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Febrero de 2017 Página 1 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.

Existen muchos factores claves que pueden determinar el éxito en un proceso de moldeo por inyección. Como fabricantes de moldes y productores de piezas plásticas, somos dependientes de la robustez del diseño del producto, de la calidad del material, y de qué tan bueno han sido el diseño y la fabricación de un molde. Una vez recibimos el plano de la pieza, el molde y el material, necesitamos enfocarnos en la configuración del proceso de inyección para producir millones de piezas de calidad para los clientes.

Determinando la capacidad de la máquina

Hay factores clave para determinar si la máquina tiene la capacidad requerida para moldear piezas de manera consistente. La unidad de inyección debe suministrar el volumen de disparo correcto para evitar degradación y solidificación. Otros temas importantes son tener suficiente capacidad de generación de presión y un flujo de materia prima alto, el suficiente para permitir el llenado apropiado de las cavidades.

Discutimos las variables regularmente, enfocándonos en lo importante que es procesar desde el “punto de vista del plástico”. Es importante secar el material para alcanzar el contenido de humedad apropiado, procesar dentro del rango de temperatura de fundido recomendado, seleccionar la correcta fluidez para inyección (índice de fluidez o MFI), aplicar magnitudes adecuadas de tiempo y presión en el empaquetamiento y refrigerar lo suficiente para mantener estabilidad dimensional. Sin embargo, estas variables solo se enfocan en la inyección del material durante el proceso.

La unidad de cierre es la responsable de proporcionar la fuerza necesaria para contrarrestar toda la presión aplicada desde la unidad de inyección. Todas las variables influencian el éxito del proceso de moldeo por inyección: tonelaje aplicado, localización de la fuerza, tipo de mecanismo de cierre y el tamaño del molde. Es por eso que determinar el tonelaje o fuerza de cierre correcta no es una tarea simple. Debe proporcionarse un soporte que debe ser como una roca sólida para evitar rebabas y daños. ¿Es posible aplicar fuerza de cierre en magnitud excesiva, reduciendo la ventana de proceso incluso antes de que el material fundido sea inyectado?

En los próximos ejemplos usaremos una estrategia de proceso llamada Moldeo Desacoplado II. Durante el proceso de Moldeo Desacoplado II, el llenado de la cavidad se separa de la fase de empaquetamiento o sostenimiento. En el llenado deberíamos obtener una pieza que está llena al 95% o 98%, resultando en una presión cero al final de la cavidad del molde. A medida que la máquina transfiere la velocidad hacia el control de presión para la fase de sostenimiento, la cavidad se llena totalmente.

Luego se sigue empaquetando material en la cavidad para minimizar marcas de rechupe y reducir la variación dimensional. Dentro de la cavidad se incrementa la presión, por lo tanto la unidad de cierre debe suministrar suficiente fuerza para contrarrestar la presión aplicada en la cavidad.

Determinando la fuerza de cierre

El punto de partida para determinar la fuerza de cierre apropiada es calcular el área proyectada de una pieza individual. Una vez se obtiene toda el área superficial, se debe multiplicar por el número de cavidades en el molde. Si el molde tiene canal frio, se debe sumar también el área proyectada de éste.

Cuando se completan estas etapas, se debe contemplar el área proyectada total de todas las partes incluyendo el canal de alimentación si es frío. Esta área total debe ser multiplicada por un factor de tonelaje, que se encuentra en algunas hojas técnicas de la resina. Este factor se encuentra en el rango entre 2 y 10 tons/in2, pero para empezar se recomienda el factor de 3 tons/in2.

Como ejemplo, se propone el moldeo de una tapa de recipiente plástico (figura 1) con canal caliente y 8 cavidades.

Memoria de cálculos para determinar qué fuerza de cierre es correcta para un molde.

Con esta memoria de cálculos tenemos la base para determinar qué fuerza de cierre es correcta para este molde. Existen otros factores que también deben incluirse para determinar si el tonelaje requerido está por encima o por debajo de 3 tons/in2:

  • Índice de fluidez - Melt Flow Index/Rate (MFI/MFR).
  • Longitud de flujo.
  • Espesor de pared.
  • Ubicación del punto de inyección
  • Tamaño del punto de inyección
  • Cantidad de puntos de inyección
  • Volumen de la resina.

Melt Flow Index/Rate

El primer ítem que necesita ser considerado posterior al cálculo del tonelaje con base al área proyectada, es la fluidez del material. El Melt Flow Index (MFI) o Melt Flow Rate (MFR) se encuentra en la hoja técnica del material. Un material con alto MFI o MFR requiere menos presión de la unidad de inyección para completar la fase de empaquetamiento, así como también una fuerza de cierre menor.

Cuando se está evaluado el MFI o el MFR es indispensable que las comparaciones sólo se realicen entre grados de resina del mismo tipo. La razón es que la prueba ASTM tiene para cada tipo de resina diferente temperatura, tamaño del punto de inyección y peso. Estos valores no están correlacionados directamente con el moldeo real debido a que las pruebas ASTM no se realizan en una máquina de moldeo por inyección real. Éste MFR o MFI se relaciona más con la fase de empaquetamiento, ya que allí se necesita menor tasa de flujo que en la fase de llenado.


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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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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