El papel del molde en el diseño de envases moldeados por soplado

Ligereza, diseños atractivos con características de alta barrera, simplicidad de procesamiento y conveniencia para el usuario final son las puntas de lanza con que la industria plástica ha tomado grandes porciones de mercados que anteriormente pertenecían a la madera, metal, cartón y vidrio. Específicamente en el segmento de empaques, el plástico ha alcanzado la madurez en algunas aplicaciones y tiene cerca de 50% del total de productos empacados.

Con el fin de aprovechar las posibilidades que ofrece el moldeo por soplado de plásticos para crear formas diferentes y novedosas, es vital conocer las posibilidades creativas que brindan las nuevas tecnologías disponibles. En este aspecto, los moldes desempeñan un papel fundamental para que la industria siga ganando terreno en aplicaciones de empaques para alimentos, cosméticos y piezas industriales, entre otras.

El diseño de un molde de soplado debe tener en cuenta el desempeño que se espera desde el punto de vista de los acabados del producto terminado, la velocidad de producción y la durabilidad del molde. El acabado del producto se puede ver afectado por la posición de la línea de separación, el manejo de las contracciones del material en el molde, la nitidez del corte de la rebaba y la definición del acabado externo.

En moldeo por soplado se pueden alcanzar altas tasas de producción, pero una gran parte del éxito del desarrollo de una nueva pieza es fruto de la correcta selección de la maquinaria y de los moldes. La velocidad de producción depende especialmente de la eficiencia de enfriamiento.

¿Cuáles son las tendencias?
Peter Schulze, coordinador de ventas de la compañía brasileña fabricante de moldes Moltec, aseguró que la personalización guía la tendencia. "Los transformadores buscan elementos llamativos ante el comprador final. Quieren marcar la diferencia en el estante del supermercado", agregó. Eso se logra mediante un trabajo conjunto de la compañía transformadora con el fabricante de moldes. "El acompañamiento técnico durante la etapa de desarrollo de un producto es fundamental para definir la estructura de la pieza y la construcción del molde, teniendo siempre en cuenta el desempeño y los pesos mínimos posibles", comentó.

Justamente, conseguir piezas livianas es uno de los principales retos en la actualidad. Una pieza ligera redunda en beneficios para el transformador en cuanto a ahorro de resina se refiere y tiempos cortos de ciclo de enfriamiento. Para el consumidor final, se traduce en mayor conveniencia. "A veces nuestros clientes llegan con ideas muy creativas pero que no son viables por el peso, por ejemplo. Entonces, nosotros los ayudamos a llevar la idea a buen término y les sugerimos algunos refuerzos o estrías para obtener paredes más delgadas", comentó Schulze.

De acuerdo con Shulze, no todos los productos se prestan para innovación de formas porque ya manejan un estándar de diseño y funcionalidad. Por ejemplo, una botella para suavizante de ropa debe tener un tamaño determinado de cuello y de boca, así como un asa ubicada de cierta forma. "Aquí no se puede experimentar mucho porque el consumidor ya identifica esa figura con el producto. Sin embargo eso no significa que los recursos creativos estén agotados, pues es posible lograr una diferenciación con texturas y relieves", comentó Shulze.

Las texturas y relieves son elementos decorativos que están tomando gran auge en el mercado porque permiten estampar marcas, logotipos y mensajes desde el proceso mismo del moldeo por soplado. Junto a su atractivo estético, esta característica permite ahorrar costos porque en algunos casos no es necesario utilizar etiquetas, proporcionan seguridad ante la falsificación de envases y brindan reconocimiento de marca.

Recientemente, Moltec desarrolló un proyecto para una reconocida marca de bebidas carbonatadas. A través del molde se logró crear una textura en el cuerpo de la botella que da la ilusión óptica de ser escarcha de hielo. El resultado es muy llamativo para el consumidor final.

¿Qué tener en cuenta al encargar la elaboración de un molde para soplado?
Ubicación de la línea de separación. La línea de separación está definida por la unión de las dos mitades del molde. En el caso más simple, el de una botella de rotación simétrica, el molde se divide por el eje de simetría de la pieza soplada. Los cuerpos elípticos se dividen por el plano del medio eje grande. Los cuerpos huecos de forma cuadrada pueden ser divididos longitudinalmente por un lado o por la diagonal. Cuando se trata de productos con formas complejas, la línea de separación debe facilitar el desmoldeo de los mismos. A veces es necesario recurrir a partes móviles o postizos desplazables, que ayudan a moldear las secciones de diseño complejo.

Contracciones del material. Las dimensiones de las cavidades del molde se fijan según el comportamiento del material cuando se enfría. Puesto que las contracciones aparecen a medida que el producto se enfría es crítico lograr que el enfriamiento sea uniforme, de tal manera que una parte del envase no se enfríe más rápidamente que otra y produzca deformaciones.

Mordeduras de la manga. Su manejo es importante porque son susceptibles de fallas por efectos de la temperatura, presión o impactos. Por lo tanto, una buena mordedura de la manga debe garantizar un acabado excelente y una buena soldadura del material.

Diseño del sistema de refrigeración. El primer paso en el diseño del sistema de refrigeración es calcular la cantidad de calor que debe ser retirada del molde en cada ciclo. Con base en la temperatura del agua de enfriamiento disponible y el flujo de agua que se pretende usar se calcula el diámetro de los canales internos de enfriamiento en el molde. Con esta información en mente, se puede fijar la localización de los canales y para ello se debe considerar si el molde será fundido o mecanizado.

Evacuación del aire durante el soplado. En la etapa de soplado, la manga o preforma se ensancha hasta tocar la pared de la cavidad. Para que el contacto sea adecuado es necesario expulsar el aire contenido en la cavidad. Cuando la descarga de aire es insuficiente, se forman burbujas de aire entre el producto y la cavidad que quedan marcadas como un defecto de acabado. El flujo del aire de expulsión se facilita a través de todas las superficies, hacia las perforaciones de salida. Las aberturas de expulsión del aire pueden estar localizadas en las aristas de unión de los bloques en que se divide el molde. También se pueden lograr con perforaciones y placas sinterizadas.

Refrigeración interna del producto. La refrigeración interna del recipiente busca disminuir el tiempo del ciclo de moldeado. Existen dos procesos principales que se basan en el empleo del CO2 y el N2 líquidos, los cuales se introducen en el interior de recipiente bajo presión.

Material del molde. La escogencia del material está determinada por el método de construcción del molde (maquinado o fundido), conductividad térmica (para facilitar el enfriamiento) y durabilidad. Las mandíbulas de corte son fabricadas preferencialmente de acero. Los materiales no férricos, como las aleaciones de zinc y de aluminio, son utilizados para fabricar el cuerpo de las cavidades. Las aleaciones de cobre-belirio son buenas conductoras de calor y por su alta resistencia mecánica se pueden emplear para hacer los postizos que forman el cuello y la base de los recipientes. Estas aleaciones ofrecen alta conductividad térmica pero tienen un precio más alto y son más difíciles de trabajar.