PPCO Twist System

MÉ XICO
Problemas y soluciones
Cómo optimizar el ciclo de inyección
de plástico aplicando los principios
de enfriamiento científico
El entendimiento de los factores que
influencian el tiempo de enfriamiento es vital
para optimizar el ciclo. Encuentre aquí una
descripción breve de cada uno de ellos.
El proceso de inyección de plásticos es un proceso bastante cono­
Aquí es donde el entendimiento de los factores que influen­
cido y hasta cierto punto controlado, pues existe gran cantidad de
cian el tiempo de enfriamiento se convierten en información muy
información para calcular velocidades de inyección, presiones de
útil para optimizar ciclos. Entre estos factores se encuentran los
inyección y en general tiempos de ciclo.
Sin embargo, un tema que siempre
surge es cómo reducir u optimizar el
tiempo de ciclo, lo cual resulta ser un reto
Por José Flores
que estos factores no siguen ningún orden ni de importancia ni
de secuencia.
Flujo de agua dentro del molde. Este factor que nosotros
bastante atractivo ya que todos queremos
manejamos de manera práctica a través del consumo o Galones
maximizar ganancias y minimizar inver­
por Minuto (GPM) de refrigerante nos dará la posibilidad de ob­
siones. Bueno, pues analicemos cuáles son
tener el máximo rendimiento del elemento enfriante, que por lo
los factores que permiten que el tiempo de
general es agua, tratada o sin tratar. El concepto que buscamos
ciclo se pueda optimizar.
para llegar a una can­
En general podemos decir que depen­
tidad óptima de caudal
diendo de la aplicación particular de cada molde, el proceso de
es lo que se conoce
inyección consta de las etapas de: cierre del molde, inyección de
como Flujo Turbulento,
plástico, sostenimiento, carga de material, remanente de enfria­
donde el agua sigue un
miento y apertura/botado.
patrón de avance que
Es importante observar que en cada etapa de este proceso
permite que las
El material del cual está
hecho el molde o inserto
determina la cantidad
de calor que puede
absorber y conducir.
tenemos la posibilidad de optimizar el tiempo pero solo hasta
pequeñas partículas de
cierto límite. Es decir, que no podemos, por ejemplo, aumentar la
refrigerante se “re­
velocidad de cierre de un molde y correr el riesgo de golpear las
vuelvan” entre sí
caras, ni podemos incrementar la velocidad de inyección del
mismas, contrario al
plástico sin afectar la calidad e integridad de las piezas moldeadas.
Flujo Laminar donde
En este sentido, la etapa de enfriamiento se convierte quizá en el
estas mismas partículas avanzan de manera paralela y “pasiva”.
parámetro más socorrido para reducir tiempos de ciclo, ya que
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que mencionaremos a continuación, pero es importante anotar
Limpieza de las líneas de enfriamiento en el molde. Este
como podemos observar, generalmente tenemos segundos o
factor, totalmente ligado a las actividades de mantenimiento de
fracciones de ellos con los cuales trabajar en el proceso de optimi­
los moldes, es uno de los puntos quizá más importantes para
zación, ¿pero qué tanto podemos ahorrar?
lograr una transferencia de calor óptima y eficiente. A final de
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AGOSTO 2016
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PROBLEM A S Y SOLUCIONES
cuentas, lo que queremos es que
nuestro molde desplace la
Etapas del proceso de inyección
energía o calor que está per­
Apertura y
Botado
diendo la pieza de plástico en
este torrente de agua de en­
Cierre del
Molde
friamiento, y este proceso se
logra a través de una transfe­
rencia por conducción. En este
sentido, el material del cual está
1
6
Remate
Enfriamiento
5
2
Inyección de
Plástico
hecho el molde o inserto deter­
mina la cantidad de calor que
puede absorber y conducir. Sin
3
4
embargo, la contaminación por
crecimiento de capas de óxido
Sostenimiento
Carga de
Material
y/o “sarro” tienen un impacto
bastante fuerte en este proceso
de conducción, baste decir que el
coeficiente de transferencia de
calor para el acero P20 es de 16.80 BTU/Hr. Ft °F y el del Sarro 0.05
muy importante, y técnicas de administración de agua y regu­
BTU/Hr. Ft °F. Esto equivale a que una capa de apenas 60
lación de flujo son determinantes para aprovechar al máximo el
milésimas de pulgada de sarro disminuya en 40 veces la capa­
recurso disponible.
cidad de conducir el calor del acero al cual está adherida.
Tipo de resina a moldear. Mucho se habla del tipo de
polímeros del cual están hechas las piezas de plástico.
Geometría de la pieza. Este aspecto, menos flexible a modifi­
caciones, determina qué tanto tiempo tarda en perder calor la
pieza o la colada antes de alcanzar una estabilidad
dimensional, a través de un concepto llamado
Ya sean amorfos o cristalinos, cada tipo tiene
difusividad térmica del Material.
características muy particulares que deter­
minan la cantidad de calor que deberán
En fin, estos factores son determinantes
absorber y también la cantidad de calor
para estimar la duración óptima del tiem­
que deberán perder para llegar a su punto
po de ciclo y poder acortar pequeños
óptimo de estabilidad dimensional. Por
espacios de tiempo que poco a poco irán
eso, calcular estos parámetros es de
representando un ahorro en tiempo que
incremente la productividad y el valor
suma importancia.
de un proceso establecido eficazmente.
Tipo de agua de enfriamiento y
Para concretar resultados numéricos
aditivos utilizados. En algunas ocasiones
reales se deberán aplicar los principios
el agua de enfriamiento se trata con suaviza­
delineados en un concepto llamado
dores, antioxidantes o glicoles. Esto está muy
enfriamiento científico que toma en
bien, pero es necesario considerar que
cualquier aditivo en el agua de enfria­
miento afecta la viscosidad del fluido y,
como consecuencia, afecta la fluidez y la
Una capa de 1/16" de depósito de sarro
reduce la capacidad de transferencia
por conducción 40 veces.
cuenta los factores mencionados y una
metodología para calcular los parámetros
de operación óptimos para su proceso.
velocidad con la cual se desplaza en los
canales de enfriamiento. Dicho en otras
palabras, afecta el nivel de flujo turbulento.
Capacidades de bombas y presupuestos de volumen de agua
de refrigeración, para poder lograr que el molde funcione como
debe de ser es importante para mantener una uniformidad en el
flujo de agua y la presión a la cual opera, por lo que es necesario
contar con las capacidades de bombeo adecuadas para abastecer
no solamente una máquina de inyección sino toda una planta. Así
es que el tema de presupuestos en el volumen de agua resulta ser
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ACERCA DEL AUTOR: José Flores es socio fundador de Procesos de
Ingeniería y Servicios, S.A. de C.V., Ingeniero Mecánico de profesión,
cuenta con más 30 años de experiencia en el tema de Moldes y Moldeo
por Inyección de Plástico. Es instructor certificado en Mantenimiento
de Moldes por Toolingdocs LLC, así como instructor certificado en
los Principios de Enfriamiento Científico SM por Burger & Brown
Engineering. Inc. Email [email protected] o visite www.prissa.net
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