La contrapresión durante la dosificación, también llamada contrapresión a la carga: qué es, su función y cómo regularla correctamente (Parte 1)

En mis seminarios de Inyección avanzada o inyección científica, me preguntan a menudo cuando revisamos los parámetros más importantes del proceso, ¿cómo debe regularse o parametrizarse la contrapresión a la carga?

Para poder contestar esta cuestión hay que entender qué es exactamente este parámetro, a qué afecta en el proceso y cómo programarlo.

La contrapresión a la carga es como su nombre indica una presión. Esta es ejercida, de ahí su importancia, por el propio material durante la dosificación. Para entenderlo debemos ver cómo funciona el husillo internamente y el sistema de inyección y dosificación de la máquina. Empecemos por este último.

Como se puede observar en el esquema, cuando el husillo empieza a rotar y el material fundido empieza a ocupar la zona delantera del husillo, frente a la punta de este, hay un momento en el que el husillo sigue desplazando volumen de material fundido hacia esa zona debido a su rotación. Sin embargo, el material no tiene espacio físico para ocupar, de modo que la presión en la zona delantera del husillo empieza a aumentar hasta un punto en que será lo suficientemente alta para desplazar el husillo hacia atrás, hasta la cota de dosificación donde el giro del husillo se parará y por tanto, también se detendrá el movimiento del husillo hacia atrás.

La presión que ejercerá el material fundido sobre el husillo para conseguir desplazarlo hasta la cota de dosificación se corresponde con la contrapresión a la carga (1 flecha roja en el esquema).

Pero, ¿cómo controlamos esta presión para que sea suficiente para desplazar el husillo hacia atrás?

Cuando el material fundido en la zona delantera del husillo empieza a generar presión, tal y como se ha explicado, ya que el husillo en su rotación desplaza material fundido a esta zona delantera donde el espacio es muy reducido, esto hace aumentar la presión. Esta empujará el husillo hacia atrás, pero como podemos ver en el esquema, para que lo haga, el aceite hidráulico que se encuentra en la cámara trasera del pistón de inyección, debe poder ser evacuado hacia el tanque o depósito, de lo contrario, será imposible desplazar el husillo hacia atrás.

Imaginemos que esta salida de aceite estuviera totalmente cerrada. Sería imposible realizar el movimiento de avance del pistón de inyección si el aceite de la cámara trasera del pistón no puede ser evacuado (es como si en una bomba de inflar la rueda de la bicleta con la salida de la bomba cerrada, intentaramos desplazar el émbolo. Sería imposible hacer bajar el émbolo del pistón de la bomba) (2 flecha azul en esquema).

Por ello, en las máquinas de inyección hay una válvula hidráulica proporcional que controla la salida de caudal del pistón de inyección cuando retorna a tanque durante este desplazamiento lineal hacia atrás del husillo. Con el control del caudal en esta evacuación de aceite a tanque estamos controlando indirectamente la presión que deberá ejercer el material en la zona delantera del husillo para ser capaz de desplazar el husillo hacia atrás. Con más facilidad de salida del caudal de evacuación del aceite del pistón, menos esfuerzo tendrá que ejercer el material en la zona delantera del husillo para desplazarlo hacia atrás. Y viceversa, cuanta más restricción de paso de caudal de evacuación de aceite del pistón de inyección a tanque más presión deberá ser ejercida por el material para desplazar el husillo hacia atrás.

Tendremos más contrapresión a la carga cuanto más cerrado esté el paso de caudal a tanque desde el pistón de inyección.

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