Diseño, fabricación y validación experimental de insertos poliméricos con materiales de ingeniería para procesos de inyección en baja producción

Abstract

Este trabajo desarrolla un molde híbrido reutilizable con insertos intercambiables para evaluar componentes fabricados por extrusión de material en una inyectora vertical JIEYANG. El prototipo se compone de un soporte inferior de ácido poliláctico (PLA), un cuerpo superior e insertos de acrilonitrilo estireno acrilato (ASA), y elementos metálicos de apoyo y fijación. El diseño se organizó mediante el análisis funcional, la metodología de diseño de Michael French, la caracterización de la zona de montaje, el modelado CAD y las comprobaciones de ajuste. Las pruebas de montaje presentaron dificultades de posicionamiento y motivaron la ampliación de perforaciones y la revisión de las aberturas de fijación. Los antecedentes señalaron que el desempeño de los insertos poliméricos para series cortas depende de su geometría, de la temperatura y presión del proceso, y de las condiciones de fabricación de cada inserto. Se probaron insertos de ASA e insertos de PLA en diferentes cavidades. Las observaciones indican que 10 min de enfriamiento favorecen el desmoldeo y la apariencia de las piezas. También se observó deterioro térmico localizado en la entrada del cuerpo superior de ASA. Los ensayos permitieron obtener piezas con distintas geometrías mediante el cambio de insertos, manteniendo los cuerpos principales del molde. Esto demuestra que el sistema puede utilizarse para realizar pruebas de inyección a baja escala, aunque todavía requiere mejoras y evaluaciones adicionales. Finalmente, se realizó un análisis de costos que considera la fabricación del molde y el recambio de insertos, expresando los resultados en pesos chilenos y UF.