Análisis Técnico Integral del Molde para Taburetes Bajos Infantiles de Plástico

Capítulo 1: Características del Producto y Requisitos de Diseño del Molde para Taburetes Bajos Infantiles de Plástico

1.1 Análisis de las Características del Producto

El taburete bajo infantil de plástico, diseñado específicamente para niños, presenta las siguientes características clave:

• Diseño Priorizando la Seguridad: Todas las esquinas y bordes tienen transiciones redondeadas con un radio R≥5 mm para evitar golpes y lesiones en los niños.

• Dimensiones Ergonómicas: Altura típica de 20-25 cm, diámetro del asiento de 30-40 cm, adaptadas a la fisionomía infantil.

• Diseño Estructural Reforzado: Capacidad de carga ≥50 kg, satisfaciendo las necesidades de uso infantil y considerando el uso ocasional por adultos.

• Apariencia Lúdica: El molde puede realizar elementos atractivos para niños como patrones de dibujos animados o formas de animales.

• Diseño Ligero: Peso del producto individual controlado entre 0.8-1.5 kg, fácil de mover por los niños.

1.2 Estándares Centrales del Diseño del Molde

1. Estándares de Seguridad

   • Cumplimiento de la norma EN71 (Estándar de Seguridad de Juguetes Europeo).

   • Certificación FDA para materiales en contacto con alimentos.

   • Cumplimiento del estándar de seguridad de juguetes chino GB6675.

2. Requisitos de Diseño Estructural

   • Ángulo de desmoldeo ≥1.5° (asegura un desmoldeo fluido).

   • Uniformidad del espesor de pared ±0.3 mm.

   • Altura de las nervaduras de refuerzo ≤ 2 veces el espesor de la pared principal.

3. Indicadores de Eficiencia Productiva

   • Ciclo de moldeo: 18-25 segundos.

   • Tasa de productos conformes: ≥99.5%.

   • Vida útil del molde: ≥1.5 millones de ciclos.

Capítulo 2: Tecnologías Clave en el Diseño de la Estructura del Molde

2.1 Optimización de la Distribución de Moldes Multicavidad

Según las características de producción de taburetes bajos infantiles, se recomiendan los siguientes esquemas de distribución:

Esquema de Distribución Simétrica 4×4

Especificaciones del molde: Portamoldes estándar de 500×500 mm.
Número de cavidades: 16 (4 filas × 4 columnas).
Distancia entre cavidades: ≥25 mm.
Diseño de canales: Canales en forma de H balanceados.
Ventaja: Alta eficiencia productiva, adecuado para producción a gran escala.

Distribución 1x8 Escalonada

• Producto aplicable: Taburetes bajos grandes con formas de dibujos animados.

• Diferencia de longitud de canales: ≤10 mm.

• Diferencia en tiempo de llenado: ≤0.15 segundos.

2.2 Diseño Preciso del Sistema de Alimentación

Sistema de Canal Caliente con Válvulas de Aguja

• Número de puntos de inyección: 16 por molde (control independiente por cavidad).

• Ubicación de los puntos de inyección: Centro del asiento o ubicación oculta en la base.

• Control de válvulas: Control secuencial para reducir líneas de unión.

Esquema de Optimización de Canal Frío

• Diámetro del canal principal: Φ4-5 mm.

• Sección transversal de canales secundarios: Trapezoidal 5×3 mm.

• Tipo de punto de inyección: Punto de inyección submarino, corte automático.

2.3 Diseño Innovador del Sistema de Enfriamiento

Distribución de Circuitos de Enfriamiento en Tres Capas

1. Primera Capa (Zona del Asiento)

   • Forma del circuito: Circuitos de enfriamiento conformados.

   • Diámetro del circuito: Φ8 mm.

   • Distancia a la superficie de la cavidad: 10-12 mm.

2. Segunda Capa (Zona Lateral)

   • Diseño de circuito en espiral.

   • Diferencia de temperatura entrada/salida agua: ≤2°C.

   • Mejora de la eficiencia de enfriamiento: 35%.

3. Tercera Capa (Zona de las Patas)

   • Circuito de agua de circulación independiente.

   • Precisión de control de temperatura: ±1°C.

Parámetros de Control de Temperatura

• Temperatura del molde: 40-60°C (para material PP).

• Tiempo de enfriamiento: Espesor de pared × 1.2 segundos.

• Control de diferencia de temperatura: Diferencia de temperatura en la cavidad ≤3°C.

2.4 Esquema Innovador del Sistema de Expulsión

Combinación de Mecanismo de Expulsión Compuesto

1. Expulsión Asistida por Aire Neumático

   • Presión del aire: 0.2-0.4 MPa.

   • Momento de la expulsión: 0.1 segundos antes de la apertura del molde.

   • Ventaja: Evita marcas blancas o daños por expulsión.

2. Sistema de Expulsión Mecánica

   • Tipos de eyectores: Combinación de eyectores planos y redondos.

   • Distribución de eyectores: Distribución uniforme perimetral.

   • Velocidad de expulsión: Arranque lento, expulsión rápida.

3. Mecanismo de Corte Automático

   • Corte automático del punto de inyección submarino.

   • Caída automática del producto.

   • Reduce la operación manual.

Capítulo 3: Selección de Materiales y Tratamiento Superficial

3.1 Criterios de Selección de Aceros para Moldes

Lista de Materiales para Componentes Principales:
Cavidad/Núcleo: S136H (acero para pulido espejo)
- Ventaja: Alta pulibilidad, resistencia a la corrosión.
- Dureza: HRC48-52.
- Tratamiento: Tratamiento térmico al vacío.

Bloques deslizantes/Expulsores inclinados: 8407 (acero para trabajo en caliente)
- Dureza: HRC48-52.
- Tratamiento superficial: Nitruración.

Portamoldes: Acero P20 preendurecido
- Dureza: HRC30-33.
- Precisión dimensional: ±0.02 mm.

Columnas y bujes guía: Acero para rodamientos GCr15
- Dureza: HRC60-62.
- Precisión de ajuste: H7/g6.

3.2 Guía de Selección de Materiales Plásticos

Material PP Grado Alimenticio

• Marca recomendada: Borealis BJ380MO.

• Índice de fluidez: 20-30 g/10 min.

• Ventajas: Inodoro, no tóxico, fácil de teñir.

Materiales con Funciones Especiales

1. PP Antibacteriano

   • Aditivo: Iones de plata.

   • Tasa de antibacteriano: ≥99.9%.

   • Lugar aplicable: Guarderías, hospitales.

2. PP Modificado para Mayor Tenacidad

   • Resistencia al impacto: ≥30 kJ/m².

   • Escenario aplicable: Uso en exteriores.

3. Material Reciclado Ecológico

   • Proporción de mezcla: ≤30%.

   • Debe pasar pruebas de metales pesados.

3.3 Tecnología de Tratamiento Superficial

Estándar del Proceso de Pulido

• Pulido espejo: Ra ≤ 0.012 µm (superficies de contacto).

• Pulido fino: Ra ≤ 0.025 µm (superficies de apariencia).

• Pulido estándar: Ra ≤ 0.05 µm (superficies no visibles).

Efectos Superficiales Especiales

1. Tratamiento por Grabado (Texturizado)

   • Profundidad del grabado para patrones de dibujos animados: 0.05-0.1 mm.

   • Textura antideslizante: Ra 0.1-0.2 mm.

2. Tecnología de Recubrimientos

   • Recubrimiento nano: Mejora las propiedades de desmoldeo.

   • Recubrimiento anti-desgaste: Prolonga la vida útil del molde.

   • Recubrimiento anti-adhesivo: Reduce el uso de desmoldeantes.

Capítulo 4: Optimización del Proceso de Moldeo por Inyección

4.1 Tabla de Optimización de Parámetros del Proceso

4.2 Puntos Clave de Control de Calidad

Elementos de Inspección de la Primera Pieza

1. Inspección Dimensional

   • Tolerancia de altura: ±0.3 mm.

   • Tolerancia de diámetro: ±0.5 mm.

   • Planitud: ≤ 0.2 mm.

   • Deformación (alabeo): ≤ 0.5 mm.

2. Inspección de Apariencia

   • Brillo superficial: ≥90 GU.

   • Uniformidad del color: ΔE ≤ 1.0.

   • Líneas de unión: No visibles a simple vista.

   • Rebabas: ≤ 0.05 mm.

3. Pruebas Funcionales

   • Prueba de carga: Carga de 50 kg durante 24 horas.

   • Prueba de caída: 10 caídas desde 1 m de altura.

   • Prueba de estabilidad: No vuelca con inclinación de 15°.

Control del Proceso

• Muestreo cada 30 ciclos.

• Control estadístico de procesos (SPC).

• Detección automática por pesaje.

• Sistema de inspección por visión artificial.

Capítulo 5: Fabricación y Mantenimiento del Molde

5.1 Flujo del Proceso de Fabricación

Flujo del Proceso:
1.  Preparación de materiales (compra, inspección de aceros).
2.  Mecanizado en bruto (fresado, torneado).
3.  Tratamiento térmico (temple al vacío, revenido).
4.  Mecanizado de precisión (CNC, EDM, electroerosión por hilo).
5.  Tratamiento de pulido (pulido mecánico, pulido manual).
6.  Montaje y puesta a punto (ensamblaje, prueba de moldeo).
7.  Tratamiento superficial (grabado/texturizado, recubrimientos).
8.  Inspección final (dimensiones, funcionalidad, prueba de producción).

5.2 Sistema de Mantenimiento del Molde

Mantenimiento Diario (por turno)

1. Limpiar superficie de partición, ranuras de ventilación.

2. Verificar sistema de expulsión.

3. Confirmar que los circuitos de agua están despejados.

4. Lubricar partes móviles.

Plan de Mantenimiento Periódico

• Cada 10,000 ciclos: Limpieza completa, inspección.

• Cada 50,000 ciclos: Pulido de la superficie de la cavidad.

• Cada 100,000 ciclos: Reemplazo de piezas de desgaste.

• Cada 500,000 ciclos: Revisión general mayor.

Medidas de Prevención de Fallas

1. Establecer archivo de historial de mantenimiento del molde.

2. Implementar mantenimiento preventivo.

3. Gestión de repuestos y piezas de recambio.

4. Capacitación del personal operativo.