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Fagor Ederlan
DESARROLLO DE UNA TECNOLOGÍA DE
INYECCIÓN TERMOPLÁSTICA PARA SU
APLICACIÓN EN PIEZAS NUEVAS UBICADAS
BAJO CARROCERÍA O BAJO MOTOR
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Fagor Ederlan
Objetivos del proyecto
-Desarrollar la tecnología de inyección adecuada para esta nueva aplicación.
-Demostrar que una pieza metálica con unos requisitos muy exigentes podría ser
rediseñada en un material plástico.
-Evitar el uso de metales no-respetuosos con el medio ambiente
-Reducción de costes
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Fagor Ederlan
Aplicación seleccionada
Tapa de válvula oscilante en aluminio
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Fagor Ederlan
Funciones de una tapa de válvula oscilante
-Conseguir una vía de acceso para repostar el lubricante
-Proporcionar la precipitación del lubricante impregnado en el aire que circula por el
interior del motor.
-Aislamiento acústico y de vibraciones.
-Evitar las fugas de lubricante
-Evitar la eventual entrada de polvo, agua,... hacia el interior del motor
-Proteger el motor de posibles impactos externos
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Fagor Ederlan
Situación del mercado sobre aplicaciones de automoción en
plástico para motor, finales de 2001
Penetración en el mercado de las
aplicaciones de plástico
Pedales, paneles de puertas
Colectores de entrada de
aire
Depósitos de radiador,
ventiladores, refuerzos
de ventilador, depósitos
de combustible de una
sola capa
Tapas de motor
Cárteres de aceite,
aplicaciones de
aceite, módulos
de extremo frontal,
montajes de
motores, piezas de
suspensión
FASE DE
DESARROLLO
Tapas oscilantes
Módulos integrados de entrada de aire
Carcasas de carrocería de estrangulamiento
FASE DE
LANZAMIENTO
FASE DE
CRECIMIENTO
FASE DE
MADUREZ
FASE DE
SATURACIÓN
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Fagor Ederlan
Desarrollo del producto: Prueba y simulacros por
ordenador
 Primeros simulacros funcionales de definición CAD
Análisis de deformación de piezas: Dos casos
Caso 1: Pieza bajo una fuerza de X
N/mm que simula la reacción
producida por la junta que va
montada en la tapa oscilante cuando
ésta va fijada en X puntos.
Caso 2: Pieza sometida a una presión
interna de X bar rel. cuando las
condiciones de trabajo son extremas.
Condiciones de
temperatura: 150º C
(en ambos casos).
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Fagor Ederlan
Hermeticidad  garantía de no-fugas
NUESTROS DISEÑOS
Estabilidad
dimensional
• Material; El porcentaje de carga mineral mejora la
estabilidad dimensional
Tanto
% FIBRA
como
% MINERAL
OTRAS PROPUESTAS
Sólo
% de
FIBRA
Nervaduras paralelas
para reducir el efecto
de la contracción
•Fijaciones (Distancia entre fijaciones). <150 mm
•Nervaduras
• Paralelas
• Perpendiculares
• Forma “X”
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Fagor Ederlan
Hermeticidad  garantía de no-fugas
RIGIDEZ
OTRAS PROPUESTAS
NUESTROS DISEÑOS
• Material PA66: % fibra + % carga mineral.
• Refuerzo del orificio (nervaduras horizontales)
•Inyección de gas
• Nervaduras horizontales y verticales, internas y
externas
•Más puntos de fijación.
•Nervaduras.
Externas (función estética)
Internas.
Nervaduras externas
Nervaduras
internas
•Pared doble
•Fijaciones reforzadas (Casquillos)
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Fagor Ederlan
Hermeticidad - garantía de no-fugas: DISEÑO DE LA JUNTA
DISEÑOS DE PLANEIDAD Y DE LA JUNTA
NUESTROS DISEÑOS
OTRAS PROPUESTAS
• Material PA66: % fibra + % carga mineral.
PLANITUD: Hasta 3 mm
• Diseño especial de la junta, entre el elemento oscilante
y la tapa oscilante
• Material; sin problemas de porosidad en plástico PA,
• Tapa oscilante "PLANITUD" Se obtiene con fijaciones.
• JUNTAS:
• Tapa oscilante.
• En bloque.
• Diseño de la junta.
• Diseño de los puntos de inyección:
• I (utilizada para el sistema de desacoplamiento)
• T (utilizada para el sistema de desacoplamiento y
no-desacoplamiento)
• Sobreinyección.
• Estudio y análisis de la
compresibilidad de la junta
• Engrasador (cucharilla de barboteo). (Junta tórica)
•Conductos y tubos.
• Aceite.
• Mezcla de aceite y gases.
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Fagor Ederlan
Separación de aire / aceite
DISEÑO DE LA PLACA
DEFLECTORA
NUESTROS DISEÑOS
-Diseño de nervadura en la tapa oscilante.
- Diseño de la placa deflectora
Evolución
a plástico
OTROS DISEÑOS
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Fagor Ederlan
Ruidos
-El
control acústico de ruidos podría comenzar a desarrollarse en la fase de diseño
(fase de desarrollo), porque se podría optar por diferentes opciones de diseño, y
podrían simularse en el modo de vibración.
-Los resultados de estos simulacros podrían utilizarse para realizar una selección de
las posiciones o distribución de lar nervaduras, del tipo de fijación, la junta, etc.
Tipo de fijación
Con un aparte de caucho
NUESTRAS
SOLUCIONES
Distrib. de
nervaduras.
Tipo de diseño de junta
Tipo T
Casquillos
Pernos de retención
tipo
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Fagor Ederlan
Estética
ACABADO
NUESTROS DISEÑOS
• Parte texturizada:
OTROS DISEÑOS
Tampografía
• Pintada (EN DESARROLLO)
Estampación en caliente
Cromado: Efecto
metálico
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Fagor Ederlan
Nueva concepción del proceso - Materia prima nueva
MATERIAL
PROPIEDADES MECÁNICAS
a) PA 66 + 30% GF
SECO
HÚMEDO
1,37 g/cm 3
% G.F.
30%
CONTRACCIÓN
0,5/0,8%
MÓDULO DE FLEXIÓN (MPa)
8500
TENSIÓN DE FLEXIÓN (MPa)
210
MÓDULO DE ELASTICIDAD A LA TRACCIÓN (MPa)
9000
LÍMITE ELÁSTICO (MPa)
140
TENSIÓN A LA ROTURA (MPa)
140
ALARGAMIENTO A LA ROTURA (%)
2,4
2
45
PRUEBA DE RESILIENCIA CHARPY (23º C), Kj/m
2
RESISTENCIA AL CHOQUE CON ENTALLA CHARPY (23º C), Kj/m 4
4
RESISTENCIA AL CHOQUE CON ENTALLA IZOD (23º C), Kj/m 2
RESISTENCIA AL CHOQUE CON ENTALLA IZOD (23º C), j/m
RESISTENCIA IZOD (-30º C), j/m
TEMPERATURA DE FUSIÓN (º C)
263
TEMPERATURA DE DEFLEXIÓN A LA CARGA (º C)
240
TEMP. CL. (23-80º C) (PARALELA) (E-4º C)
0,35
ABSORCIÓN DE AGUA
1,4
DENSIDAD
5000
120
5500
100
100
5
80
6
6,5
b) PA 66 + 25 % GF+ 15% MT
SECO
HÚMEDO
1,47 g/cm 3
25%
0,8/0,87%
8400
260
10000
190
190
3
80
12
11
5900
175
7500
135
135
4
95
16
16
263
255
0,25
0,8
Nota:
a) En el caso de que la pieza sólo tenga requisitos de rigidez.
b) En el caso de que la pieza tenga requisitos de estabilidad dimensional (planeidad).
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Fagor Ederlan
Nueva concepción del proceso - Proceso
de flujo
Elemento oscilante de plástico
Tapa
MATERIAL PLÁSTICO
Placa deflectora de plástico
TRATAMIENTO DEL MATERIAL
INYECCIÓN
INYECCIÓN
EXTRACCIÓN Y MANIPULACIÓN DE LA PIEZA
EXTRACCIÓN Y MANIPULACIÓN DE LA PIEZA
Manipulador robot
Manipulador robot
CONTROL
ESTABILIDAD DIMENSIONAL
AIRE + LECHO
(Refrigeración)
(Estadísticamente)
ASPECTO
DIMENSIÓN
ESTABILIDAD DIMENSIONAL
AIRE + LECHO
OPCIONAL
SOLDADURA DE PLACA DEFLECTORA
(Vibración, placa caliente, electrodo, ...)
ACABADO
(Pintura, tampografía )
CONJUNTO DE INSERTOS Y ELECTROEROSIÓN SELLANTE
(herramienta de vibración, herramienta de montaje, ...)
TRANSPORTE
ASPECTO
CONTROL
ENSAYO DE FUGA
( Estadísticamente
)
DIMENSIÓN
CONJUNTO DE SELLADO (herramienta específica)
EMBALAJE
EMBALAJE
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Nueva concepción de proceso - Relación de herramientas
LADO
CENTRAL
Puntos
de
inyecció
n
Núcleos
laterales
Núcleo
lateral
extra
LADO
CAVIDAD
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Nueva concepción de proceso - Relación de herramientas
Herramienta de conformación + herramienta de montaje:
juntas aislantes, insertos y casquillos:
Conjunto
montado de
juntas
aislantes,
insertos y
casquillos:
Conformado
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Nueva concepción de proceso - Relación de herramientas
 Herramienta de soldadura de vibración:
Máquina
Lechos
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Nueva concepción de proceso - Relación de herramientas
 Herramienta de control de fugas: Fugómetro
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Nueva concepción de proceso - Simulacros de inyección
 Análisis de los posibles puntos de inyección mediante resultados de simulacros
reológicos. Realizar varios simulacros de llenado con diferentes formas y
dimensiones de los puntos de inyección.
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Fagor Ederlan
Nueva concepción de proceso - Simulacros de producción

CANTIDAD INYECTADA EN LA TAPA OSCILANTE

CONJUNTO DE TAPA OSCILANTE MONTADO

RECHAZO TOTAL

Tapa oscilante (X %)

Placa deflectora (X %)

SELLO (X %)+ CASQUILLOS/ INSERTOS (X %)+
JUNTA (X %)

STOCK TOTAL

SATURACIÓN DE TRABAJADORES


Trabajador 1: X %

Trabajador 2: X %

Trabajador 3: X %
SATURACIÓN DEL ESPACIO DE MONTAJE

Espacio de soldadura de vibración:: X %

Espacio de montaje hermético: X %

Montaje de casquillos: X %

Conjunto de juntas: X %

Inspección y embalaje: X %
SIMULACRO
TURNO DE
TRABAJO
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Fagor Ederlan
Nuevas tendencias y desarrollos
Tendencia: Reducción de costes mediante la
consolidación tecnológica y de piezas
¡Un 70 % de ahorro en costes!
Tecnología de
núcleo perdido
Tecnología de
soldadura por
Tecnología de
sujeción
vibración
(mordazas)
Conceptos de
Módulos
módulo
integrados
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Fagor Ederlan
Logros
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Fagor Ederlan
Agradecimientos
Agradecer la colaboración prestada por :
•Maier y Fagor Ederlan por ser promotores en su interés por que MTC se
capacite en las tecnologías de desarrollo de nuevas piezas bajo el motor.
•Nissan Motor Ibérica S.A. por su asesoramiento en el desarrollo.
•Rhodia por su asesoramiento en el desarrollo de las tecnologías de
inyección necesarias para los nuevos termoplásticos de aplicación bajo
motor..
•Bizkaiko Foru Aldundia por su apoyo en la financiación del proyecto.
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