Diseño de molde para procesos de inyección de plástico y fabricación de sus placas de núcleo y cavidad de manera didáctica

dc.contributor.advisorDueñas Rojas , Jonny Ricardo
dc.contributor.authorBustamante Sepulveda, Oslant Jair
dc.contributor.authorBeltrán Morales, Kevin Alexander
dc.contributor.orcidDueñas Rojas, Jonny Ricardo [ 0000-0002-2899-8306 ]
dc.contributor.otherGarcia Barreto, Germán Alberto (Catalogador)
dc.date.accessioned2025-04-22T16:12:41Z
dc.date.available2025-04-22T16:12:41Z
dc.date.created2025-02-25
dc.descriptionEn el momento de diseñar un molde para una pieza fabricada mediante el moldeo por inyección, es fundamental enfocarse en producir piezas en ciclos con lapsos de tiempo relativamente cortos, aquellas deberán cumplir con la función por la cual serán fabricadas, la calidad, el costo y buscando disminuir el desperdicio de recursos en el proceso, por esta razón, llevar a cabo el proceso de diseño, fabricación y validación de un molde de inyección, requiere responsabilidad, conocimientos y compromiso por parte del ingeniero, el cual de antemano debe comprender de forma clara los requerimientos previamente planteados [1]. Resulta indispensable apoyarse en las ya existentes tecnologías o herramientas de diseño asistido por computadora (CAD/CAM/CAE), las cuales permiten diseñar y desarrollar componentes, por lo cual es necesario poseer capacidades y habilidades para usar este tipo de tecnologías y así, brindar soluciones óptimas. Al ejecutar este proyecto se observaron una serie de pasos que se requieren para el diseño y fabricación de un prototipo de molde de inyección, para eso esta investigación se dividió principalmente en siete etapas. La primera fase consta básicamente de la identificación de la necesidad de fabricación de la pieza, examinando en primera instancia con qué herramientas está equipado el centro de mecanizado ubicado en las instalaciones de la facultad y así identificar las complejidades, las limitaciones y los alcances para así conocer los parámetros ideales de trabajo del equipo y lograr finalmente definir la geometría de la pieza. En la segunda etapa se efectuó la simulación del proceso con ayuda de herramientas CAE (MoldFlow Adviser), además, se llevó a cabo la corroboración de manera teórica de los parámetros de un ciclo completo de inyección apoyados en documentación de fabricantes de maquinaria para inyección y documentación proveniente de investigaciones y trabajos académicos con el fin de dimensionar el equipo requerido, de esta manera realizar una comparación garantizando que lo arrojado en los análisis simulados sea lo más cercano a la realidad con los datos obtenidos de manera teórica. En la tercera etapa por otro lado, se establecen las dimensiones y geometrías que rigen el molde de inyección. Se obtienen los modelos 3D de las placas cavidad y postizo, placa de sujeción y expulsora, canales de alimentación y refrigeración, mecanismos de expulsión, bebedero y demás componentes que conforman el ensamblaje total del molde, adicionalmente, se lleva a cabo la elaboración de los planos para cada uno de ellos lo cual facilitara su comprensión y funcionamiento. Una vez definidos los modelos 3D de los componentes del molde entra la cuarta etapa del proyecto, en la cual se establecen las condiciones y se desarrollan las trayectorias para las operaciones de mecanizado que se llevaran a cabo para la fabricación de las placas núcleo y postizo del molde. Se simulan y corroboran los recorridos que llevaran las herramientas para la obtención de las geometrías deseadas con el fin de evitar daños futuros al material en el momento del mecanizado y finalmente se obtienen los códigos NC necesarios para la práctica de manufactura de las placas. En la quinta etapa, se ejecutó la fase de fabricación con ayuda de herramientas CAM y se materializó con los equipos con los que se encuentra dotada la facultad específicamente con el centro de mecanizado CNC. Obteniendo como producto final un prototipo manipulable de las placas de la cavidad y núcleo del molde para procesos de inyección, y así mismo los archivos para visualizar en un entorno virtual el resto de los componentes que interviene en el proceso y en conjunto, aseguran un óptimo desempeño. La sexta etapa está basada en la evaluación financiera la cual consiste en un cálculo de costos de materiales, mano de obra y equipos, así como una estimación de los tiempos de mecanizado para ejecutar la fabricación de los componentes que componen el molde de inyección objeto de estudio de este proyecto, y así, darle un enfoque más industrial. Los resultados obtenidos servirán como base para tomar decisiones informadas sobre la inversión en el molde de inyección, la viabilidad económica y su impacto en futuros procesos productivos. La culminación de este proyecto viene de la mano con la séptima etapa, aquí el enfoque esta inclinado en la materialización, la elaboración y socialización del documento técnico que detalla el proceso investigativo y practico efectuado, desde el diseño conceptual hasta la manufactura de las placas núcleo y postizo del molde. Este documento no solo sirve como registro histórico del proyecto, sino que también constituye una valiosa herramienta para futuras referencias, permitiendo la replicación del proceso, la optimización de diseños y la resolución de posibles incidencias en procesos de ciclos de inyección.
dc.description.abstractWhen designing a mold for a part manufactured by injection molding, it is essential to focus on producing parts in cycles with relatively short time spans, they must fulfill the function for which they will be manufactured, the quality, the cost and seeking to reduce the waste of resources in the process, for this reason, carrying out the design, manufacturing and validation process of an injection mold requires responsibility, knowledge and commitment on the part of the engineer, who must clearly understand the previously stated requirements [1]. It is essential to rely on the existing computer-aided design technologies or tools (CAD/CAM/CAE), which allow the design and development of components, so it is necessary to have the skills and abilities to use this type of technology and thus provide optimal solutions. When executing this project, a series of steps were observed that are required for the design and manufacture of a prototype injection mold, for this this research was mainly divided into seven stages. The first phase basically consists of identifying the manufacturing needs of the part, examining first of all what tools the machining center located in the faculty facilities is equipped with and thus identifying the complexities, limitations and scopes in order to know the ideal working parameters of the equipment and finally to define the geometry of the part. In the second stage, the simulation of the process was carried out with the help of CAE tools (MoldFlow Adviser), in addition, the theoretical corroboration of the parameters of a complete injection cycle was carried out supported by documentation from injection machinery manufacturers and documentation from research and academic works in order to size the required equipment, in this way making a comparison guaranteeing that what is shown in the simulated analyses is as close to reality as possible with the data obtained theoretically. In the third stage, on the other hand, the dimensions and geometries that govern the injection mold are established. 3D models of the cavity and insert plates, clamping and ejector plates, feed and cooling channels, ejection mechanisms, sprue and other components that make up the total assembly of the mold are obtained. In addition, the plans for each of them are drawn up, which will facilitate their understanding and operation. Once the 3D models of the mold components have been defined, the fourth stage of the project begins, in which the conditions are established and the trajectories for the machining operations that will be carried out for the manufacture of the core and insert plates of the mold are developed. The paths that the tools will take are simulated and corroborated to obtain the desired geometries in order to avoid future damage to the material at the time of machining and finally the NC codes necessary for the manufacturing practice of the plates are obtained. In the fifth stage, the manufacturing phase was executed with the help of CAM tools and was materialized with the equipment with which the faculty is equipped, specifically with the CNC machining center. The final product is a manipulable prototype of the cavity and core plates of the mold for injection processes, as well as the files to view in a virtual environment the rest of the components that intervene in the process and together, ensure optimal performance. The sixth stage is based on the financial evaluation which consists of a calculation of costs of materials, labor and equipment, as well as an estimate of the machining times to execute the manufacture of the components that make up the injection mold object of study of this project, and thus, give it a more industrial approach. The results obtained will serve as a basis for making informed decisions about the investment in the injection mold, the economic viability and its impact on future production processes. The culmination of this project comes hand in hand with the seventh stage, here the focus is on the materialization, elaboration and socialization of the technical document that details the investigative and practical process carried out, from the conceptual design to the manufacture of the core plates and insert of the mold. This document not only serves as a historical record of the project, but also constitutes a valuable tool for future references, allowing for process replication, design optimization, and resolution of possible incidents in injection cycle processes.
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11349/94978
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Distrital Francisco José de Caldas
dc.relation.referencesBeltran, K y Bustamante, O (2025)
dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)
dc.rights.accessrightsOpenAccess
dc.subjectInyección
dc.subjectMolde
dc.subjectDiseño
dc.subjectFabricadas
dc.subject.keywordMould
dc.subject.keywordInjection
dc.subject.keywordDesing
dc.subject.keywordManufactured
dc.subject.lembIngeniería Mecánica -- Tesis y disertaciones académicas
dc.subject.lembMoldeo por inyección de plásticos
dc.subject.lembMoldeo de plásticos
dc.subject.lembPlásticos -- Diseño
dc.subject.lembTécnica de diseño industrial
dc.titleDiseño de molde para procesos de inyección de plástico y fabricación de sus placas de núcleo y cavidad de manera didáctica
dc.title.titleenglishDesign of mold for plastic injection processes and manufacture of its core and cavity plates in a didactic way
dc.typebachelorThesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.degreeMonografía
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis

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