Innovación tecnológica en la industria del moldeo por inyección

En la industria del moldeo por inyección de plásticos, la precisión y la eficiencia en el diseño de moldes son esenciales para garantizar la calidad de las piezas inyectadas. Sin embargo, el proceso de validación y revisión de estos diseños puede resultar largo y costoso, especialmente cuando se trata de moldes complejos que requieren altos niveles de exactitud. Con el objetivo de mejorar estos procesos, los investigadores Jorge Manuel Mercado Colmenero, Diego García Molina y Cristina Martin Doñate pertenecientes al Grupo de Investigación en Ingeniería Gráfica y Diseño Industrial INGDISIG Jaen de la Universidad de Jaén han investigado el uso de la realidad virtual (VR) como herramienta para facilitar la revisión de diseños en un entorno industrial real. Esta innovadora metodología ha sido evaluada en colaboración con diversas empresas especializadas en los sectores industrial y automotriz, reconocidas por su experiencia en el diseño de piezas plásticas de alta complejidad y la fabricación de moldes avanzados.

La investigación del Grupo INGDISIG Jaén ha demostrado que la realidad virtual representa un cambio de paradigma en la validación y optimización del diseño de moldes de inyección. Al integrar modelos 3D interactivos y visualizaciones dinámicas, la tecnología de realidad virtual permite a los ingenieros explorar los diseños de manera más intuitiva y efectiva que con los sistemas CAD tradicionales. Esta nueva metodología no solo facilita una comprensión más profunda del diseño, sino que también mejora la detección temprana de errores funcionales y geométricos, aumentando la eficiencia del proceso.

Un aspecto clave de esta tecnología es la capacidad de crear un entorno virtual en el que los diseñadores puedan simular el ensamblaje y desensamblaje de los moldes (ver Figura 1), ver su interior a través de cortes (ver Figura 2), lo que facilita la detección de interferencias entre los componentes, la validación de distancias de seguridad y la evaluación de la funcionalidad general del molde (ver Figura 3 y Figura 4).

• Detección rápida de errores: La realidad virtual permite identificar con rapidez problemas dimensionales y de interferencia entre los componentes del molde, lo que agiliza el proceso de validación y reduce los errores en la fabricación.
• Interacción e inmersión: A diferencia de los sistemas CAD tradicionales, la realidad virtual ofrece una visualización en 3D interactiva. Esto facilita la identificación de errores en el diseño y la optimización de la disposición de los componentes.
• Simulación de ensamblaje y desensamblaje: Los moldes de inyección a menudo presentan complejidades que dificultan su ensamblaje y desensamblaje. Con realidad virtual, los diseñadores pueden simular estos procesos, asegurándose de que los componentes encajen correctamente y sin interferencias antes de la fabricación.
• Ahorro de costos y tiempo: La validación de moldes mediante VR reduce la necesidad de crear prototipos físicos, lo que ahorra tiempo y costos en el proceso de producción. Esto también permite realizar múltiples iteraciones de diseño rápidamente, sin esperar largos períodos de fabricación.

Los resultados de la investigación realizada sobre el uso de realidad virtual en el diseño de moldes de inyección, fueron claros. Un 86,37% de los expertos encuestados destacaron la capacidad de la realidad virtual para identificar errores dimensionales, mientras que un 59,09% manifestó que la tecnología también es eficaz para detectar problemas funcionales, como disposiciones inadecuadas de los componentes. Además, los expertos valoraron altamente la capacidad de la realidad virtual para facilitar tareas como el ensamblaje y desensamblaje de los moldes (77,27%) y la mejora en el proceso de aprendizaje (72,73%).

Foto de los investigadores del grupo INGDISIG Jaén de izquierda a derecha: Jorge Manuel Mercado-Colmenero, Cristina Martin-Doñate y Diego Francisco Garcia-Molina.

La integración de la realidad virtual en el diseño de moldes de inyección no solo optimiza la eficiencia del proceso, sino que también impulsa la innovación en la industria del plástico. Los avances en la validación del diseño de moldes mediante realidad virtual están transformando la manera en que diseñadores y fabricantes abordan la creación de geometrías complejas, permitiendo una validación más rápida, precisa y rentable. La realidad virtual se perfila así como una herramienta esencial en el futuro de la fabricación de moldes, cuya adopción marcará un hito en la evolución del sector industrial.

Información detallada de la investigación en el artículo: Mercado-Colmenero, J. M., Garcia-Molina, D. F., Gutierrez-Jiménez, B., & Martin-Doñate, C. (2024). Enhancing Complex Injection Mold Design Validation Using Multicombined RV Environments. Applied Sciences, 14(8), 3355. https://doi.org/10.3390/app14083355, y en youtube a través del link: https://www.youtube.com/watch?v=SOASYJZ49Nw