DANIEL PEGAS SQUEDIO1 REVISTA TOOLMAKER

OPTIMIZAR EL MOLDEADO POR INYECCIÓN. ¿ES POSIBLE?

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El plástico es un material fantástico. Las formas complejas con las que puede ser moldeado ha fomentado, desde hace tiempo, la búsqueda de modelos matemáticos que solucionen necesidades básicas del proyecto. Primero con el CAD 3D, se empezó a poder calcular la masa y el volumen de un artículo plástico, datos del proyecto absolutamente fundamentales. Pero también había la necesidad de predecir si un ciclo de inyección “rellenaría” por completo la cavidad de un molde. Surgía, por eso, un poco más tarde, el CAE (Computer Aided Engineering) reológico.

Con el apoyo de grandes corporaciones y universidades nacían las primeras aplicaciones informáticas con capacidad para predecir el comportamiento del plástico durante el proceso de inyección. Sin pretender entrar en minuciosas consideraciones históricas, el CAE reológico transpuesto en softwarecomercial está disponible para PYME’s desde hace poco más de 20 años. Empezó entrando en el universo cultural de las empresas de moldes siempre que era necesario hacer un estudio de relleno a piezas cuya geometría fomentaba dudas, incluso en empresas que acumulaban conocimiento empírico de centenas o hasta millares de moldes. Las empresas de moldes incluían, generalmente, en sus presupuestos “costes de incertidumbre” asociados a correcciones de proyecto y producción, normalmente encontradas ya en fases avanzadas y realmente difíciles de evitar.
Estos costes no siempre se podían contabilizar – o no interesaba contabilizarlos – ya que eran indicadores de ineficiencias de proyecto. Pronto se acordó que un estudio reológico se consignaría, por ejemplo, al proyecto de piezas complejas de la industria automóvil. Los sistemas Hot Runner, cada vez más eficientes (y también más dispendiosos) requerían una herramienta que validase la inversión en los mismos. Empezaron a utilizarse algoritmos para la previsión y validación de sistemas secuenciales, cálculo de balanceo, asistencia a gas y de fenómenos con impacto visual o estructural en el artículo (líneas de soldadura, chupados, jetting, burbujas en los materiales transparentes y deformaciones, por ejemplo). El CAE ha evolucionado en función de la tecnología del molde y de las máquinas de inyección.

Sin embargo, debido a la complejidad técnica del CAE reológico, de la oferta restrictiva de aplicaciones en el mercado y de su elevado coste, nunca se ha verificado una masificación de utilización comparable a las aplicaciones de proyecto CAD/CAM 3D. Solamente las empresas con desarrollo de producto admitían la considerable inversión, en aquellos momentos. La empresa tradicional de moldes subcontratada, con poco o ningún poder de decisión en lo referente a la forma del producto, no incorpora el CAE como un recurso interno. Recurre a la subcontratación
de estudios reológicos como garantía técnica cara a su cliente o en el apoyo a la resolución de situaciones litigiosas, pero no como un recurso importante en la optimización de su proyecto. Los últimos años trajeron una nueva postura al mercado de moldes. Las empresas aprovecharon incentivos financieros en tecnología de producción, ganando know-how, agilidad y pro-actividad en la propuesta de soluciones innovadoras a sus clientes.
De la hegemonía del sector de automoción se ha buscado la diversificación de mercados. Piezas para la industria alimentaria, cápsulas para café con alto valor añadido, dispositivos médicos u hospitalarios, son ejemplos de mercados alternativos al automóvil que permitieron una mayor involucración de las tradicionales empresas de moldes en la concepción del producto. Estas piezas, aparentemente menos complejas que las del sector de automoción, acarrean, no obstante, otros desafíos. El fabricante de moldes pasa a tener un papel más influyente en los cambios de la forma del artículo, teniendo la necesidad de comprobarlo, con fundamentaciones basadas en la simulación reológica.
El conocimiento empírico pasa a ser insuficiente para demostrar la viabilidad de una sugerencia de cambio junto a los nuevos mercados. Urge por lo tanto una nueva apuesta por las soluciones de CAE reológico. Uniéndose a los players establecidos en el mercado, surgieron recientemente aplicaciones de inversión más accesibles, de uso
más fácil e inclusive integradas con el propio ambiente de proyecto CAD 3D. Soluciones CAE como el SolidWorks Plastics logran estar presentes en las diferentes fases del desarrollo, optimizando el proyecto del artículo plástico, la concepción del molde y los parámetros de inyección. Otra utilidad interesante del SolidWorks Plastics es la posibilidad de exportar las tensiones residuales resultantes del proceso de inyección para análisis en el SolidWorks Simulation, la herramienta de simulación estructural de la misma empresa de software. De este modo el proyectista tiene la posibilidad de controlar desde la fase inicial de desarrollo de aspectos relacionados con el diseño o con la inyección de la pieza, optimizando al mismo tiempo su desarrollo estructural. Explicado de un modo más sencillo, responder a dos cuestiones en simultáneamente: ¿Qué parte será? (CAE estructural) y ¿Será rellenado? (CAE reológico).
Si las ventajas del CAD 3D en la fase de proyecto de un producto o molde son hoy en día, sin duda una realidad, es en el CAE reológico donde se pueden obtener los próximos beneficios a nivel de optimización del moldeo por inyección. Siempre con el objetivo de reducir el tiempo y coste asociados a las dispendiosas iteraciones del proyecto y producción efectuadas demasiado tarde.

 

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