Moldes “single face” o sándwich: ¿cuál es la solución correcta?

La historia del éxito de los tapones de plástico roscados comienza a mediados de los años ochenta. Si hasta ese momento dominaban en el mercado principalmente los materiales PVC y vidrio, la introducción de las botellas PET y la posterior estandarización de los tapones experimentaron un fuerte crecimiento que ha continuado hasta nuestros días.

Las cantidades de envases de plástico que se producen y los campos de aplicación que encuentran han estado creciendo constantemente en los últimos años. Especialmente en el ámbito de los tapones roscados de bebidas, los índices de crecimiento en la Europa occidental para los años venideros se sitúan en torno al 5 por ciento. La sustitución continuada de cierres metálicos así como un constante crecimiento orgánico del mercado de las bebidas son la base de este aumento. También la tendencia hacia tamaños de envase más pequeños supone para los productores grandes carteras de pedido. Este alto crecimiento puede ser alcanzado o incluso superado en otras regiones del mundo. La toma de conciencia cada vez mayor en torno a la salud por un lado, así como la situación del abastecimiento de la población mundial con agua potable por el otro, deberían hacer crecer la demanda con fuerza también en el futuro.

La calidad de los tapones roscados ha aumentado manteniendo el paso del crecimiento del mercado. Los actuales tapones deben ser termorresistentes y totalmente estancos. Deben poder ser fáciles de manejar tanto por niños como por ancianos y los recipientes, una vez abiertos, deben poder volver a cerrarse con total fiabilidad. Los tapones son normalmente la pieza más barata del envase, pero son el primer punto de interacción entre el producto y el cliente. Por ello cumple también funciones decorativas y se imprimen por fuera con colores o son grabados.

Exigencias muy elevadas para un producto que, a fin de cuentas, debe producirse a un coste inferior a un céntimo por unidad. Aunque los costes de la materia prima suponen el 68 por ciento de todos los costes, la parte relacionada con la energía consumida con un 7 por ciento, también es importante. Se entiende porque la productividad sea un factor de éxito para sobrevivir en este mercado.

En los inicios de la producción de tapones de plástico en los años ochenta, los sistemas instalados contaban con 16 hasta máximo 32 cavidades. Se alcanzaban ciclos de unos 8 segundos. Gracias al constante desarrollo de los moldes, de los materiales utilizados y de las máquinas de inyección, la productividad de las instalaciones ha aumentado considerablemente en los últimos años. En los moldes mejoró mucho la refrigeración, logrando tiempos de enfriamiento mejores y ciclos más rápidos. Pero los desarrollos en la técnica de canal caliente o en el aislamiento del calor también han aumentado la productividad. Por parte del material, los tiempos de cristalización se han reducido, con lo que también bajan los tiempos de enfriado. La máquina de inyección Netstal SynErgy responde al reto con una mayor capacidad de plastificación. Los tamaños de máquina que se están utilizando hoy tienen nada menos que 128 cavidades para moldes simples o 96+96 cavidades para moldes sándwich.

En los moldes utilizados en la inyección de tapones roscados distinguimos básicamente entre moldes “single face” (moldes simples) o “moldes Stack” (moldes de pesos, tipo sándwich). Naturalmente existen otros métodos de producción alternativas como el moldeo por compresión, pero que son más adecuados para producción en masa que para producción individual.

Al plantearnos la pregunta de cuál es la tecnología de molde más adecuada, hay que comparar distintos aspectos y analizarlos objetivamente.

En la construcción del molde, las características de un molde sándwich son mucho más complejas. La pieza central del molde debe apoyarse con un sistema de soporte (“carrier system”) lo que supone puntos adicionales de engrase, y en consecuencia, un mayor coste de mantenimiento. La construcción del molde “single face” es mucho más sencilla, aunque supone ciertas desventajas. La dilatación térmica de las placas de molde es mayor, ya que la altura vertical es mayor que en el molde sándwich.

Al calentar el molde surgen dificultades que requieren mucha experiencia en el correcto dimensionado del molde, para evitar un desgaste mayor del mismo. En el diseño del canal caliente, la tecnología “single face” vuelve a ser superior. La construcción más simplificada y el flujo recto del material suponen aquí una clara ventaja. Por el contrario, la solución de extensión de bebedero del molde sándwich requiere más trabajo de mantenimiento y está sujeta a un mayor desgaste. En tema de mantenimiento hay que mencionar que en la solución sándwich, debido a los dos niveles de separación, la cavidades se comprimen de forma desigual y los aireadores de ambas placas deben rectificarse de forma distinta. Como ya se ha mencionado, los centrajes y las guías requieren a su vez también más mantenimiento.

Considerando el tiempo de ciclo, el molde sándwich debe dar preferencia de nuevo a la solución “single face”. Mientras que el proceso de inyección puede iniciarse de inmediato en el “single face”, antes de que se bloquee el molde, en el tipo sándwich resulta imposible. La sincronización del desmoldeo de ambas placas también resulta aquí difícil.

La mitad móvil del molde aprovecha el movimiento de apertura para una expulsión más rápida, lo cual resulta imposible con la otra mitad fija. En la tecnología de pisos, o “stack” , también resulta desventajoso el largo recorrido de apertura, ya que deben abrirse las dos separaciones del molde.

Respecto a la fuerza de cierre, puede decirse que por norma general, los moldes de pisos requieren un 10 por ciento más de fuerza de cierre. Ante esta circunstancia no se puede despreciar el hecho de que en moldes sándwich y con las mismas dimensiones de molde, se pueden lograr una cantidad considerable superior de cavidades.

En el futuro, ante la creciente demanda y haciendo frente a la dura competencia, sus clientes pueden contar con nuevos desarrollos en los ámbitos de tamaño de moldes, tipo de materiales y tiempos de ciclo

Si comparamos ambas tecnologías respecto a su limpieza, veremos aquí también unas considerables diferencias. Mientras que el riesgo de contaminación por aceite es bajo en el molde “single face”, en los moldes “stack”, en el grase de la parte central y de los cilindros del molde multiplica los posibles casos de defectos por suciedad. Además existe el riesgo de que las piezas desmoldeadas caigan cobre la extensión del bebedero y se ensucien.

Para lograr la deseada calidad de las piezas, en la tecnología sándwich hay que tener un especial cuidado. Mientras que en el “single face”, en canal caliente puede descargarse con una boquilla de inmersión y retirando simplemente el grupo de inyección, en el sistema de pisos la descarga se logra mediante la retirada de husillo. El semimolde del lado de la boquilla suele estar mejor cerrado que el lado móvil. Esto se debe a las distintas relaciones de fuerzas de cierre debido a la presión del grupo de inyección sobre la extensión de bebedero.

Y finalmente observamos también la posibilidad de un cambio de color. Mientras que el purgado del molde sándwich es mucho más costoso en tiempo y en material debido a su construcción, en la variante “single face” se realiza con mucha mayor rapidez.

La elección de la tecnología de moldes más adecuada depende de los factores arriba mencionados. Un molde “single face” será claramente el ganador cuando pensemos en el tiempo de ciclo. El tiempo de enfriado no se ve influenciando por el canal caliente ya que se realiza de forma sencilla y rápida con boquilla de inmersión y retirada del grupo de inyección. En el molde sándwich se alarga el ciclo por el tiempo de espera en el desmoldeo del piso del lado de boquilla. Con ciclos superiores a los 6 segundos, estos ahorros en tiempo no tienen demasiadas consecuencias. En este caso, el molde sándwich con una mayor cantidad de cavidades es claramente la primera elección.

Por norma general podemos realizar la siguiente afirmación: “cuanto mayor sea el ciclo final posible, mayor será la influencia ejercida por la diferencia de ciclos dependientes de la tecnología”.

El dimensionado correcto y adecuado de un molde según las necesidades del cliente requiere mucha experiencia, sensibilidad e intuición. Un análisis exhaustivo de las circunstancias por parte de especialistas es inevitable. Como pioneros en técnicas de cierre y moldeo por inyección, Netstal demuestra ser así el proveedor más adecuado para configurar una línea de producción rentable.

Precisamente con ciclos cada vez más cortos, los rápidos movimientos del moldes y los cortos tiempos de reacción son factores importantes en una producción rentable de tapones roscados.

La serie SynErgy de Neststal ofrece, en la búsqueda un sistema adecuado, una de las elecciones más apropiadas. La alta rigidez y buena construcción de la rodillera de 5 puntos en SynErgy no sólo asegura una alta repetibilidad de los movimientos del molde, sino que también garantiza una larga vida de la inyectora y del molde. La precisión en la inyección y la plastificación homogénea del material aseguran la maxima precisión de las piezas producidas. Los muchos años de experiecia de Netstal y el liderazgo del mercado en toda Europa para moldeadoras por inyección en el sector de los tapones roscados son el sello de calidad para un correcto dimensionado de la máquina.

En el futuro, ante la creciente demanda y haciendo frente a la dura competencia, sus clientes pueden contar con nuevos desarrollos en los ámbitos de tamaño de moldes, tipo de materiales y tiempos de ciclo.

Netstal invierte ya hoy en grandes cantidades en investigación, para que la mecánica, los sistemas de control y la plastificación de las futuras generaciones de máquinas se adapten aún mejor a las necesidades de los clientes.