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Marzo de 2012 Página 1 de 2

La simulación ahorra costos en moldeo por soplado

Estudio de caso: puede lograrse enorme potencial de ahorro de materia prima y tiempo de diseño usando simulación en moldeo por soplado

La penetración de las herramientas de simulación en el moldeo por soplado cada vez es mayor. Los programas de software disponibles son cada vez más precisos y pueden integrarse en diferentes etapas del proceso de diseño.
En un estudio de caso presentado por la revista alemana Plastverarbeiter en enero de este año (1), se ilustra el caso de éxito de Amcor Rigid Plastics, quienes han logrado un enorme ahorro de dinero al usar herramientas computacionales. 

Amcor es el mayor fabricante de envases PET del mundo y desde sus fábricas se suministran envases para las principales marcas mundiales, que fabrican desde refrescos y salsas hasta champús y productos para el cuidado personal. (2)

En una entrevista otorgada a la revista, Suresh Krishnan, director de grupo de Amcor Advanced Engineering Services, declara: "una botella de PET es, en sí, un producto sencillo. Desde el punto de vista de diseño, sin embargo, tiene una serie de funciones demandantes qué cumplir".

Por ejemplo, una botella de dos litros para bebidas carbonatadas debe ser diseñada siguiendo las demandas del mercado objetivo, sin que pierda la forma en ninguna de las etapas de llenado, mezclado del agente espumante, sellado, etiquetado, empacado y despacho. Los contenedores llenados en caliente son aún más difíciles de diseñar, pues adicionalmente se debe contar con las variaciones en presión y temperatura.

La solución de Amcor para producir en forma eficiente en costos este tipo de envases ha sido usar soluciones computacionales, que permiten además simular virtualmente la resistencia mecánica de los envases. La empresa hace uso de los sistemas de Dassault Systèmes, entre los que se cuentan los paquetes de software Catia, Enovia y Simulia.

Usando sistemas de simulación, Amcor Rigid Platics ha reportado una reducción de 27% en consumo de materia prima, reducción del 50% en los tiempos de ciclo de diseño y cerca de 20% de reducción en los cambios de diseño requeridos. Además se ha reducido la necesidad de generar prototipos físicos.

El núcleo de la simulación lo constituye el sistema de cálculo por elementos finitos de Simulia, basado en Abaqus. El software le permite a los desarrolladores estudiar el efecto de cambios en el diseño, en los parámetros de los materiales y en los parámetros de proceso, de tal forma que se pueda lograr un diseño liviano, usando la menor cantidad de material posible.

En el caso de Amcor, que produce empaques para productos de consumo masivo, cualquier ahorro en material que se logre en el diseño del empaque resulta en un ahorro efectivo de millones en la cuenta bancaria. Esto, sin mencionar los efectos positivos que se tienen en sostenibilidad, ya que el medio ambiente se ve menos afectado por el uso innecesario de material de empaque.

De acuerdo con Krishnan, "si se usa muy poco material, la calidad del envase se ve afectada. Si se usa mucho material, se tiene un problema de costos. Un diseño liviano tiene un significado estratégico desde el punto de vista de competitividad. El uso de CAE, Ingeniería Asistida por Computador, dentro de nuestro sistema de manejo del ciclo de vida del producto goza en nuestro caso de un rol principal".

De acuerdo con lo reportado por la revista alemana, a manera de ejemplo, durante el año 2010 Amcor redujo el consumo de material plástico en 60 mil toneladas. Entre 2006 y 2010 la reducción en resina ha sido de 160 mil toneladas.

Las etapas de una simulación
En una primera etapa se hace uso del software Catia, con el que se produce un primer modelo 3D a partir de ciertos parámetros: superficie, volumen y peso. En este caso se usan construcciones pre-diseñadas, de forma que no hay que empezar "de cero" en cada etapa, sino que se pueden usar diseños ya existentes. De esta forma, en Amcor se redujeron los tiempos de diseño de dos semanas a dos días. Se han podido desarrollar "catálogos" de diseños, basados de "mejores-prácticas" y en el "know-how" de la empresa, de forma tal que se ahorra en tiempo y en esfuerzo.

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