A veces hay una herramienta que quieres comprar, pero no puedes justificar su coste. En ese caso, ¿por qué no fabricarla? Para mí, una máquina de moldeo por inyección de plástico entraba en esa categoría – y resulta que no son difíciles de hacer.
Quería hacer piezas de plástico sólidas para algunos de mis experimentos científicos de aficionado. Hay varias maneras de hacer cosas de plástico, cada una con sus ventajas y desventajas. A menudo, lo mejor es cortar el material en bruto con la forma deseada. Algunos plásticos pueden fundirse vertiendo una resina líquida con endurecedor en un molde (véase «DIY Rotocaster», Make: Volume 41). El moldeado al vacío funciona bien para hacer cosas con láminas finas de plástico (véase «Formador de vacío para el suelo de la cocina», Make: Volume 11). Consideré la posibilidad de hacer una impresora 3D, pero para las pocas piezas de plástico que preveía necesitar, no merecía la pena el tiempo y el dinero.
El moldeo por inyección de plástico ha existido desde que se inventaron los termoplásticos. Es una forma estupenda de hacer muchas copias de una pieza rápidamente, y lo que más me gusta es que es fácil reutilizar objetos de plástico viejos para hacer otros nuevos.
Así que construí una máquina de moldeo por inyección basándome en los planos del libro Secrets of Building a Plastic Injection Molding Machine de Vincent R. Gingery. David Gingery podría considerarse un precursor del Movimiento Maker -él y su hijo Vincent han escrito toda una serie de libros sobre la construcción de herramientas para el taller mecánico.
Este proyecto debería costar entre 100 y 200 dólares. Depende mucho de dónde se compre el metal. Yo ya tenía gran parte del metal, sobrante de otros proyectos. Trate de encontrar un distribuidor de hierro local amigable, en lugar de obtener el metal en línea o de una ferretería. A menudo te dejarán recoger en su pila de recortes y lo venderán casi a precio de chatarra.
No recomendaría este proyecto para alguien que no tenga experiencia en el trabajo del metal. Hice uso completo de mi taller de máquinas: taladro de molino, torno, soldador de palo, sierra de cinta horizontal, escariador de ½», y varios grifos. También se puede utilizar un taladro y varias herramientas manuales. Yo soldé la mayor parte del ensamblaje, pero el libro pide tornillos, excepto para una soldadura (que podría hacer otra persona si no tiene un soldador).
Mi construcción
Siendo un ingeniero, no pude resistirme a hacer mejoras. Los planos piden una pieza de acero laminado en frío de 1″×1½»×4″ para el bloque del calentador (A), donde se calienta el plástico antes de inyectarlo en el molde. En su lugar, utilicé una pieza sobrante de acero laminado en caliente de 1″×2″. El bloque más ancho me permitió añadir un segundo calentador de cartucho (B), por lo que mi máquina se calienta más rápido y puede calentarse más.
El bastidor (C) en el diseño de Gingery es en su mayoría de ángulo y hierro plano mantenido con pernos y tuercas, pero dos conexiones necesitaban ser soldadas. Así que decidí soldar la mayor parte del marco y evitar la perforación de tantos agujeros de los pernos.
La palanca de inyección (D) pivota sobre una varilla de acero de½» de diámetro (E). Reforcé esto perforando agujeros más grandes en el marco y girando algunos bujes de acero (F) en mi torno para apoyar la varilla. Los casquillos también mantienen la palanca centrada sobre el pistón de inyección (G).
Mi sujetador favorito para los proyectos son los tornillos de cabeza Allen, así que utilicé tornillos de cabeza #10-24 en lugar de pernos de 1/4-20 para montar el bloque del calentador y el bloque guía al marco. Son al menos tan fuertes como los tornillos de 1/4-20 sin graduar y deberían conducir un poco menos de calor desde el bloque del calentador al marco.
(Una modificación que intenté no funcionó tan bien. El bloque del calentador y el bloque guía necesitan ser espaciados del marco un poco, para aislar el calentador caliente del marco y poner las partes en la alineación apropiada con el pistón. Los planos piden arandelas, pero intenté usar una lámina aislante de fibra cerámica que me sobró. Era demasiado suave – permitió que el bloque del calentador y el bloque guía se movieran fuera de la alineación, impidiendo que el pistón funcionara suavemente.)
Actualización del control de temperatura
La mayor desviación de los planos es el control de temperatura. En el diseño original, tienes que mirar un termómetro de dial mientras toqueteas un termostato bimetálico. Ir con algo más moderno vale la pena el esfuerzo.
Utilicé un controlador de temperatura digital barato (H) de Auber Instruments (auberins.com). Estos controladores utilizan el control de retroalimentación PID (proporcional-integral-derivativo) y pueden llevar la temperatura hasta el ajuste exacto rápidamente sin ningún exceso. Yo monté el mío en una caja separada y añadí un relé de estado sólido para manejar los calentadores de alta potencia. Un sensor de termopar (I) viene con el controlador; se atornilla en un agujero roscado en el bloque del calentador cerca de la boquilla (J). Es realmente agradable poder establecer la temperatura deseada en el controlador, encender los calentadores y ver cómo la temperatura sube rápidamente hasta el ajuste.
Utilizar la máquina de inyección
Utilizar la máquina es fácil. El libro recomienda hacer un molde de prueba que haga dos pellets de plástico de ½» de diámetro. Estos gránulos se utilizan luego para alimentar la máquina cuando se hacen piezas reales.
Para probarlo, corté algunas tiras de polietileno de ⅜»de ancho de una vieja tapa de contenedor de plástico, ajusté el controlador a 380 °F y alimenté las tiras de plástico en el cilindro. Después de llenar el cilindro con suficiente plástico fundido, se coloca el molde bajo la boquilla y se eleva en su lugar. (Si el molde se pone en su lugar mientras se carga el plástico, parte del plástico goteará fuera de la boquilla y obstruirá el bebedero del molde.)
¡Entonces tire de la palanca e inyecte! Aquí está el molde de pellets y algunos pellets inyectados con éxito.
Algunos consejos
- Usa guantes de cuero cuando trabajes con la máquina. El bloque calentador está bastante caliente y el molde se calienta con el uso.
- Es fácil aplicar demasiada presión al inyectar el plástico. Deténgase cuando sienta la primera resistencia adicional. Si aplica demasiada presión, el plástico saldrá a chorros del molde y tendrá mucho «flash» en su pieza.
- Pongo un poco de aceite en el pistón donde pasa por el bloque guía. El plástico puede acumularse y hacerlo pegajoso.
Haciendo moldes
Ahora estoy haciendo tapas de tubos de ensayo para mis experimentos científicos. Empecé dibujando un boceto para el molde en mi cuaderno de proyectos. Los tubos de ensayo tienen 16 mm de diámetro, así que empecé con esa dimensión y elegí dimensiones arbitrarias para la altura del tapón y el grosor del plástico. Añadí un labio al tapón para que fuera más fácil de arrancar.
Una vez hecho el boceto, me voy al taller mecánico a cortar algo de metal. Dos pequeños bloques de aluminio 6061 conforman las mitades del molde. En primer lugar, se perforan dos agujeros de 0,124″ a través de ambos bloques para sujetar los pasadores de guía que asegurarán que las mitades del molde estén correctamente alineadas. Se introducen a presión dos pasadores guía de ⅛» en una de las mitades del molde, y los otros agujeros se escarian ligeramente hasta 0,126″. A continuación, las piezas se mecanizan en el torno para formar la cavidad para la tapa. Por último, se perfora y se avellanan los agujeros del bebedero.
Probé el molde de la tapa con parte del plástico de la tapa del contenedor que utilicé para las bolitas de prueba. Los tapones quedaron bien, pero eran un poco rígidos y difíciles de poner. Era necesario un plástico más flexible. Entonces hice algunos tapones con tapas de LDPE (polietileno de baja densidad) de cajas de avena. Los tapones hechos con el PEBD funcionan muy bien.
Por ahora, Estoy limitado a moldes sencillos que puedo hacer con un torno o una fresadora, pero estoy añadiendo capacidad CNC a mi torno, y pensando en un router CNC. Eso abriría todo tipo de posibilidades.
Aprende más: Secrets of Building a Plastic Injection Molding Machine por Vincent R. Gingery (David J. Gingery Publishing, 1997), ISBN 1-878087-19-3
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