Recientemente la industria de los plásticos ha crecido de manera sorprendente, sobre todo en las últimas décadas; por lo que es necesario estudiar nuevas técnicas que mejoren los procesos de manufactura de partes plásticas, como inyección y extrusión. Las mejoras al proceso se han visto en tres principales áreas, las máquinas de inyección, los moldes y los plásticos. Actualmente es posible mejorar el proceso de inyección por aditivos químicos como plastificantes, supresores de viscosidad, deslizantes, etc. Sin embargo, estos productos cambian las propiedades físicas de las partes moldeadas. También han surgido técnicas usando vibración, sin embargo hasta la fecha tales técnicas se han limitado a la modificación de la máquina de inyección, lo cual hace compleja su aplicación y encarece esta tecnología. Esta tesis presenta una nueva metodología para mejorar la inyección de plásticos a través del uso de vibración, aplicando la vibración en el molde. Más aún, el dispositivo de vibración se propone como un accesorio para el molde, por lo que se facilitará la aplicación tanto en nuevos moldes como en moldes existentes. Esta investigación se limita a mejorar la etapa de llenado del molde. Dentro del trabajo se presenta un análisis teórico de los fenómenos físicos necesarios para realizar la aplicación. Se incluye el diseño y fabricación de un molde experimental en el cual se acondiciono un mecanismo de vibración, los cuales permitieron demostrar la las ventajas de la vibración en dicho proceso. Además, se propuso una metodología heurística para la elaboración de las pruebas. La investigación reveló que efectivamente existe una mejora en el llenado, mostrando un incremento cercano al 20% en frecuencias cercanas a los 3 Hz. Más aún, es posible concluir que entre más cercano sea el punto de aplicación de la vibración a la cavidad del molde, es posible aplicar dispositivos más cenicillos y por ende más baratos.
The plastics industry has grown in a surprising way, mainly during the last decades, for this reason, it is necessary to study new techniques to improve the plastic manufacturing processes, such as injection mold and extrusion. Recent improvements to this process have been seen on three main areas: the injection machines, the molds and the plastics. Nowadays, it is possible to improve the injection process by chemical preservatives such as plastificants, viscosity suppressors, slidings, etc. These products change the physical properties of the molten parts though. Furthermore, vibration techniques have appeared. However, up to now, these techniques have been limited to the injection machine modification, which makes the use complex and the acquisition expensive. This thesis presents a new methodology to improve the plastic injection process through vibration, applying the vibration in the mold. Moreover, vibration is proposed as a device to be used in the mold, which will simplify its application in the new molds as well as in the current molds. This research is limited to improve the filling step of the molding process. As part of this work, a theoretical analysis of physical phenomena that takes part is presented. It includes the design and manufacturing of experimental devices as a rheometer and vibration apparatus, which allow to demonstrate the advantages of vibration on this kind of process. Furthermore, an heuristic methodology to make the experimental step was proposed. The research revealed that it does exist an improvement in the filling step, showing an increase of around 20% on frequencies close to 3Hz. Furthermore, it is possible to conclude that the closer the application point from the vibration to the mold cavity is, the simpler and cheaper the application devices are.
