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Abril de 2005 Página 1 de 4

Simulación en inyección en América Latina

Laura Flórez

Estudio del desarrollo de herramientas de simulación para inyección que se ofrecen en América Latina, y ejemplos de aplicación industrial en la región.

Las herramientas de simulación computacional transformaron para siempre el proceso de desarrollo de piezas moldeadas por inyección. Desde su aparición en 1975, se han presentado enormes avances en la capacidad de modelar matemáticamente fenómenos físicos asociados al flujo de polímero dentro del molde, y las capacidades que prometen los proveedores de software pueden quitarle el aliento a cualquiera.

¿Por qué entonces no se ha difundido más el uso de programas de simulación? Aparentemente, hay dos barreras principales: una, el conocimiento del manejo del software disponible, y otra la credibilidad en el retorno que puede obtenerse frente a la inversión requerida.

De acuerdo con David Kinzbruner, distribuidor de Moldflow en América Latina, el uso de herramientas de simulación no se ha extendido más en la región debido a que existe una marcada tendencia a la inversión tangible, y los aspectos en los que se ahorra usando un software de análisis no están contabilizados en la industria. "Las empresas no están acostumbradas a medir lo que pierden por desperdicio, por tener fallas en calidad, o fallas en productividad. Tampoco suelen medir cuántos negocios pierden por no obtener un producto a tiempo", afirma.

Este artículo ofrece un panorama de lo que puede representar para un transformador latinoamericano usar herramientas de simulación, presentando por un lado el nivel que se ha alcanzado técnicamente en el desarrollo de herramientas de modelaje computacional y, por otro, casos reales de aplicación dentro de la industria plástica de la región.

Tecnologías avanzadas 
En desarrollo de herramientas de software para simulación de moldeo por inyección, los mayores avances se han presentado en análisis 3D, específicamente diseñado para el moldeo de piezas gruesas y complejas. Este tipo de análisis se está aplicando por primera vez para simular procesos de co-inyección e inyección asistida con gas, y para moldes de tipo apilado o familiar. Los elementos en tres dimensiones, a diferencia de los elementos tipo "shell" (concha) que se usan en la simulación 2.5D, ofrecen información que los programas convencionales no pueden ofrecer: por ejemplo, pueden diferenciar si un patrón de flujo es laminar o turbulento, así como detectar la aparición de burbujas en el fundido y contabilizar el efecto de la gravedad. Para la inyección con fibras, la simulación 3D ha representado una enorme ventaja, porque ahora es posible modelar el efecto de la orientación de las mismas dentro de la pieza en diferentes ángulos; antes sólo era posible modelarlas en un plano.

Sin embargo, los elementos 3D requieren mayor capacidad computacional para su procesamiento. Por esto deben utilizarse sólo cuando realmente se hacen necesarios, por ejemplo en el análisis de piezas con dimensiones similares de altura y grosor, o cuando hay variaciones significativas en el espesor. Esto tiende a cambiar a medida que avanza la tecnología disponible: en algunos casos se dispone ya de servidores Linux multiprocesadores que pueden compartir tareas con sistemas PC, reduciendo sustancialmente el tiempo requerido para correr un modelo.

Una interesante oferta de simulación 3D está siendo ofrecida por CoreTech Systems Co., empresa taiwanesa, que se hizo presente en la pasada feria K con un software para Linux y Windows en versiones 2.5 ("shell") y 3D (sólido), el Moldex 3D. Este tipo de software, que desde hace varios años está disponible en Brasil, puede manejar una malla híbrida que permite mezclar diferentes tipos de elementos 3D, de tal forma que se obtienen retículas más finas solamente donde es necesario, haciendo más eficiente el análisis computacional. La herramienta además permite modelar sobre-moldeo y co-inyección, cuenta con una base de datos de 5.700 materiales, y puede analizar los procesos de llenado, enfriamiento, empaquetamiento, orientación de fibras, asistencia con gas e inyección con reacción. Otro atractivo de este software es el análisis de alabeo, que exporta un "negativo" de la pieza deformada como un modelo STL. Este modelo puede importarse a un software CAM para manufacturar el molde.

Otro proveedor de software para análisis 3D es la empresa Sigmasoft, con sede en Aachen, Alemania. Su software puede hacer un mallado en menos de dos minutos, puede modelar insertos o canales de enfriamiento dentro del molde y mejora el análisis de transferencia de calor, de acuerdo con su fabricante. Uno de los aspectos más interesantes de esta herramienta es que puede simular lo que le sucede a la pieza inyectada cuando ha transcurrido un tiempo después del desmoldeo, hasta que alcanza la temperatura ambiente. Además puede calcular la presión de aire durante el llenado del molde, para establecer cuál es el mejor lugar para ubicar un venteo.

Acerca del autor

Laura Flórez

Laura Flórez

Directora de Contenido Laura Flórez es ingeniera mecánica con doctorado en procesamiento de polímeros del IKV. Actualmente dirige su propia empresa de consultoría, PM-Tec Engineering.
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