Variables y variabilidad en el proceso de inyección de termoplásticos (Parte 2)

La máquina. Durante la fabricación de piezas de plástico por inyección las condiciones de la máquina tienen una variabilidad, que si todo es correcto estará dentro de una variabilidad normal. Así pues, la temperatura de las resistencias de la unidad de inyección, por ejemplo, no estarán las 24 horas a la misma temperatura. Tendrán sus oscilaciones normales.

Igual ocurre con la temperatura del aceite, la temperatura interior del husillo, la temperatura de la electrónica, los caudales hidráulicos tienen su variabilidad también, las presiones de inyección, la fuerza de cierre, la temperatura del acero de la cavidad, etcétera. Tenemos una variabilidad normal en las condiciones de la máquina que influirá en el proceso directamente.

Esto nos lleva a una conclusión a veces difícil de aceptar por algunos técnicos de inyección:

Condiciones de la máquina constantes, no garantizan piezas y propiedades constantes.

Condiciones del plástico y del molde constantes, sí aseguran piezas y propiedades constantes.

Es por ello, que  en la inyección de plástico deberemos pasar de focalizarnos en los 'settings' de la máquina o inputs de proceso a focalizarnos en lo que sucede  en el molde y al material. ¿Y cómo lo hacemos? Utilizando las unidades específicas, localizando los 'outputs' de proceso más críticos de nuestro proceso o  sensorizando llegado el caso las cavidades del molde, entre otras opciones.

La variable más critica y más frecuente en el proceso de inyección son las variaciones normales de la viscosidad del material. Estas van a provocar variaciones en las presiones de inyección y por tanto, variaciones en las pérdidas de presión.

Cuanto mayor sea la variación de la viscosidad mayores serán las variaciones en las perdidas de presión. Cuanto mayores sean las pérdidas de presión mayor serán, por consecuencia,  la variabilidad de nuestros procesos.

Cuanto más grande es la variación en las pérdidas de presión, mayor será el efecto del molde como amplificador de estas variaciones de proceso.

Las pérdidas de presión siempre estarán en el proceso de inyección de plástico. Se trataría de minimizarlas como objetivo y de tenerlas controladas.

La peor situación se da cuando existen grandes aumentos de viscosidad con grandes pérdidas de presión.

Estas variaciones de presión en cavidad motivadas por las variaciones de viscosidad y de las variaciones en las caídas de presión, provocan:

• Piezas cortas
• Rechupes
• Variaciones dimensionales
• Rebabas
• Brillos
• Deformaciones
• Variaciones estructurales
• Variaciones de presión en cavidad
• Proceso no consistente, no robusto
• Etcétera.

El nuevo reto que ya tenemos aquí es la inyección con materiales reciclados, bien sea por costes, por legislación, por requerimientos de los OEM, etc.

Y esto no ha hecho más que empezar. El consumo de estos materiales irá en aumento.

Es de esperar que, aunque los reciclados tienen diferentes niveles de calidad y nivel de variabilidad en función de su procedencia, tratamiento y también precio, que la variabilidad de la viscosidad que actualmente tendríamos con los materiales vírgenes aumentará de modo importante con la entrada en los procesos de los materiales reciclados.

Esta variabilidad aumentará considerablemente, por tanto, nuestros procesos, inversiones y estrategia debe estar diseñado para que nuestros procesos sean capaces de absorber este aumento de la variabilidad que vamos a introducir en los procesos de inyección de plástico.

Tenemos pues que definir procesos de modo que sean capaces de adaptarse a estos cambios en las viscosidades del input de material (siempre dentro de un rango industrialmente razonable), procesos que sean capaces de inyectar correctamente e independientemente de la viscosidad y de los cambios en las viscosidades de los materiales.

Tenemos que tener nuestras máquinas de inyección controladas para comprobar su performance o rendimiento respecto a estos cambios de viscosidad de los materiales, controladas en cómo la máquina compensa estos cambios de viscosidad para mantener el proceso centrado y con repetibilidad en las fabricaciones. Para ello solo hay una manera: aprender a definir procesos teniendo en cuenta estas condiciones a través de Scientific Injection Molding Tools y nuevos seminarios que vamos a proponer focalizados en estos nuevos retos para la industria de la transformación por inyección de plástico.

En resumen, tenemos un proceso de inyección de plástico, con altísima tecnología en máquinas, moldes y materiales que tiene, cuando todo está prefecto, una variabilidad compleja debido a las diferentes variables que intervienen en el proceso.

Ahora además vamos a sumar la gran variabilidad de los materiales reciclados respecto a la viscosidad. Esto aumentará exponencialmente la variabilidad de nuestros procesos y nos tenemos que preparar para ello a través de la formación y mejora del conocimiento para el dominio del proceso.

José Ramón Lerma es autor de los libros: 'Libro Manual Avanzado de Inyección de Termoplástico', que tiene como objetivo ser, por un lado, una herramienta para la formación y, por otro, un manual de ayuda para todo el personal de una empresa de inyección de plásticos y, del recientemente editado, 'Scientific Injection Molding Tools. Productividad a través del dominio del proceso'. Ambas publicaciones, comercializadas por Plásticos Universales / Interempresas (libros@interempresas.net), consta de detallados casos prácticos, amplia información de moldeo científico y un ‘pendrive’ con 20 hojas de cálculo y herramientas de SC Molding o Scientific Injection Molding, además de optimización y definición de proceso, lo que lo hacen único en el mercado. El libro Manual Avanzado de Transformación de Termoplásticos ha sido editado y comercializado en inglés a nivel mundial por la editorial Hanser Publications.

Página web sobre Scientific Injection Molding: www.asimm.es