La velocidad de inyección

El parámetro: La velocidad de inyección es la velocidad más crítica de todo el proceso de inyección. Como consecuencia de ello, el tiempo de inyección es también el tiempo más crítico del proceso.

Existen algunas otras velocidades y tiempos muy importantes en el proceso de inyección, pero si se debe seleccionar la más crítica, esta sería sin duda la escogida.

De aquí la importancia de que nuestra inyectora sea, por un lado, repetitiva en el tiempo de inyección, es decir, repetir cada ciclo la misma velocidad de inyección y, por otro, debe cumplir o conseguir la velocidad programada en nuestro perfil de velocidades de llenado de la cavidad. También que la inyectora repita exactamente la misma velocidad programada serie tras serie de fabricación.

Respecto al tiempo de inyección repetitivo, hay autores que proponen una dispersión de tiempos de inyección del orden de 0,04 segundos entre ciclos o de máximo 3%. Esta dispersión no es muy amplia por lo que nuestra inyectora debe estar correctamente mantenida y calibrada para poder cumplir con esta exigencia.

Respecto al cumplimiento de la máquina de inyección de la velocidad programada, es muy importante que la máquina sea lo suficientemente precisa en este aspecto para poder definir velocidades de llenado reales.

Sin embargo, no debemos preocuparnos en exceso. Las inyectoras con controles modernos, en anillo cerrado, con los controladores electrónicos, válvulas proporcionales, o las máquinas eléctricas con los servocontroles, etc. están diseñadas, pensadas y programadas para cumplir escrupulosamente y con exactitud con la velocidad de llenado programada. Esta es su mayor prioridad.

Cada vez más las piezas fabricadas por inyección de plástico tienen requerimientos más exigentes, tanto estéticos como dimensionales. Cada vez más los porcentajes de scrap que se pueden dar en el proceso son más reducidos por temas de competitividad y productividad. Por tanto, como consecuencia, cada vez, nuestras máquinas y nuestros procesos tienen que ser más repetitivos y consistentes. Cada vez más robustos.

Si tenemos programada una velocidad de inyección de 100 mm/ s y nuestra carrera de inyección, es por ejemplo de 100 mm, debemos esperar un tiempo de inyección de 1 segundo (v=e/t). Igualmente que si programamos una velocidad de inyección de 50 mm/s con la misma carrera de inyección, debemos esperar un tiempo de llenado de 2 segundos. Pero esto no siempre sucede así.

Podemos realizar a pie de máquina un estudio de la velocidad de inyección de nuestra inyectora. Este ensayo es conveniente realizarlo con cierta frecuencia para determinar el estado de nuestra inyectora.

Tenemos que conocer si nuestra máquina, cuando le pedimos determinada velocidad, cumple con la velocidad programada y lo que es más importante, tenemos que conocer qué nivel de cumplimiento de la velocidad programada de la inyectora.

Este control del nivel de cumplimiento de la velocidad programada comparando esta con la velocidad real obtenida, nos servirá para tener controlada la evolución de la inyectora y poder decidir con criterio científico, con datos concretos, cuándo la inyectora debe ser revisada o calibrada en su velocidad de inyección.

Para realizar este ensayo debemos tener el dato de carrera de inyección programada efectiva.

Tenemos que realizar una serie de inyectadas con la configuración adecuada y registrar en cada una de ellas los valores de tiempo de llenado entre otros.

Entrando estos datos en una hoja de cálculo, (ejemplo de gráficas obtenidas en la hoja de cálculo contenida en el pendrive con el libro 'Manual Avanzado de Termoplásticos 'y en el libre¡o 'Scientific Injection Molding Tools') podemos obtener valores calculados tales como la velocidad real obtenida y el nivel de cumplimiento de la velocidad programada.

También podemos ver la gráfica de los valores de velocidad programada y la velocidad obtenida a modo de comparativa de las desviaciones.

Siempre se produce un nivel mínimo de desfase o “gap” entre la velocidad programada y la velocidad obtenida, sobre todo en la gama de velocidades medias y altas. Esto se debe principalmente por la necesidad de aceleración del husillo desde la posición de cota de dosificación donde el husillo está parado hasta conseguir avanzar a la velocidad programada. La máquina necesita, como es lógico, un tiempo para acelerar el movimiento lineal del husillo.

Es aceptable un nivel de cumplimiento de velocidad, a altas velocidades de inyección, del orden del 85 al 95%.

La gráfica obtenida, con mayor o menor desfase, nos sirve para determinar por un lado, el nivel de cumplimiento de la velocidad de inyección programada y por otro, no menos importante, nos sirve para tenerlo controlado y hacer un seguimiento de este nivel de cumplimiento o de incumplimiento para en posteriores ensayos similares poder comparar la evolución de la inyectora.

Cuando el desfase aumenta debemos hacer intervenir al servicio técnico de mantenimiento de la inyectora para recalibrar y reajustar la velocidad de la inyectora.

De nada nos serviría aplicar métodos científicos, hacer ensayos a pie de máquina para determinar los parámetros más importantes del proceso de inyección si la máquina no es precisa. Mucho menos nos servirá registrar parámetros de máquina (settings o outputs) que varían en función del nivel de calibración de la máquina.

Si la máquina varía, pueden cambiar los parámetros clave y el proceso se desviará del estándar.

Hay que tener en cuenta que si la máquina varía en su nivel de cumplimiento de la velocidad de inyección, nuestros settings de máquina o inputs, registrados en nuestras fichas de parámetros pueden variar y por tanto, no nos servirán para programar el mismo proceso en futuras producciones.

Esto es a veces lo que nos ocurre cuando ponemos los mismos settings o inputs que tenemos registrados en nuestras fichas de parámetros en las máquinas y el proceso no es el mismo y por consiguiente, no obtenemos las mismas piezas.

Gráfica de velocidades de la hoja de cálculo prevista para estudio de la velocidad de inyección.

Gráficas de la hoja de cálculo de estudio velocidad de la inyectora.

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