la formación de grietas y a la deformación comparada con los aceros de cementación o bonificación y esto es debido a que tienen una menor tenacidad. Por esta razón, los aceros de templado total solo se utilizan para moldes pequeños o medianos. (MOLDMAX®, 2010)

1.2.13.4. Aceros nitrurados.

Los aceros cuya aleación tenga aditivos que formen nitruros pueden nitrurarse. Estos aditivos de aleación son el cromo, el aluminio, el vanadio y el molibdeno. Los aceros que se quieren nitrurar, se someten a un recocido en un baño salino de características especiales, que varía según se aplique un nitrurado o un ionitrurado, se produce una difusión de nitrógeno en la superficie del molde y los aditivos de la aleación forman nitruros, que forman una capa nitrurada de una dureza de 665 a 1235 HB, según el tipo de acero y el procedimiento utilizado. Al contrario de otros tratamientos la dureza máxima, se consigue en el interior de la capa nitrurada. Por este motivo es necesario realizar un pulido de la superficie después del nitrurado. En cambio, si aplicamos un ionitrurado no es necesario realizar ningún trabajo posterior. El espesor de la capa de nitruración depende del tiempo de duración de la operación. Normalmente con una capa de 0.3mm de nitrurado ya es suficiente para moldes de inyección, que se consigue con una duración de la nitruración de 30 horas.(David Juárez, 2012)

Las ventajas de estos aceros es que se obtienen moldes sin tensiones, de gran tenacidad, con una elevada dureza superficial y una resistencia a la corrosión mejorada. Además, que este tratamiento no produce deformaciones en el molde durante el proceso de nitrurado.

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1.2.13.5. Aceros de segunda fusión.

La calidad de una pieza depende de la calidad superficial del molde, razón especialmente válida para piezas obtenidas a base de masa transparentes, como vidrios, lentes, etc.

La capacidad de pulido de los aceros viene influida por el grado de pureza, el cual, a su vez, depende del porcentaje de inclusiones no metálicas que se encuentran en el acero, como óxidos, sulfuros y silicatos. Estas inclusiones, que no pueden evitarse en un acero de primera fusión, pueden eliminarse con los aceros de segunda fusión obtenidos en hornos de inducción a alto vacío o en hornos de arco eléctrico. Los aceros fundidos al vacío tienen el grado de pureza máximo. En consecuencia, pueden pulirse muy bien y convendría emplearlos siempre que se trate de fabricar piezas transparentes con elevadas propiedades ópticas. Hasta el presente, su poco uso ha sido consecuencia de su precio.

Actualmente, los aspectos de diseño juegan un papel decisivo en el exitoso marketing del producto, a medida, que hacen posible la fabricación de otras piezas más útiles y baratas, aumenta la competencia entre los fabricantes y diseñadores por esta razón un estudio bien elaborado puede ayudar en el diseño del molde, ahorrando tiempo y dinero.(Cabanes, 2013)

1.3. Utilización de Herramientas Computacionales CAD/CAM para la fabricación de moldes.

En paralelo al desarrollo de las aplicaciones de diseño asistido por ordenador, se han desarrollado también otras de simulación, modelización y manufactura de productos (Computer Aided Manufacturing - CAM). La fabricación asistida por ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los métodos más tradicionales de control de equipos de fabricación. Por lo general, los equipos CAM conllevan la eliminación de los errores del operador y la reducción de los costes de mano de obra. Esta evolución, ha ido paralela al aumento de la capacidad de proceso y a la facilidad de uso de los ordenadores, avanzando notablemente desde la llegada de las computadoras personales (PC).

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El Diseño Asistido por Computador (CAD) permite llevar conceptos del diseño a una representación gráfica manipulable, para establecer geometrías y dimensiones de piezas. Las representaciones CAD son consideradas como el punto de partida para el diseño y elaboración de moldes y prototipos.(Nieves, 2005)

La Manufactura Asistida por Computador (CAM) permite optimizar los procesos de producción de los moldes y/o piezas, generando secuencias de control utilizadas por máquinas CNC o de prototipado rápido que permiten fabricar réplicas precisas del modelo virtual. (Nieves, 2005)

1.3.1. Uso combinado de CAD/CAM

Debido a sus evidentes ventajas, se suele integrar el diseño y la fabricación asistidos por ordenador mediante el empleo combinado de CAD/CAM. Esta combinación permite la transferencia de información, desde la etapa de diseño a la etapa de planificación para la fabricación de un producto, sin necesidad de volver a capturar manualmente los datos geométricos de la pieza. La base de datos que se desarrolla durante el CAD es procesada por el CAM para obtener los datos y las instrucciones necesarias para operar y controlar la maquinaria de producción, el equipo de manejo de materiales y las pruebas e inspecciones automatizadas, para establecer la calidad del producto. (Nieves, 2005)

Gracias a la unión de una serie de componentes que rigen los sistemas CAD/CAM y hacen posible su utilización de manera conjunta y efectiva. Estos se indican en la figura siguiente.

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Figura 5: Componentes de los sistemas CAD/CAM.

El empleo de los sistemas CAD/CAM de manera combinado en los procesos de producción en la industria conlleva, entre otras, las siguientes ventajas:

Se reducen los tiempos muertos.

Se facilita la valoración de soluciones alternativas para la reducción de precios o mejora de funciones.

Se facilitan los cálculos previos y posteriores de los precios, así como su control constante y configuración.

Nos permite la optimización de la distribución del grado de utilización de las máquinas.

Reducción en los costes de fabricación.

Aumento en la calidad de la fabricación.

Sin embargo, es necesario tener en cuenta que la instalación de estos sistemas requiere una alta inversión inicial e implica la necesidad de un adecuado entrenamiento y aprendizaje por parte del profesional que manejará el sistema.

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1.3.2. Prestaciones y secuencia del proceso en los sistemas CAM

Cabe destacar los distintos tipos de opciones que nos ofrecen los sistemas CAM en función de las prestaciones que ofrecen o las funciones que realizamos con ellos. Actualmente, la mayoría de software CAM nos ofrece una gran flexibilidad de trabajo, pudiendo utilizar todas las posibilidades que enumeramos a continuación de manera totalmente libre. El usuario puede cargar automáticamente las trayectorias y parámetros del mecanizado mediante el programa, modificar estos parámetros creados por el programa a su gusto o definir las operaciones y parámetros de manera totalmente manual desde cero.(Nieves, 2005)

- Sistemas que facilitan la codificación de instrucciones:  Se utiliza un interfaz fácil de manejar.  El usuario indica gráficamente las trayectorias que desea sobre un modelado CAD.  El código es generado automáticamente. - Sistemas que generan automáticamente las trayectorias para las herramientas:  El usuario indica las superficies a mecanizar, herramientas a utilizar y otros datos.  El programa genera las trayectorias.  El programa también genera el código para la máquina de CNC. - Sistemas que permiten simular el resultado de un proceso mecanizado:  Las trayectorias pueden ser generadas manual o automáticamente.  Dos posibles formas de ver los resultados  Dibujo de las trayectorias seguidas por la herramienta.  Representación de la pieza tras el mecanizado. - Sistemas que permiten detectar colisiones:  Considerando la herramienta en su soporte y la pieza a mecanizar.  Considerando también la mesa, las sujeciones y los elementos del entorno.

Definidas las opciones de trabajo que proporciona un sistema CAM, tan solo queda definir la secuencia del proceso CAD/CAM para mecanizar una determinada pieza.

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1. Dibujar en el sistema CAD la geometría necesaria para la configuración de las operaciones de mecanizado.

2. Seleccionar el CNC de nuestra máquina herramienta.

3. Especificar la información de configuración del CNC.

4. Definir las herramientas y sus parámetros.

5. Construir los contornos necesarios para las operaciones de mecanizado.

6. Generar los caminos de herramienta.

7. Pos procesar el fichero CAM para obtener el código de programa de CNC.

1.3.3. Elección del Software CAM.

La elección del programa está dada por varios puntos que se mencionan a continuación.

 Software CAD que posea la empresa o industria, para que coincidan las extensiones de estos y se ahorre tiempo a la hora de actualizar los ficheros editados.  Dominio del software CAM por parte del personal calificado.  Capacidad del equipamiento informático para procesar dicho software.

Por su parte, cabe destacar que unos de los softwares más utilizados en la fabricación de moldes son el CamWorks® y el GibbsCAM®, experimentando gran compatibilidad con los softwares CAD de los cuales se puede mencionar el SolidWorks®, y Autodesk Inventor® entre otros.

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Conclusiones Parciales.

A través de una búsqueda bibliográfica se pudo indagar en algunos temas referidos al diseño de moldes para plásticos. Unos de los aspectos consultados son los diferentes tipos de variantes de moldeo, ellas son: inyección convencional, soplado por inyección, soplado por extracción, entre otras.

Se pueden destacar el SolidWorks® 2016 y Autodesk Inventor® en el grupo de los softwares más empleados en el tema CAD, por sus respectivas características técnicas. Cada uno de ellos presentan una serie de herramientas que facilitan el trabajo con moldes.

En nuestro país los materiales plásticos más usados en la industria son: PEAD, PEBD, PP, PS, PA y el PVC con sus diferentes variantes. La utilización de cada material va a depender del campo de aplicación que presentan y de sus características tecnológicas.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN.

CAPÍTULO II

DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO

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2.1. Análisis de la pieza.

Para diseñar el molde, es imprescindible conocer la geometría de la pieza que se quiere obtener, partiendo de que existe una necesidad de fabricarla, bien sea porque es un componente que forma parte de algún conjunto o porque es útil en sí misma. Por lo tanto, se define la geometría y demás características de la pieza en base a la función que vaya a desempeñar, en este caso como será usada en una farola, implica que estará sometida a las condiciones del medio ambiente, como la lluvia, radiación solar, variaciones de temperatura, ruido medioambiental, y otros fenómenos naturales. La geometría viene especificada por el cliente, con una altura de 261 mm, un ancho de 162 mm, y un espesor de 2.5 mm, por lo que no es una geometría compleja. En el anexo 1 se encuentra el plano de la misma con todas las exigencias técnicas.

2.1.1. Clasificación de la pieza según su tamaño y complejidad.

Se debe obtener la pieza como una sola estructura por lo que la densidad, y demás características serán propias del material que se elija para fabricarla, asegurando una robustez suficiente como para que cumpla su funcionabilidad. Teniendo 2,5 mm de espesor de pared, y un peso de 266 gramos la pieza se clasifica en mediana y al no contar con ningún tipo de rosca, tanto exterior como interior, insertos metálicos u orificios transversales al eje vertical de la misma se considera una pieza simple. En lo que respecta al color, se exige una serie de piezas azules, verdes, amarillas, y rojas, siendo necesario añadir colorantes al proceso.

Figura 6: Pieza tipo capullo.

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2.2. Selección del material de la pieza.

Antes de seleccionar el material de moldeo, se debe tener en cuenta aspectos y características importantes que influyen en el proceso, como el factor de contracción que a veces varía ampliamente entre diferentes materiales y podría también variar entre diferentes calidades y versiones del mismo material. Además, algunos materiales absorberán y disiparán calor más eficientemente que otros, resultando un proceso de enfriamiento más. Esto podría afectar a la localización de los canales de refrigeración en el molde. Por otra parte, la viscosidad de un plástico determinado tiene una gran influencia en el diseño, localización y construcción del ataque, canales y vientos.

2.2.1. Contracción.

Todo material conocido (con excepción del agua) se expande cuando es calentado y se encoge cuando se enfría. En el campo de los plásticos se define la fase de encogimiento como contracción. Cada material plástico posee un factor de contracción propio. Este factor se usa para estimar cuanto se contrae una pieza después de ser enfriada. Después de determinarlo, el molde puede ser construido conforme a unas dimensiones que crean un molde lo suficientemente grande como para que contraiga hasta el tamaño final deseado después de la contracción. Los plásticos que se contraen por igual en todas las direcciones (materiales amorfos) teniendo una contracción isotrópica.

Figura 7: Contracción del plástico moldeado (material amorfo).(Rodríguez, 1985)

Los factores de contracción se asignan por un principio cm. a cm. lo que significa que el factor se aplica a cada centímetro de cada dimensión del producto a moldear. Los factores de contracción se clasifican en bajo, medio o alto. El bajo es comúnmente desde 0.000

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO 31 ______cm/cm hasta 0.005 cm/cm. El mediano va desde 0.006cm/cm hasta 0.010 cm/cm y el alto comprende a todo aquél superior a 0.075 cm/cm. Los materiales amorfos tienden a tener baja contracción, los semicristalinos media y los cristalinos alta. Si se refuerza el plástico con cristal la contracción será menor que si no se le añade refuerzo. Eso se debe a que el cristal no-contraíble aumenta en volumen de la masa y disminuye la contracción de la masa total.(Rodríguez., 2012)

Es difícil estimar la contracción porque hay muchos aspectos que influyen en el resultado de la contracción final, como, los cambios en el espesor de la pieza en el diseño del producto podrían causar diferentes contracciones en ciertas áreas de la pieza moldeada, y las variaciones de temperatura en el molde (mayor que 5,5 ºC entre dos puntos cualesquiera) podría influir en variar las áreas de contracción de la pieza moldeada.(Rodríguez., 2012)

2.2.2. Presión y viscosidad.

La viscosidad es una medida del espesor de un material en su estado líquido (fundido), cuanto más viscoso, más espeso el material. Un material de alta viscosidad requiere de menos presión de inyección que uno de menor viscosidad. Además, los materiales de alta viscosidad requieren menores diámetros de canal y menores volúmenes de ataque para permitir un flujo adecuado. También los materiales con mayor viscosidad permiten vientos más profundos para una eliminación más rápida del aire atrapado. Según el índice de fusión, al decrecer la viscosidad las propiedades físicas varían, como, por ejemplo, la rigidez, fuerza de tensión, fuerza de cesión, dureza, resistencia al arrastre, robustez, temperatura de emblandecido, tensión de resistencia a rotura, resistencia química y peso molecular, aumentan, en cuanto a la permeabilidad y brillo, decrecen.(Kandt, 1999)

2.2.3. Material seleccionado y características.

De las razones expuestas en el apartado anterior se puede considerar que en el material más idóneo para fabricar la pieza es el DHPE (por sus siglas en inglés High Density Polyethylene) o PEAD (polietileno de alta densidad), siendo un polímero de fácil procesamiento, no tóxico y costo bajo que lo hacen el termoplástico más aplicado en la

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO 32 ______sociedad. Su estructura es lineal, sin ramificaciones, usado en los métodos de conformados, empleados para termoplásticos, y también cabe destacar la posibilidad administrativa de la empresa, ya que es uno de los materiales con más abundancia con que se cuenta para materia prima.

Características del polietileno de alta densidad.

1. Excelente resistencia térmica y química. 2. Muy buena resistencia al impacto (dureza superficial). 3. Es sólido, incoloro, translúcido, insípido, casi opaco. 4. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformado empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión soplo. 5. Es flexible, aún a bajas temperaturas. 6. Es tenaz. 7. Es más rígido que el polietileno de baja densidad. 8. Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él. 9. Es muy ligero. 10. Su densidad es igual o menor a 0.952 g/cm3. 11. No es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios. 12. Porcentaje de contracción igual a 4.

En virtud de lo anterior cabe destacar que el material especificado cumple con los requisitos que tiene la pieza, teniendo como características más importantes la buena procesabilidad, peso ligero, resistencia al impacto, y térmica, por lo que aprueba la razón de que estará sometida a gases de combustión, radiación solar y todo tipo de fenómeno y variación de parámetros ambiental.

2.3. Diseño del Molde.

Un molde de soplado está constituido básicamente de dos bloques. En cada uno de ellos aparece una mitad del producto que se va a fabricar. Estas dos mitades se alinean

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO 33 ______mediante el acoplamiento de los bujes y columnas guías que se sitúan en los extremos. Generalmente se utilizan dos o cuatro guías en dependencia del tamaño del molde.

En algunos casos especiales, cuando los moldes son sencillos, estos se instalan directamente en los platos portamoldes de la máquina sopladora; pero por lo general se fijan previamente a dos placas de respaldo, una por cada lado, construidas de acero. El uso de estas placas de respaldo favorece la construcción de los canales de refrigeración del molde. Entre la placa y el molde se coloca una junta o empaque de papel parafinado u otro material para evitar que el agua refrigerante fluya hacia afuera.

Si el molde se construye de acero, se debe maquinar en cada una de las mitades, bordes de corte con alto relieve, los cuales al cerrarse la máquina aprisionarán al material extruido (Figura 8).

La fijación de las dos mitades del molde en la máquina sopladora se realiza mediante tornillos de sujeción, utilizando los orificios que tienen los platos portamoldes.

2.3.1. Selección del software para el diseño y de la máquina sopladora.

Contando con la posibilidad, desarrollo y soporte técnico e informático de la empresa, así como el grupo de ingenieros tutores, y el conocimiento obtenido en la asignatura Informática II, se opta por el software “SolidWorks® 2016”, también, debido a sus requerimientos de instalación, hacen posible su funcionamiento en computadoras de no necesariamente altas propiedades en cuanto a software y hardware.

Por otra parte se prefiere para la realización del proceso de soplado, por cuestiones de disponibilidad o acervo, la máquina BEKUM, modelo BM 602D (Anexo 2) de origen alemán del año 1991, la cual posee una fuerza de cierre de 100 kN, dos estaciones sopladoras, de las cuales solo opera una, tres cada uno 60/24 CoEx en extrusora, cabeza cuádruple de centro 85 mm, MACO 8000 de control electrónico, sacador de residuos, reenvío orientado, y se alimenta de 440V / 60 Hz.(Bekum, 1991)

Elección del número de cavidades.

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Las cavidades del molde están dadas principalmente por la cantidad de sopladores que posea la máquina, siendo este un caso real y la máquina destinada al trabajo solo utiliza un soplador, por lo que se debe construir un molde de una cavidad.

2.3.2. Bordes de corte.

Los bordes de corte se construyen generalmente en la parte superior e inferior del molde, aunque con algunos casos productos de la forma irregular de la pieza, se hace necesario construirlos en los lados para eliminar los residuos del párison.

En la mayoría de los casos, la dimensión exterior del producto es mayor que el diámetro del párison, entonces el exceso de material solo aparece en el cuello y fondo del producto. Sin embargo, cuando se fabrican bidones, envases con asas o manijas, alrededor de estas también se presentarán residuos del párison.

Junto al borde de corte se debe dejar una cavidad donde se alojará el párison cortado. Esta cavidad (Figura 8) tiene la finalidad de permitir un cierre completo de las dos mitades del molde, pues en caso contrario los residuos de plástico presentarían un obstáculo al cierre del molde.

Los bordes de corte no deben ser aristas vivas, sino planos, con un espesor comprendido entre 0,2 y 1 mm, en dependencia del tipo de termoplástico que se vaya a procesar. Para materiales elásticos debe seleccionarse la mayor dimensión, mientras que para plásticos rígidos la menor.(Rodríguez, 1985)

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Figura 8: Borde de corte y cavidad para residuo.

2.3.3. Refrigeración.

La velocidad de producción de artículos plásticos soplados está en relación directa con el sistema de refrigeración que se use, dado que después de almacenar y soplar el plástico fundido en la cavidad del molde, se le deja reposar, bajo presión, hasta que se enfría y solidifica lo suficiente para ser expulsado, no siendo necesario enfriarse totalmente, sólo lo suficiente para permitir la expulsión de la pieza sin distorsiones.(Rodríguez, 1985)

El agua refrigerante y los canales del molde deben cumplir el objetivo de solidificar el producto en el menor tiempo posible. Sin embargo, esto no siempre se consigue con una temperatura de agua demasiado fría, condición esta, que puede a veces originar defectos y problemas de calidad en los artículos. La condición esencial es que la solidificación del producto se realice homogéneamente para que las contradicciones en las distintas zonas de la pieza sean lo más uniforme posible. Por lo que en este caso el agua debe entrar al molde a una temperatura de 12° C para el correcto enfriamiento de la pieza con un período de enfriamiento de 20 segundos.

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Partiendo del hecho de que en el fondo y en el cuello del producto hay una mayor disipación de calor debido a que son las zonas que tienen mayor cantidad de masa plástica, se deben ubicar canales convenientemente en estos lugares del molde

2.3.3.1. Agujeros de refrigeración y localización.

El uso de los agujeros de refrigeración (Figura 9) maquinados a lo largo del molde para permitir al agua fluir a través del mismo es el método más común de controlar la temperatura del molde. Los canales pueden trasladarse inclinados o perpendicularmente a los primeros siempre lo más cerca posible a la superficie de la cavidad imagen.

En la práctica esto no resulta fácil, debido a que los taladros deben seguir direcciones rectas y las piezas tienen tres dimensiones. En muchos casos los canales se colocan de tal manera que rodeen a la pieza lo más posible, pero no siguen el contorno perfectamente.

Mediante canales intercomunicados se coloca una junta entre el inserto superior e inferior del molde y la placa de la cavidad para evitar fugas del agua refrigerante. La distancia entre los canales debe ser de 2 a 3 veces su diámetro D, y la separación a la cavidad debe mantenerse con estos mismos valores, para moldes de regular tamaño la dimensión del canal debe estar comprendida entre 8 y 16 mm.(Rodríguez, 1985)

Figura 9: Canales de refrigeración en el cuerpo delantero del molde.

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Por lo antes expuesto los canales de refrigeración del molde poseen un diámetro de 8 mm, y una separación de 39,70 mm centro a centro, en cuanto al punto más cercano a la cavidad, es de 15,56 mm, de separación. La ubicación de la entrada de agua más conveniente es el punto más bajo del molde y la salida por el más alto, y en la parte que más facilite su manipulación. De esta manera se asegura una adecuada refrigeración.

2.3.4. Selección de la junta.

Dado que las juntas utilizadas (Figura 10) en los canales de enfriamiento intercomunicados del molde están normalizadas, es necesario contar con sus dimensiones para hacer una correcta elección de las medidas de las cavidades para el alojamiento de las mismas.(Rodríguez, 1985)

Figura 10: Junta

Seguidamente se entra a la tabla mencionada anteriormente, con los valores del diámetro interior y el de la junta respectivamente, para seleccionar las dimensiones adecuadas de la cavidad para el alojamiento de las anillas de goma (Figura 11 ), obteniendo que posee una profundidad de 1,9 mm con un diámetro interior y exterior de 18,57 mm y 24,83 mm respectivamente, teniendo este último un ángulo de 0,5° (Rodríguez, 1985) y así evitar que cuando se cierre el molde se filtre el agua hacia dentro de la cavidad o fuera del mismo, o de lo contrario la pieza quedaría con imperfecciones irreparables en el soplado.

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Figura 11: Anillo de alojamiento de la junta.

2.3.5. Plano de partición.

Debido a que el párison antes del soplado tiene una consistencia elástica y permanece caliente y flexible, hay una tendencia a que aparezca en el producto una huella por el plano de unión de las dos mitades del molde. Debiéndose analizar el lugar donde debe aparecer esta línea en el producto y cuidar que se facilite el desmoldeo. Por ejemplo, en los artículos rectangulares se realiza la conveniencia de que la línea de unión aparezca en las aristas y en especial si el producto será impreso en sus caras laterales.

En caso del molde a diseñar esta información es casi infructífera, debido a la geometría de la pieza el plano de partición debe ser por las caras del molde, como indica la figura 12, y no por las aristas, ya que se logrará el mismo efecto, y de esta forma es más fácil de construir ahorrando tiempo y energía.

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Figura 12: Plano de partición del molde.

2.3.6. Accesorios.

Las columnas y bujes guías (Figura 13) de los moldes de soplado se construyen en forma similar a los moldes de inyección. El número de guías que se deben ubicar en el molde, depende del tamaño de este, para moldes grandes es aconsejable utilizar cuatro guías situadas en los extremos, en cambio para moldes pequeños, dos guías colocadas diagonalmente, una respecto a la otra, serían suficientes.

Figura 13: Buje Guía.

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La longitud de la columna (Figura 14) debe tomarse de 1,5 a 6,3 veces su diámetro.(Rodríguez., 2012)

Figura 16: Columna.

Los tornillos (Figura 14) utilizados para fijar las placas del molde entre sí y con las placas de apoyo son tornillos ALLEN (M8x20x1,25, M10x30x5, M10x55x5, M10x110x5) todos normalizados por lo que no es necesario su total diseño solo editar algunas medidas, como la longitud, en algunos casos, debido a que el software posee estos accesorios en su base de datos.

Figura 14: Tornillo ALLEN M10x110x5

En cuanto a los dispositivos de separación del fondo de los moldes es preciso que el producto después de realizado el soplado y en el momento de apertura del molde, salga

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO 41 ______libre de los residuos del párison que quedan adheridos al fondo. Estos cuando no se han enfriado suficientemente pueden soldarse al producto y dañarlo.

Existen diversos dispositivos accionados mecánica o neumáticamente, como el de dos mordazas que aprietan el residuo del párison cuando el molde se cierra y que al abrirse separan el residuo del fondo del artículo antes que este sea completamente desmoldeado. Este dispositivo se acciona mediante un mecanismo de brazo que hala el postizo inferior del molde hacia abajo.

En este caso la máquina sopladora es la encargada de eliminar el excedente de material no aprovechado y no el molde, ya a que posee un troquel que actúan segundos antes que el producto salga de la máquina, reaccionando con un impacto sobre el residuo, y de esa manera parte por la línea que dejan los bordes de corte del molde

2.4. Selección del acero y tratamiento térmico para las placas del molde.

Dadas las características de la pieza y los componentes que conforman el molde es necesario hacer un estudio por separado de cada parte del molde para la correcta elección del material de las placas, así también como el tipo de tratamiento de tratamiento térmico que se le deba suministrar, teniendo en cuenta la función que cumplen y las condiciones de trabajo a las que están sometidas, las cuales pueden ser variación de temperaturas, cortes al material, etc.

2.4.1. Placas de apoyo y apoyo de columnas.

Las placas de apoyo (Figura 15) están destinadas a la sujeción de cada bloque del molde a los platos portamoldes de la máquina mediante tornillos ALLEN por lo que deben construirse de acero, y contando con que no sufren de variaciones térmicas, ni están sometidos a impactos se selecciona el material CT3 (según la norma GOST),equivalente en la norma DIN al acero S235JRG2 (Pérez, 1997), el cual tiene propiedades mecánicas favorables al igual que su costo y debido a sus pocas exigencias no es necesario aplicarle ningún tipo de tratamiento térmico.

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Figura 15: Placa de apoyo

Tabla 2: Composición química del CT3.(Garcia)

Material C (%) Si (%) Mn(%) CT3 0,2 0,2 0,5

Los apoyos de columnas (Figura 16) están ubicados dentro de la cavidad imagen y hacen contacto por un lado con la placa de apoyo y por el otro con la columna, haciendo que la placa de apoyo no esté en contacto directo con la columna y que a la vez esta sea un poco más pequeña para así poder ahorrar material y tiempo del proceso de fabricación de la columna. Como los apoyos de columnas no están sometidos a impactos ni variaciones bruscas de temperaturas, debido a su ubicación se selecciona el material CT3 para su fabricación.

Figura 16: Apoyo de columnas.

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2.4.2. Insertos superiores, inferiores, y anillos de corte doble.

Los insertos (Figura 17) son las placas del molde encargadas de dar la forma superior e inferior de la pieza, en ellos se encuentran las zonas de mayor alcance de la temperatura, por lo que también son las partes más respaldada en cuanto a la refrigeración, por otra parte, están sometidas al corte del material de moldeo, implicando la elección de un acero aleado que mediante un tratamiento térmico alcance alta resistente al desgaste, a la corrosión, y buena conductividad térmica.

Figura 17: Insertos, (A) Superior, (B) Inferior. Ver anexo 13.

En la tabla 3 se puede apreciar la composición química del acero 9XBG (acero herramental) equivalente al 100MNCrVMo 12 de la norma DIN (Villanueva, 2002), el cual es utilizado para la fabricación de moldes de inyección y soplado.

Tabla 3: Composición química del acero 9XBG según la norma GOST.(Garcia)

Material C(%) Si (%) Mn(%) Cr(%) Ni(%) S (%) P (%) W(%) Mo(%) 9XBG 0,89 0,3 0,82 0,91 0,09 0,009 0,007 1,3 0,004

A este acero se le aplica un temple de (800-830) °C utilizando como medio de enfriamiento el aceite y un revenido bajo de (180-200) °C enfriándose al aire para que alcance una dureza de 50-62 HRC (Villanueva, 2002).

Los anillos de corte doble (Figura 18) están situados encima de los insertos superiores, sujetos a ellos mediante tornillos, y cumplen con las mismas exigencias que los insertos,

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE LA PIEZA TIPO CAPULLO 44 ______además, entre ellos se aloja la boquilla de la sopladora, la cual hace presión aparte de soplar para realizar el corte del material extruido.

Figura 18: Anillo de corte doble.

Dadas las propiedades de esta aleación, la presencia física del mismo en la empresa, y el costo del mismo se escoge el acero 9XBG para los anillos de corte doble y los insertos.

2.4.3. Cuerpos del molde.

Los cuerpos del molde (Figura 19), son los que alojan la mayor área de la pieza, pero no proporcionalmente la mayor parte del calor, por lo que sus exigencias n o son de elevado carácter, tan solo contando con una buena conductividad térmica, peso ligero para no cargar mucho el molde, resistente a la corrosión y que sea fácil de maquinar, es suficiente para su elección.

Figura 19: Cuerpo del molde o cavidad imagen.

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Sabiendo que el aluminio es un elemento que en la actualidad presenta un variado uso y más en la ingeniería mecánica, por su densidad de 2 700 kg/m3, su resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica, y es posible mediante aleaciones adecuadas aumentar su resistencia mecánica hasta los 690 MPa (MOLDMAX®, 2010).

Conociendo estos argumentos, se adhiere a la conclusión de que el aluminio es el material idóneo para los cuerpos del molde, siempre contando con que este material está disponible en la empresa.

2.4.4. Bujes Guías y Columnas.

Los bujes guías (Figura 20) pasan por los cuerpos traseros de aluminio uno y dos, topando con la placa de apoyo, esta pieza está sometida a un continuo desgaste debido a la fricción con la columna cada vez que el molde es abierto o cerrado, por lo que se sugiere el acero 18XGT equivalente al hacer 16MnCr5 de la norma DIN (Villanueva, 2002) para su fabricación, en la tabla 5 se muestra su composición química.

Figura 20: Buje Guía. Ver anexo 15.

Tabla 4: Composición química del acero 18XGT.(Garcia)

Material C(%) Cr(%) Mn(%) Ti(%) 18XGT 0,17-0,23 1,0-1,3 0,8-1,1 0,5-0,6

Debido a que actualmente en la provincia existen condiciones para realizar el proceso de cementado, el acero debe someterse a un régimen de cementación con una temperatura de temple al núcleo de 810-840℃, un temple superficial de 810-820℃ con enfriamiento en

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Las columnas (Figura 21) del molde deben ser construidas del mismo material que el buje, evidentemente son los elementos que están en constante fricción y desgaste.

Figura 21: Columna. Ver anexo 16.

2.4.5. Pines.

Los pines (Figura 22) son pasantes en los cuerpos de aluminio que cumplen la función de mantener a las cavidades idénticas de cada parte del molde en total simetría y concentricidad, evitando así que existan deformaciones en la pieza soplada, se necesita para su fabricación un acero de aproximadamente 1% de carbono para que con un temple de 760-780°C con medio de enfriamiento en agua y aceite, y un revenido bajo de 180- 200°C enfriándose al aire libre alcance una dureza de 62 HRC, útil en la pieza, porque la misma debido a su pequeño diámetro, debe tener alta dureza para no permitir el juego entre las cavidades idénticas, por lo que se apunta al acero Y10 equivalente al acero C105W1 de la norma DIN(Pérez, 1997) para su fabricación, dándose a conocer en la tabla 6 su composición química.

Tabla 5: Composición química del acero Y10.(Garcia)

Material C(%) Mn(%) Cr(%) Y10 0,95-1,04 0,15-0,35 0,15

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Figura 22: Pin

Conclusiones parciales

1. Antes de realizar cualquier diseño es necesario tener un análisis previo del objeto a obtener, sin olvidar la selección del tipo de máquina a emplear para su fabricación, y el material de construcción. 2. Se realiza el diseño de todas las partes del molde para soplado teniendo en cuenta la metodología, así como la selección de cada acero correspondiente a la placa del molde y la función que cumplen. 3. Con el adecuado tratamiento térmico que se al suministre al acero se cumple el objetivo de obtener las propiedades requeridas y un ahorro económico.

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CAPÍTULO III

OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE LOS INSERTOS Y DE LA CAVIDAD IMAGEN.

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3.1. Selección de la máquina CNC.

Los centros de maquinado son máquinas CNC más sofisticadas que frecuentemente combinan las tecnologías de fresado y torneado. Está dimensionada de forma tal que es capaz de absorber y amortiguar todos los movimientos de la máquina, minimizar las vibraciones producidas durante el maquinado y mantener la necesaria estabilidad que permitirá obtener excelentes resultados(Soroa, 2007).

3.1.1. Máquina CNC seleccionada.

Haciendo uso de la información mencionada, se selecciona el Centro de maquinado CNC Kondia HM-1000five (Anexos 3) para la fabricación, debido a las múltiples operaciones que se pueden realizar en el mismo y a las características dimensionales que posee, de las cuales algunas se muestran a continuación.

Distancia de la nariz del husillo a la mesa del divisor 640 mm

Distancia de la nariz del husillo a la base del divisor 982 mm

Curso eje X 1000 mm

Curso eje Y 510 mm

Curso eje Z 600 mm

Diámetro máximo de la pieza 550 mm

Altura máxima con pieza de diámetro 550 mm 300 mm

Para más información consultar el manual de Kondia HM 1000 five, Centros de maquinado CNC Kondia HM-1000five.

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3.2. Selección del software CAM.

La selección del software para obtener el código de programación depende de principalmente del dominio que posea el profesional preparado con que se encuentre en la empresa, en algunos de los disímiles códigos para programar que se generan los softwares CAM para ser usados en las máquinas CNC. Por otra parte, la potencia de procesamiento de datos que posea la computadora en la cual se trabaja, por lo que las exigencias de hardware y software son elevadas.

Atendiendo a las razones mencionadas anteriormente el programa seleccionado para generar el código CNC es el GibbsCAM® 2014, el cual muestra total compatibilidad con las extensiones del software CAD SolidWorks® 2016, y también se encarga de simular el recorrido físico de cada herramienta, con el fin de prevenir posibles interferencias (choques) entre herramientas y materiales.

3.3. Obtención del código CNC.

Teniendo seleccionada la máquina y el software se da lugar a la etapa de generación del programa CNC para la placa del inserto superior e inferior, y la mitad de la cavidad imagen, por lo que se deben tener en cuenta la correcta selección de la herramienta de corte, el avance o desplazamiento de la mesa dado en milímetros por minutos, la velocidad de corte dada en metros o pies mor minuto, y la profundidad de corte según el tipo de acero que se maquine.

3.3.1. Obtención del código CNC para el inserto superior.

Para maquinar la parte inferior del inserto, se tiene la pieza en bruto (ver figura 23) de acero aleado de 227 mm de largo, con 190 mm de ancho y 96 mm de espesor, se preparan las herramientas mostradas en la tabla 6, cabe destacar que las herramientas están ordenadas según se encuentran en la máquina CNC y de la misma manera se introducen en el Software.

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Tabla 6: Herramientas utilizadas en el software GibbsCAM® 2014 para el inserto superior. Posición Herramienta Operación RPM (S) Avance (F) Figura T45 T Cntr. Taladrado 3000 30 24 T46 Taladro Taladrado 450 30 27 T47 T Punto Taladrado 450 30 30 T48 Taladro Taladrado 450 30 33 T49 Escar. Taladrado 40 50 35 T1 Facb. Desbaste 40 50 38 T5 Facb. Desbaste 2500 1500 40 T10 Facb. Desbaste 3000 1800 43

Figura 23: Dimensionamiento de la pieza en bruto para el inserto superior.

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Después de definir la materia prima se selecciona la herramienta de trabajo y se editan los valores necesarios, haciendo que coincidan con los de la herramienta real. En este caso se selecciona una broca de hacer centro.

Figura 24: Selección de la broca de hacer centro.

Seguidamente en la operación de ``Agujeros´´ se introducen los datos del avance y las rpm, la distancia a la que se debe alejar la herramienta para desplazarse y la profundidad a la que se desea llegar.

Figura 25: Operación de taladrado.

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Al definir el tipo de operación que la herramienta va a realizar se pasa a la simulación del proceso para poder diagnosticar si existe algún tipo de error en el transcurso del mismo.

Figura 26: Simulación del proceso de taladrado con broca de hacer centro.

Seleccionar la herramienta ``Broca o Taladro´´ para 7,7 mm de diámetro para realizar los agujeros de los tornillos y pines.

Figura 27: Selección de una broca de 7,7 mm de diámetro.

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Selección del tipo de proceso a realizar con la broca de 7,7 mm de diámetro y definición de los demás parámetros.

Figura 28: Operación de taladrado con broca de 7,7 mm de diámetro.

Figura 29: Simulación del proceso de taladrado con broca de 7,7 mm de diámetro.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. 55

Seleccionar la broca con punta para realizar los agujeros de refrigeración y tornillos.

Figura 30: Selección de la broca con punta.

Selección del tipo de proceso a realizar y demás regímenes de trabajo de la broca con punta.

Figura 31: Proceso de taladrado para broca con punta.

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. 56

Figura 32: Proceso de simulación para broca con punta.

Selección de la herramienta ``Broca o Taladro´´ con 10,5 mm de diámetro para ampliar el diámetro de los agujeros ya elaborados.

Figura 33: Selección de una broca con 10,5 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar para la broca de 10,5 mm de diámetro.

Figura 34: Proceso de taladrado con broca de 10,5 mm de diámetro.

Proceso de simulación para broca de 10,5 mm de diámetro. (Ver anexo 4).

Selección de la herramienta ``Escariador´´ para escariar los agujeros elaborados.

Figura 35: Selección del escariador.

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Selección del proceso a utilizar el escariador de 8 mm de diámetro.

Figura 36: Proceso de taladrado con escariador.

Figura 37: Simulación del proceso de taladrado con escariador.

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Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ para elaborar la cavidad superior de la pieza.

Figura 38: Selección de la fresa para acabado.

Selección del proceso a utilizar la fresa de acabado.

Figura 39: Proceso de desbaste con fresa de acabado.

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Proceso de simulación de la fresa de acabado. (Ver Anexo 5).

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ con 20 mm de diámetro.

Figura 40: Fresa de acabado con 20 mm de diámetro.

Selección del proceso en el que se utiliza la fresa de 20 mm de diámetro.

Figura 41: Proceso de desbaste con fresa de 20 mm d diámetro.

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Figura 42: Proceso de simulación con fresa de 20 mm de diámetro.

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ con 8 mm de diámetro.

Figura 43: Fresa de acabado con 8 mm de diámetro.

Selección del proceso en el que se utiliza la fresa de 8 mm de diámetro.

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Figura 44: Proceso de desbaste con fresa de 8 mm d diámetro.

Proceso de simulación con fresa de 8 mm de diámetro. (Ver anexo 6).

Por último, se genera el programa CNC de todas las operaciones, siendo necesario seleccionar antes el tipo de pos procesador, en este caso es un pos procesador Heid, el cual se encarga de convertir toda la operación al lenguaje de la máquina.

Figura 45: Selección de pos procesador.

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Al presionar sobre el cuadro ``Proceso´´ se genera el código CNC.

Figura 46: Código CNC para el inserto superior.

3.3.2. Obtención del código CNC para el inserto inferior. El inserto inferior posee un largo de 227 mm, con 48 mm de ancho por 95 mm de espesor, al igual que el superior es acero aleado (ver figura 50) por lo que las herramientas y procesos a desempeñar para la obtención del programa CNC se describen en la siguiente tabla. Tabla 7: Herramientas usadas en el software GibbsCAM® 2014 para el inserto inferior. Posición Herramienta Operación Figura T9 F acb Desbaste 48 T18 F esf Superficie 51 T45 T Cntr Taladrado 54 T46 Taladro Taladrado 57 T47 Escar. Taladrado 59 T5 F acb Desbaste 62 T9 F acb Desbaste 64 T19 F esf Desbaste 67

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Figura 47: Dimensionamiento de la pieza en bruto para el inserto inferior.

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ para elaborar la cavidad inferior del molde.

Figura 48: Selección de la Fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar la fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

Figura 49: Proceso de desbaste con fresa de 10 mm de diámetro.

Figura 50: Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

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Selección de la herramienta ``Fresa de esfera´´ para la superficie de la cavidad inferior del molde.

Figura 51: Selección de la Fresa de esfera de 10 mm de diámetro.

Selección del proceso a utilizar la fresa de esfera de 10 mm de diámetro.

Figura 52: Proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro.

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Simulación del proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro. (Ver Anexo 7).

Para realizar las cavidades del alojamiento del residuo del material se desmontan los insertos, y se trabaja uno a uno, por lo que es necesario introducir nuevamente las dimensiones de la materia prima y tipo de acero.

Figura 53: Dimensionamiento de la pieza en bruto para la mitad del inserto inferior.

Selección de la herramienta ``Broca para hacer centro´´.

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Figura 54: Selección de la broca de hacer centro de 2,5 mm de diámetro.

Selección del proceso a utilizar la fresa de hacer centro de 2,5 mm de diámetro.

Figura 55: Proceso de taladrado con broca de hacer centro de 2,5 mm de diámetro.

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Figura 56: Simulación del proceso de taladrado con broca de hacer centro de 2,5 mm de diámetro.

Selección de la herramienta ``Broca o Taladro´´ de 5,7 mm de diámetro para elaborar agujeros.

Figura 57: Selección de la broca de 5,7 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar la broca de 5,7 mm de diámetro.

Figura 58: Proceso de taladrado con broca de 5,7 mm de diámetro.

Simulación del proceso de taladrado con broca de 5,7 mm de diámetro. (Ver Anexo 8).

Selección de la herramienta ``Escariador´´ de 6 mm de diámetro para escariar los agujeros elaborados.

Figura 59: Selección del escariador de 6 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar el escariador de 6 mm de diámetro.

Figura 60: Proceso de taladrado con escariador de 6 mm de diámetro.

Figura 61: Simulación del proceso de taladrado con escariador de 6 mm de diámetro.

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ de 20 mm de diámetro para elaborar el borde de corte.

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Figura 62: Selección de la fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

Selección del proceso a utilizar la fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

Figura 63: Proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

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Simulación del proceso de desbaste con broca de 20 mm de diámetro. (Ver Anexo 9).

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ de 10 mm de diámetro para desbastar el acero hasta donde se construirán las cavidades de alojamiento del residuo del material.

Figura 64: Selección de la fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

Selección del proceso a utilizar la fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

Figura 65: Proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

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Figura 66. Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

Selección de la herramienta ``Fresa de esfera´´ de 8 mm de diámetro para la elaboración de las cavidades de alojamiento del residuo del polímero.

Figura 67: Selección de la fresa de esfera de 8 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar la fresa de esfera de 8 mm de diámetro.

Figura 68: Proceso de contorno con fresa de esfera de 8 mm de diámetro.

Simulación del proceso de contorno con fresa de esfera de 8 mm de diámetro. (Ver anexo 10). Haciendo uso del mismo pos procesador se obtiene el código CNC de programación.

Figura 69: Programación CNC del inserto inferior.

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3.3.3. Obtención del código CNC para la cavidad imagen. La cavidad imagen es de aluminio, utilizándose una pieza en bruto de 150,744 mm de largo, 227 mm de ancho y 95 mm de espesor.

Figura 70: Dimensionamiento de la pieza en bruto para la cavidad imagen.

Tabla 8: Herramientas usadas en el software GibbsCAM® 2014 para la cavidad imagen.

Posición Herramienta Operación Figura T5 F acb Desbaste 71 T18 F esf Superficie 74

Selección de la herramienta ``Fresa de acabado´´ de 20 mm de diámetro para la elaboración de la cavidad imagen del molde.

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Figura 71: Selección de la fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

Selección del proceso a utilizar la fresa de acabado de 10 mm de diámetro.

Figura 72: Proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

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Figura 73: Simulación del proceso de desbaste con fresa de acabado de 20 mm de diámetro.

Selección de la herramienta ``Fresa de esfera´´ de 10 mm de diámetro para mejorar la superficie de la cavidad imagen.

Figura 74: Selección de la fresa de esfera de 10 mm de diámetro.

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Selección del proceso a utilizar la fresa de esfera de 10 mm de diámetro.

Figura 75: Proceso de superficie con fresa de esfera de 10 mm de diámetro.

Simulación del proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro. (Ver anexo 11).

Obtención del código CNC para la cavidad imagen del molde haciendo uso del mismo pos procesador.

Figura 76: Código CNC de la cavidad imagen del molde.

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3.4. Análisis económico del molde.

Una inversión, desde el punto de vista económico financiero, es la asignación de recursos en el presente con el fin de obtener unos beneficios en el futuro, conviene a menos que se pueda recuperar con intereses y deje un excedente. Esto significa que el inversionista necesita, en primer lugar, recuperar la inversión que realiza y obtener sobre ella unos beneficios que satisfagan sus expectativas de rendimiento y quede un excedente para que aumente su riqueza.

Para apoyar esta decisión el inversionista debe contar con una tasa de interés que le sirva de referente para decidir si invierte o no. Esta tasa de interés se conoce como tasa de oportunidad del inversionista, o sea, aquella tasa máxima que podría obtener dentro de las diversas posibilidades que se le presentan para invertir su dinero. Aunque existen herramientas, modelos o técnicas de carácter monetarios que avalan la viabilidad de cualquier inversión.

En esta investigación se utilizará el Índice de Rentabilidad o Costo/Beneficio (C/B), como también suele denominarse. El análisis C/B es una técnica importante dentro del ámbito de la teoría de la decisión. Pretende determinar la conveniencia de un proyecto mediante la enumeración y valoración posterior en términos monetarios de todos los costes y beneficios derivados directa e indirectamente de dicho proyecto. Este método se aplica a obras sociales, proyectos colectivos o individuales, empresas privadas, planes de negocios, etc., prestando atención a la importancia y cuantificación de sus consecuencias sociales y/o económicas (Jesús Humberto Salazar Monroy, 2010).

Es por tanto una herramienta de toma de decisiones para desarrollar sistemáticamente información útil acerca de los efectos deseables e indispensables de los proyectos y que se manifiesta en la rentabilidad económica. Por ello se establece como un indicador básico para juzgar la eficiencia en la gestión empresarial, pues es precisamente el comportamiento de los activos, con independencia de su financiación, el que determina con carácter general que una empresa sea o no rentable en términos económicos. Además, el no tomar en cuenta la forma en que han sido financiados los activos permitirá

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determinar si una empresa no rentable lo es por problemas en el desarrollo de su actividad económica o por una deficiente política de financiación.

La razón B/C o índice neto de rentabilidad es un cociente que se obtiene al dividir el Valor Actual de los Ingresos totales netos o beneficios netos (VAI) entre el Valor Actual de los Costos de inversión o costos totales (VAC) de un proyecto (Jesús Humberto Salazar Monroy, 2010). Se considera que:

B/C= VAI/ VAC (3.1)

Según el análisis costo-beneficio, un proyecto o negocio será rentable cuando la relación costo-beneficio es mayor que la unidad. Por lo que si B/C > 1, el proyecto es rentable.

Para la evaluación del proyecto propuesto se tuvo en cuenta varias premisas como son:

 la evaluación se realizó en moneda total.  se aplicó el 12.5 % estipulado por el Ministerio de Finanzas y Precios (MFP) como contribución a la seguridad social.  la inversión se analiza para cinco años de vida útil.  se aplicó el 10% como impuesto sobre el salario establecido en la Ley 73 del Sistema Tributario.  la tasa de actualización utilizada para el estudio es del 12 %. La tabla 9 corresponde a la ficha de costo unitaria por elementos de gastos.

Tabla 9: Ficha de costo unitaria por elementos de gastos.

Elementos de Gastos Totales ($) Materias primas y materiales 430.83174 Otros materiales 1 494.91072 Combustible 0.00 Energía 2 870.87540 Salario 2 602.32568 Depreciación y automatización 5 350.76724

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Otros gastos monetarios 0.00 Traspasos 3 061.62180 9101 Traspaso Gasto Indirectos Internos Unidad 0.00 Básica 9102 Traspasos Desviaciones 0.00 9103 Traspaso USTIC 104.452872 9105 Traspaso Mantenimiento Energético 611.487200 9106 Traspaso ATM 53.775877 9107 Traspaso Transporte 215.297616 9108 Traspaso Calidad 143.527206 9109 Traspaso Metrología 185.313712 9112 Traspaso de Gastos Indirectos Unidad 227.094017 Social 9200 Depreciación de Áreas Generales 717.654804 9201 Traspaso Producciones y Servicio Insumo 227.094017 9301 Traspaso Alimentación Externa 113.546545 90004 Traspaso Gastos Indirectos 462.3900 ------Gastos de salarios indirectos 31.97674 ------Cooperaciones 0.00 Total General ------15 751.33258

Tabla 10: Importe de la venta del molde.

Código Cantidad Precio ($) Importe ($) 120600 1 29 370.00 29 370.00

Verificar que la razón de beneficio – costo es mayor que la unidad.

B/C ˃ 1

29 370.00 / 15 751.33258 = 1.864604143860951 ˃ 1

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Siendo el resultado mayor que la unidad se puede afirmar y que la fabricación del molde es de carácter fiable. Por lo tanto, el molde puede ser construido.

Conclusiones parciales

1. Se obtiene la programación CNC de las principales partes del molde, insertos y cavidad imagen, en el software GibbsCAM® 2014 y la simulación del proceso de maquinado por parte de cada herramienta. 2. Se afirma la posibilidad de construcción del molde mediante el análisis económico de los elementos de gastos y venta, demostrándose en el resultado de la división de beneficio y costo, el cual es mucho mayor que la unidad.

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CONCLUSIONES GENERALES

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CONCLUSIONES GENERALES

1. Se realizó un estudio bibliográfico del proceso de soplado de plástico, así como la elaboración de una breve metodología de diseño de moldes para soplado con diferentes tipos de materiales a utilizar y se da a conocer una de las herramientas más utilizadas en el campo de CAD CAM. 2. Se implementa la metodología elaborada para el diseño del molde en el software SolidWorks® 2016 de la pieza tipo capullo, tanto así como la selección de los aceros y tratamiento térmico para las placas del mismo. 3. A partir del diseño del inserto superior e inferior, y de la mitad de la cavidad imagen se elaboran los códigos CNC para la programación del Centro de maquinado Kondia HM-1000five y la simulación del proceso mediante el software GibbsCAM® 2014. 4. El análisis económico arroja un valor de ganancia de $ 13 618.66742 y la razón de beneficio y costo es de 1.865 aproximadamente, el cual es mayor que la unidad y demuestra que la fabricación del molde es rentable.

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RECOMENDACIONES

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RECOMENDACIONES

1. Proponer al departamento de ingeniería mecánica de la facultad de ingeniería mecánica e industrial promover la participación de estudiantes en el período de práctica laboral en la Empresa EMI ``Comandante Ernesto Che Guevara´´ Unidad Batalla de Santa Clara, debido al elevado nivel tecnológico y de desarrollo presente.

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BIBLIGRAFÍA

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. BIBLIOGRAFÍA 89 ______

BIBLIOGRAFÍA

Matweb [Online]. Available: http:/www.matweb.com. SIGLAS DE POLIMEROS. Available: http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Anexo2.SiglasPOLIMEROS.pdf. BARCELONA, S. 2015. Tipos de aceros y sus características [Online]. Available: httpwww.sermetalbcn.comportalestabla-comparativa-aceros. BEKUM 1991. Sopladora de plástico Bekum BM 602D BOILER, B. C. D. N. S. S. Moldeo por Soplado. CABANES, M. G. 2013. DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOLDE PARA EL ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LA GEOMETRÍA DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN EN EL ATRAPAMIENTO DE AIRE EN PROCESOS DE FUNDICIÓN POR INYECCIÓN A ALTA PRESIÓN. Tesis Profesional, Universidad Politécnica de Cartagena. DAVID JUÁREZ, S. F. 2012. ESTUDIO Y ANÁLISIS DEL MOLDEO POR INYECCIÓN DE MATERIALES POLIMÉRICOS TERMOPLÁSTICOS. Revista de investigación. GARCIA, A. M. Guliaev II Metalografía. JESÚS HUMBERTO SALAZAR MONROY, R. A. S. S. V. 2010. DISEÑO DE UN MOLDE DE EXTRUSION-SOPLADO PARA BOTELLAS DE POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD. TESIS PROFESIONAL, INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. KANDT, A. 1999. Historia del soplado. Centro de Desarrollo Tecnológico y Asistencia Técnica a la Industria MOLDMAX®. 2010. Aceros para Moldes. Available: http://www.axxecol.com/_Axxecol/_DwPortal/Documents/Aceros%20para%20moldes.pdf. MONTERRUBIO, A. B. E. 2015. Proceso De Transformación "Moldeo. Available from: http://moldeoxsoplado.blogspot.com/2015/11/un-poco-de-historia.html. NIEVES, R. A. M. 2005. Aplicación de Herramientas Computacionales en el Diseño y Comportamiento Mecánico de Piezas Plásticas. Trabajo de Ascenso para Optar a la Categoría de PROFESOR TITULAR, Universidad Simón Bolívar Aplicación. PÉREZ, D. F. M. 1997. Guía para la selección y conversión de aceros soviéticos a otras normas internacionales. ACINOX (SERVICIO DE METALES). RODRÍGUEZ, E. J. G. 1985. DISEÑO DE MOLDES PARA PLÁSTICOS Y GOMAS. RODRÍGUEZ., F. D. D. C. 2012. CONFORMADO DE MATERIALES PLÁSTICOS. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. SOROA, D. S. F. P. 2007. Temas sobre GibbsCAM. VILLANUEVA, L. R. 2002. Aceros y materiales especiales para la fabricación de herramentales tecnológicos y piezas mecánicas en general: Moldes, troqueles, estampas, dispositivos y útiles de corte. 11.

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ANEXOS

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DISEÑO DEL MOLDE PARA SOPLADO DE UNA PIEZA TIPO CAPULLO Y OBTENCIÓN DEL CÓDIGO CNC DE PROGRAMACIÓN PARA LOS INSERTOS Y LA CAVIDAD IMAGEN. ANEXOS ______

Anexo 1. Plano de la pieza tipo capullo.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 2. Sopladora BEKUM BM 602D.

Anexo 3: Centro de Mecanizado Vertical KONDIA de tipo pórtico modelo HM-1000five

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 4 : Proceso de simulación para broca de 10,5 mm de diámetro.

Anexo 5: Proceso de simulación de la fresa de acabado.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 6 : Proceso de simulación con fresa de 8 mm de diámetro.

Anexo 7: Simulación del proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro.

Anexo 8: Simulación del proceso de taladrado con broca de 5,7 mm de diámetro.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 9: Simulación del proceso de desbaste con broca de 20 mm de diámetro.

Anexo 10: Simulación del proceso de contorno con fresa de esfera de 8 mm de diámetro.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 11: Simulación del proceso de superficie con fresa de 10 mm de diámetro.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 12 : Molde para soplado de la pieza tipo capullo.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 13: Inserto Inferior Delantero

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 14: Cuerpo Delantero 1.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 15: Buje Guía.

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TÍTULO DE LA TESIS ANEXOS ______

Anexo 16: Columna Guía.

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TÍTULO DE LA TESIS