La precompresión como alternativa

En el área de la inyección de gran productividad, las máquinas se diseñan para elevados rendimientos, por lo que están equipadas con sistemas hidráulicos que operan a presión constante. Esta presión se obtiene de acumuladores hidráulicos, con lo cual se consiguen aumentar la capacidad y soportar movimientos paralelos.

En la inyección con paredes muy delgadas, el proceso de moldeo (dar forma al componente) domina la fase de inyección. La fase de presión posterior tiene una influencia muy limitada ya que la refrigeración dura unas pocas fracciones de segundo. Adaptarse a la velocidad de inyección es básico sobre todo en piezas de geometría compleja, como es el caso de algunos productos del sector electrónico. Igualmente importante es el control de la presión para no dañar el molde. Otro requisito es llenar las piezas completamente, lo que traducido a números puede significar llegar a 50 ó 100 kW en 0,1 segundos.

Si se observa atentamente el proceso de inyección se constata que la presión se retrasa respecto a la compresión del material. Esto no es importante si se dispone de una gran capacidad de inyección aunque en caso contrario las cavidades no se llegan a rellenar. A mediados de los años setenta se intentó separar la compresión del material del proceso de inyección. Pero aumentó la capacidad de inyección y la idea se abandonó.

Una forma de solucionar este problema es compensarlo mediante un incremento en la velocidad de inyección o una aceleración del husillo. Alternativamente se está considerando repescar la idea de la precompresión.

Para separar la compresión del material de la inyección, durante la compresión, la boquilla (de válvula) ha de permanecer cerrada hasta que se alcance la presión requerida. Durante la inyección, la boquilla estará abierta el mínimo tiempo posible para evitar la pérdida de presión. Para las pruebas se ha empleado una boquilla hecha por Herzog AG, adecuada para presiones de hasta 3.000 bar y temperaturas de 400ºC.

Con la precompresión de la mezcla, el control del proceso varía ligeramente ya que ésta se produce a una velocidad de avance del husillo relativamente lenta para controlar la liberación de la presión. Mientras la mayor parte de las piezas de paredes delgadas se producen con velocidades de 300 a 700 mm/s, la velocidad requerida para la precompresión varía entre 100 y 200 mm/s.

Gracias a esta lentitud se obtiene un control mayor del incremento de la presión. Una vez se ha obtenido el valor de presión requerido, se abre la válvula y prosigue el proceso de inyección.

En la gráfica 2 se compara el incremento de la presión en un proceso de inyección convencional (azul) y en otro con precompresión. En la curva azul, la válvula se abre cuando empieza el movimiento de inyección y es evidente que su abertura es responsable de la caída de la presión. La mayor diferencia entre ambas curvas corresponde a la compresión del material y revela el tiempo que se pierde en la inyección convencional esperando que se alcance la presión requerida.

Netstal ha pedido la patente de este sistema de control de proceso, que permite realizar inyecciones de piezas de paredes muy delgadas. Además de las pruebas realizadas con un cliente, (donde se inyectaron piezas del sector de las telecomunicaciones), la firma realiza sus propios test con moldes de prueba.

Según todas las pruebas realizadas, la influencia de la precompresión es mayor en materiales plásticos fácilmente "hinchables" que de baja viscosidad. De forma que puede concluirse que este proceso debería emplearse con este tipo de materiales y cuando se requiera de presiones en el área de más de 1.500 bar.