La importancia de la presión en cavidad durante la inyección de termoplásticos

Kistler organizó el 23 de marzo, junto al Taller de Inyección de la Industria de los Plásticos (TIIP), integrado en el Instituto de Ingeniería de Aragón (I3A), un webinar bajo el título “Registros de presión en cavidad: aplicaciones”, con el objetivo de comprender qué sucede dentro del molde, para la mejora continua. Ramón Lluis, director de Ventas de Kistler Ibérica, y Jorge Aisa, profesor del TIIP de la Universidad de Zaragoza, fueron los encargados de impartir el seminario web.

El webinar organizado conjuntamente por TIIP y Kistler se centró en la presión en cavidad de molde, su importancia, monitorización y aplicación para la calidad y la Industria 4.0. Buena parte del trabajo se apoya en el conocimiento conjunto generado por el Grupo TIIP de la Universidad de Zaragoza y Kistler Ibérica.

Presión en cavidad de molde
En la introducción al seminario web, Jorge Aisa, profesor de la Universidad de Zaragoza integrado en el TIIP, explicó que iba a presentar, en unión a Kistler, la utilidad del registro de la presión dentro del proceso de inyección.
Comentó que “la presión es una magnitud básica dentro del proceso de inyección, es algo que hay que vigilar”. La presión en inyección se origina por la resistencia del material fundido a entrar por la cavidad que ha formado el molde. Viene determinada por:

• Caudal / velocidad de inyección.
• Longitud de flujo.
• Espesor y anchura de la sección.
• Temperaturas del molde y del material.
• Viscosidad del polímero.

“Cada vez el mercado es más exigente, más competitivo, y debemos ser capaces de fijar con mucha mayor precisión nuestra calidad de pieza”, comentó.
“La presión, como idea general, no es la misma en todos los puntos de la pieza. La presión es siempre más alta cercana al punto de inyección y mucho más baja, prácticamente cero, cuando terminamos de inyectar. Una idea central es saber dónde se está midiendo al presión”, señaló Jorge Aisa: “El espesor de la sección de paso es el parámetro crítico”.
“Se puede usar la simulación para trabajar, pero la simulación fundamentalmente nos debe ayudar en la fase de desarrollo, en la fase inicial de diseño. Puede ser una medida correctora final, pero lo básico es que podamos diseñar correctamente el molde”, puntualizó.
Un elemento fundamental para el diseño correcto de un molde es el balanceado de las diferentes calidades. Si esto no se produce, se pone en peligro toda la calidad dimensional del lote, por cuanto la presión afecta de forma determinante a la contracción del material.
Jorge Aisa puso como ejemplo unos llenados progresivos de una pieza de una probeta a partir de dos puntos de inyección con una cámara caliente. El llenado de la probeta tiene lugar con un punto inicial y un segundo punto en secuencial. El llenado es completamente diferente y la distribución de presiones que se genera es totalmente distinta.
“Cada vez más -continuó el profesor del TIIP-, estamos implantando válvulas con apertura secuencial para gobernar nuestros procesos; nos da un grado de libertad más a la hora de trabajar, pero eso no quiere decir que todo el mundo esté entendiendo cómo tienen que trabajar con un proceso donde la presión se mueve de derecha a izquierda”.
La presión en cavidad está íntimamente ligada con la contracción. La compactación es una fase clave para ello; entender la transmisión de la compactación es fundamental para la calidad dimensional. “Si la presión es distinta en el proceso, la deformación originada por la contracción es distinta en el proceso y se nos arquearán más o menos las piezas en función de cómo sea la presión a lo largo del molde. En dónde y cómo estemos midiendo la presión es fundamental para entender los aspectos de deformación”, explicó Jorge Aisa.
A partir de la presión, además de la contracción citada, se pueden explicar fenómenos y procesos especiales como la coinyección y la inyección asistida con gas.
“Tradicionalmente, se ha dicho que la inyección secuencial da menos fuerza de cierre. Eso puede ser cierto o no, depende de con qué lo comparemos”, precisó Jorge Aisa: “La inyección secuencial cambia la fuerza de cierre, pero puede ser a más o a menos”.
“La herramienta de Kistler me va a decir cómo puedo ver la presión y me va a decir cómo es la presión tanto hidráulica como en diferentes puntos de la máquina y del molde, y con eso tengo una herramienta mucho más potente que la gráfica de la máquina para controlar realmente qué está pasando dentro del molde y, sobre todo, si la pieza 10.000 es igual a la pieza 20.000, con lo cual me quito muchos quebraderos de cabeza porque puedo garantizar la estabilidad de mi proceso”, señaló.
La metodología de trabajo y puesta a punto, en consecuencia, se pueden beneficiar de comprender y visualizar la presión en el proceso. “Es necesario formarse y entender la totalidad del proceso”, puntualizó.

Añadiendo inteligencia a los procesos de inyección
Ramón Lluis, de Kistler Ibérica, habló sobre la producción cero defectos y la optimización de los procesos de inyección: “Al añadir sensores de presión en cavidad del molde, aparte de hacer un control de procesos y optimizar el proceso, al final acabamos dándole mayor inteligencia a los procesos”.
Hay una necesidad de moldes inteligentes por los requerimientos del mercado:

• Cero defectos.
• Reducción de costes de fabricación.
• Mantener los recursos actuales.
• Disponibilidad para futuras necesidades: Industria 4.0, digitalización, machine learning…
• Controlar/mantener la calidad global en todas las plantas.