La mayor pieza realizada con la técnica MuCell, en una inyectora de Engel

La mayor máquina del mundo equipada con la técnica MuCell para la inyección de piezas espumadas, una Engel Duo 11050/1700 con 1.700 toneladas de fuerza de cierre y una unidad MuCell con husillo de 150 mm, está ya en funcionamiento en Sheffield, Reino Unido. Se utiliza en la empresa Loadhog para la inyección de la base de polipropileno de una tapa o cubierta para palets de 1.200 mm x 1.000 mm. Estas tapas, conocidas como “Loadhog Lid”, están pensadas para mejorar la seguridad y facilitar el apilado de productos situados en palets para su transporte o distribución. La marca Engel está representada en España por Herlmut Roegele, S.A

Otro modelo más avanzado, Engel Duo 7050/900 (con 900 toneladas de fuerza de cierre y una unidad con husillo de 105 mm), utiliza la misma tecnología para la producción de dos partes superiores que son ensambladas con la base y varios componentes para formar una completa “Loadhog Lid”. Una de las principales ventajas de las piezas fabricadas con la tecnología MuCell es su elevada estabilidad dimensional sin alabeo, rechupados o pérdida de dureza incluso en casos de aplicación como éste, donde las partes para tapas de 1,2 m largo son de sólo 2,5 mm de espesor. Otra característica de esta variante de los procesos de inyección es una estructura de espuma microcelular extremadamente regular en toda la pieza moldeada.

Un fluido supercrítico (SCF) desde un gas atmosférico (generalmente nitrógeno) se inyecta directamente en la cámara de plastificación donde se disuelve con rapidez en la masa fundida.

Durante y después de la inyección de la masa fundida, el gas se expande en la cavidad del molde y forma una espuma microcelular con celdas de entre 5 a 50 µm de diámetro.

Algunas de las ventajas frente a las piezas moldeadas a partir de la inyección convencional son la reducción del peso de las piezas, una fuerza de cierre menor, la sencillez del proceso y, además, la consecución de ciclos más cortos. En definitiva, se consiguen unos mayores beneficios económicos.

Engel ha participado en el desarrollo de este innovador proceso desde la idea inicial hasta los últimos detalles de la producción masiva. Desde que Engel comenzó con las actividades MuCell en 1999, ha entregado 57 máquinas equipadas con esta tecnología en todo el mundo, para las aplicaciones más diversas.

El sustancial ahorro de tiempo y el hecho de prescindir de empaquetado fueron los principios de Loadhogs para el desarrollo de este nuevo sistema para mejorar la seguridad y el apilado de productos situados en palets: botellas, canastas, barriles o contenedores similares. Con esta nueva cubierta extremadamente robusta y las correas retráctiles integradas los productos quedan asegurado en el palet en muy poco tiempo.

Antes de que Loadhog finalmente se decidiese a utilizar la tecnología MuCell para la fabricación de la cubierta Loadhog también estudió la posibilidad de emplear otras opciones. Se pusieron en marcha una serie de pruebas comparativas en las que las piezas eran fabricadas con procesos de inyección convencional, inyección por compresión y moldeo de espuma estructural a partir de agentes químicos de soplado.

La decisión falló a favor de la tecnología MuCell, no sólo por razones tecnológicas sino también económicas. Aparte del hecho de que la pieza moldeada por inyección convencional hubiese resultado más pesada y que la deformación, contracción y rechupados habrían sido inevitables, la máquina inyectora por sí misma hubiese requerido un mayor tamaño: se necesitaría una fuerza de cierre de 3.000 toneladas para una pieza inyectada convencionalmente frente a las 1.700 toneladas requeridas para una pieza MuCell, lo que significa una fuerza de cierre un 75% superior para la misma pieza.

Loadhog hubiese tenido que invertir en una máquina mayor y por lo tanto, más cara. A pesar de que añadir agentes químicos de soplado resuelve parcialmente los problemas de deformación y rechupados, el grueso y la desigual estructura de la espuma dio lugar a ciertos puntos débiles que particularmente desaconsejaban otras alternativas de fabricación inicialmente consideradas para el proyecto Loadhog.

En comparación con la inyección convencional, la masa fundida producida por una máquina equipada con tecnología MuCell fluye de un modo más sencillo gracias a su contenido disuelto SCF. Esto reduce los requerimientos de presión de inyección y, del mismo modo, la fuerza de cierre. Como en el caso de la cubierta de Loadhog, esta reducción asciende al 60 por ciento. A través de la reducción de la viscosidad de la masa fundida, el proceso MuCell permite fabricar piezas con un grosor de pared de menos de 1 mm. Dependiendo de la aplicación, es posible alcanzar ahorros de peso de entre el 10 y el 30 por ciento. De la misma forma, se consigue un ahorro de peso del 25 por ciento y una reducción de sólo un 7 por ciento.

La presión generada por el gas en la pieza moldeada también sirve de presión posterior. No sólo reduce los ciclos sino que también evita la fuerte orientación de la cadena molecular que, en el caso de la inyección convencional, es causada por la subsecuente introducción de la masa fundida caliente en la cavidad durante la fase de mantenimiento. Esto significa que la tensión interna en una pieza MuCell se reduce drásticamente, la pieza no se deforma y se distingue por una alta estabilidad dimensional.

Engel ha desarrollado inyectoras especiales para los procesos MuCell: el husillo (L/D =24) es un husillo de tres secciones con una sección SCF. El gas -o bien nitrógeno o bien dióxido de carbono– también se alimenta desde bombonas de gas o desde unidades generadoras de gas, convertido en un fluido supercrítico e introducido en la masa fundida vía inyectores de gas.

Una retroalimentación del acumulador hidráulico asegura la inyección de la masa fundida en un molde a una velocidad óptima. Para familiarizar a los usuarios con esta innovadora tecnología, Engel prevé tener una máquina disponible para nuevos desarrollos y pruebas/ensayos de clientes en su planta de producción de St. Valentin, a partir de febrero de 2005. Esta máquina, una Engel Duo de dos platos, tendrá una fuerza de cierre de 1.500 toneladas y una unidad de MuCell con un husillo de 120 mm de diámetro.

Los procesos MuCell fueron desarrollados en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Estados Unidos.

Desde su introducción en el mercado en 1995, la firma Trexel Inc. (EE.UU.) lo ha desarrollado continuamente, ha mejorado procesos y ha concedido licencias para su uso. Las máquinas Engel cuentan con buen parte de las doscientas licencias que se han concedido en todo el mundo