Control del proceso de inyección (Parte 1)

A menudo me preguntan qué parámetros o condiciones de proceso son las que deberíamos controlar para saber si el proceso es estable y repetitivo y en definitiva está funcionando según lo esperado sin tener posteriormente sorpresas en las piezas fabricadas.

Hay empresas focalizadas en los parámetros de máquina, yo les llamo “paramétrizadas”. Son aquellas que ponen el foco, estudian, definen y ponen control en los parámetros de máquina, focalizados en que los parámetros de máquina no sean modificados sin causas justificadas. Entendiendo parámetros de máquina como aquellos valores del proceso que son entrados (inputs) en el mismo para que este funcione como esperamos.

Es decir, parámetros de máquina o de proceso, son todo aquellos inputs o settings de máquina que introducimos en el mando de la máquina de inyección para definir el proceso. También serían parámetros los inputs de temperatura del agua del sistema refrigerante, caudales de circulación del mismo, temperaturas y tiempos de deshumidificado y todos y cada uno de los inputs que intervienen en el proceso aunque no estén vinculados directamente al mando de la inyectora.

Todos estos inputs o settings de máquina quedan convenientemente registrados en las fichas de parámetros correspondientes, así como en grabaciones de parámetros según el soporte de almacenaje de datos de cada inyectora. Algunas empresas colocan tolerancias en los parámetros de máquina y llegan al límite de prohibir el cambio de parámetros siendo tan solo posible una modificación cuando está realmente justificado y realizada solo por personas autorizadas.

Ni qué decir tiene que los parámetros de máquina, estos settings o inputs son muy importantes, pero hay que tener en cuenta, qué condiciones iguales de máquina o settings idénticos, no garantizan piezas exactamente iguales sin variaciones. Condiciones idénticas de máquina no garantizan piezas idénticas.

En el proceso de inyección intervienen múltiples variables, interconectadas entre ellas de manera compleja y no lineal a veces. Pensemos por ejemplo en la temperatura real de masa, el diseño del husillo, de modo que estas variables, sumadas a las variables normales de cualquier proceso (temperatura ambiente, temperatura de aceite, desgastes, calibraciones, válvula de la punta de husillo, etcétera) hacen que nuestro proceso registrado en las fichas de parámetros o grabado en el soporte de almacenaje de datos de la máquina, no sea una garantía de obtener siempre las mismas calidades y características en las piezas fabricadas.

Estas variables se pueden agrupar en “familias” para entender mejor de la gran cantidad de variables existentes. Podemos hablar del grupo de variables del material: calidad del lote, secado correcto, nivel de humedad residual, porcentajes de reciclado, polvo en la granza, aditivos, etcéteras. Podemos hablar también de variables debidas a diseño de molde o de pieza: radios, espesores, posición y tamaño de la entrada, refrigeración, cambios de espesor, conicidades, etcétera.

Podemos también hablar de variables debidas a la máquina: desgastes, calibraciones, inercias, capacidades, electrónica e hidráulica, nivel de compensación de la presión, aceleración del husillo, etc. Y por último, podemos hablar de variables de la definición del proceso. De cómo hayamos parametrizado el proceso va a depender que a todas la variables anteriores se le sumen variaciones del proceso producidas por una incorrecta o deficiente definición del proceso propiamente dicho.

Sin duda, es solo a través de la aplicación del Scientific Injection Molding que pueden parametrizarse procesos de inyección robustos y consistentes que absorban al máximo la gran cantidad de variaciones que inciden en el proceso durante las fabricaciones.

Como vemos, hay cientos de variables en el proceso de inyección que pueden afectar al mismo. Por eso confirmamos que condiciones de maquina idénticas no garantizan piezas idénticas.

Con la tecnología actual en las máquinas de inyección, podemos controlar gran parte de estas variables, o detectar variaciones en las mismas.

Más interesante para el control del proceso es registrar y controlar los llamados outputs de proceso. Estos outputs son datos que podemos obtener del proceso y que son consecuencia de como el proceso está funcionando. No son inputs o entradas al proceso sino que son outputs o salida del proceso.

Vamos a ver algunos ejemplos para entenderlo mejor.

Temperaturas

• Temperatura real de masa
• Temperatura real de cavidad
• Temperatura del refrigerante
• Temperatura real de la traversa
• Temperatura real del aire del deshumidificador

Tiempos

• Tiempo de llenado
• Tiempo de dosificación
• Tiempo de sellado de la entrada
• Tiempo de ciclo

Presiones

Presión de llenado en el momento de conmutar

Presión en cavidad si disponemos de sensores .

Pesos

• Peso cavidades
• Peso obtenido en el momento de la conmutación
• Peso final con la entrada sellada
• Peso de la inyectada completa

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