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Febrero de 2017 Página 2 de 2

Fuerza de cierre o tonelaje: ¿es cierto que más es mejor?

Por: Jeremy Williams, consultor y entrenador de RJG Inc.

Si está cansado de gastar miles de dólares en productos no conformes, reparando moldes o incluso la máquina, tenga cuenta los siguientes aspectos.

Revisando el ejemplo de la tapa, el material seleccionado fue PEBD. En escala cualitativa este material tiene una viscosidad muy baja, indicando que la presión requerida es también de un grado menor. Además, basados en la selección de material, el factor de tonelaje requerido será probablemente menor que el valor típico de 3 tons/in2.

Longitud de flujo y espesor de pared

Ahora es necesario evaluar tanto la longitud de flujo como el espesor de pared. Para esto se realiza la llamada relación de aspecto, donde se comparan la longitud de flujo con el espesor de pared (desde el punto de inyección hasta el final del llenado).

Hablando de orden de magnitud, una relación de aspecto de menos de 150:1 tiene riesgo bajo de rechupes, problemas de llenado o inestabilidad dimensional.

 

En el ejemplo de la tapa, la longitud de flujo es 3.0 in y el espesor de pared 0.1 in

Hablando de orden de magnitud, una relación de aspecto de menos de 150:1 tiene riesgo bajo de rechup

Con una muy baja relación de aspecto, la post-presión requerida va a ser baja, lo que a su vez reduce la demanda de fuerza de cierre demandada por el molde.

Tamaño y número de puntos de inyección

El área transversal y el número de puntos de inyección es otro parámetro importante. Entre mayor sea el área transversal del punto de inyección, menor va a ser la presión requerida por la unidad de inyección para las etapas de llenado y empaquetamiento. A su vez si hay un gran número de puntos de inyección (área transversal mayor), la presión requerida y la demanda de fuerza de cierre serán bajas también.

Simulación

En la actualidad, el mejor método para determinar la fuerza de cierre requerida es correr una simulación con la geometría correcta, el material caracterizado y todo el sistema de alimentación. Sin simulación, podemos sacar conclusiones de la evaluación geométrica de la pieza, selección del material, tamaño, ubicación y número de puntos de inyección. Basados en estos factores, el rango de tonelaje esperado para el ejemplo de la tapa estaría entre 339 y 508 toneladas (2 ó 3 tons/in2). Una buena primera aproximación sería el valor medio de este rango (420 tons).

Efectos de sobreestimación del tonelaje o fuerza de cierre

Los principales defectos en moldeo por inyección que pueden observarse inmediatamente como rebabas, llenados incompletos y cambios en el brillo, no son consecuencias únicas de la aplicación de fuerza de cierre excesiva. Sin embargo existen efectos a largo plazo que deterioran el molde y la máquina. Para detectar esto se debe realizar una revisión exhaustiva en el molde en cuanto a:

  • Venteos deteriorados.
  • Línea de partición enrollada.
  • Insertos rotos.
  • Bloques o núcleos de cavidades agrietados.

La figura 2 es un ejemplo de un molde que trabajó con 4 veces el tonelaje necesario. De acuerdo al área superficial, el molde requería aproximadamente 100 tons (con factor de 3 tons/in2). A pesar de tener un diseño robusto del molde, acero de calidad, buena manufactura y correcto tratamiento térmico, el resultado del excesivo tonelaje hizo que los bloques de las cavidades se partieran en dos. Cada parte se corrió una profundidad de aproximadamente 10 pulgadas de la línea de partición hacia la placa de cierre. Esta es una falla catastrófica que causó retrasos en producción y gastos adicionales de U$100.000 en manufactura de un nuevo bloque cavidad.

Para la máquina de moldeo por inyección, se presentan este tipo de fallas potenciales cuando se ejerce un tonelaje excesivo en el molde:

  • Placas de montaje del cilindro hidráulico agrietado.
  • Placas deformadas.
  • Marco de la máquina fracturado.

La figura 3 muestra varios factores que causaron rotura de las guías del marco para esta máquina de moldeo vertical. Primero, el molde requería cerca de 10 tons para mantenerse cerrado, pero el tonelaje configurado fue de 100 tons. Segundo, el tamaño base del molde cubría menos de 2/3 de la distancia de las placas en ambas direcciones. Combinando estas dos malas prácticas en años de trabajo, no sólo se fracturaron las guías de la máquina, sino que causaron defectos y posteriormente la falla del molde. Ninguno estaba seguro de que la falla hubiera ocurrido en la máquina, pero identificaron cuando se empezaron a presentar defectos y documentaron la progresión a través del tiempo. El reemplazo de las guías de la máquina, incluyendo horas de trabajo, desmontaje, montaje y la generación de residuos a través de los años, pudo haber excedido los USD 200.000.

Conclusión

Necesitamos asegurarnos de que vamos a tener suficiente fuerza de cierre para mantener el molde cerrado durante el proceso de inyección, aun cuando se produzcan los cambios de viscosidad en el material típicos del proceso. Sin embargo, no queremos aplicar una fuerza excesiva, para evitar defectos de moldeo, daños en el molde o daños en la máquina. Más no siempre es mejor, especialmente cuando se reduce la rentabilidad.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código TP3201fuerza-de-cierre

Fin.

Palabras relacionadas:
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Acerca del autor

Por: Jeremy Williams, consultor y entrenador de RJG Inc.

Por: Jeremy Williams, consultor y entrenador de RJG Inc.

Tiene más de 16 años de experiencia en la industria plástica (médica, automotriz, de muebles y de electrodomésticos). Trabajó como ingeniero principal, tomando proyectos desde un concepto de diseño hasta convertirlos en productos comercializables. Obtuvo su certificación RJG como Master Molder II en 2011, se convirtió en un entrenador certificado en 2014 y se unió a RJG en 2016. Además de contar con una extensa trayectoria en manufactura, tiene un título en plásticos y manufactura.
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JORGE ELIECER PABONRODRIGUEZ
22 de junio de 2018 a las 16:21

Buenas tardes voy a prensar una pieza cubica largo 2800 mm*ancho 150mm*alto150mm como calculo o que unidad de presion en toneladas manejo gracias , la pieza es plastica para todos los polimeros recuperar tipo sanduwche

guillermo
03 de noviembre de 2017 a las 19:09

Hola que tal, mi duda o problema es el siguiente fabricamos moldes de inyeccion de cucharas y tenedores desechables y siempre tenemos el problema con el cliente del flash que presentas las piezas aun siendo moldes nuevos lo que tenemos es que la maquina se abre al momento de inyectar claramente y suponemos que la maquina es chica o que le falta fuerza de cierre a la misma como saber si efectivamente es maquina chica o el molde no tiene el cierre adecuado

Lenin
23 de abril de 2018 a las 20:44

Quizás estén sobreempacando el molde o llenando todas las cavidades con las primeras 2 fases de inyección, trata de llenar un 95 o 98 % con las 2 primeras fases, asegúrate que todas las partes estén cortas, posteriormente empieza a incrementar el hold pressure poco a poco hasta llenar las partes, si aún así obtienes flash necesitarás un tonelaje más grande. Saludos.

ANDRES
03 de marzo de 2017 a las 19:17

Buenos días, es muy cierto lo que mencionan en el articulo reforzando el tipo de relación que lleva interpretar las condiciones de presición de la maquina, molde y equipos periféricos para asegurar la fuerza de cierre vs Fuerza de Empuje vs Presión de Inyección.


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