Selección virtual de aleaciones para el diseño de un molde

Para mantenerse competitivo en el mercado nada puede dejarse al azar cuando de producción de piezas mediante moldeo por inyección se trata. Un control cuidadoso de cada detalle en producto, molde y definición del proceso determina la rentabilidad y la calidad de la pieza plástica.

El fabricante de empaques Proplas, en Medellín, Colombia, se propuso el desafío de reducir el tiempo de ciclo en sus productos, para incrementar el margen de rentabilidad de su negocio y cumplir la demanda productiva de sus clientes. La aplicación presentada es en PP sin carga y la pieza debe ensamblarse con un disco en la parte superior para cumplir la función de cierre. Cuando se intentó la reducción de tiempo de ciclo al pie de máquina, la pieza se contraía más de lo que especificaba el plano, por lo cual no era posible el ensamble final en la región superior.

Con los inconvenientes presentados, la compañía buscó a Sigma para encontrar una alternativa para reducir el tiempo de ciclo. El molde fue analizado empleando SIGMASOFT Virtual Molding, una herramienta de software que funciona como una máquina de moldeo por inyección virtual. El molde completo con todos sus componentes se incluye en la simulación, para posteriormente correr varios ciclos productivos uno después de otro, reproduciendo las mismas condiciones que se presentan al pie de máquina.

Siguiendo este procedimiento se encontró que aparecía un punto caliente en el molde, en una zona donde las dimensiones del producto eran críticas. Este punto caliente producía gran contracción en la zona donde el producto debía cumplir requerimientos altos de ensamble.

“El calor debía ser removido de esta zona, pero el diseño de la expulsión no permitía una línea de enfriamiento que alcanzara tal profundidad dentro del inserto del molde”, explica doctora Laura Flórez, ingeniera SIGMASOFT Virtual Molding a cargo de este Proyecto. “Se propuso entonces cambiar la aleación del inserto para disipar el calor más rápido”. La alternativa permitió reducir tanto tiempo de ciclo como contracción de la pieza.

El material del inserto, originalmente fabricado en acero P20, fue reemplazado por una aleación en cobre-berilio de mayor conductividad. El calor residual en la zona crítica fue reducido sustancialmente, y el pico de temperatura en el molde cayo de 76°C a menos de 49°C. La solidificación de la pieza en la zona crítica se redujo de 4.7s a 3.2s, logrando reducción en tiempo de ciclo de 28%, además de mejorar la estabilidad dimensional del producto.

SIGMASOFT Virtual Molding ayudó a Proplas a evaluar la viabilidad para adquirir una aleación de mayor precio en el molde y optimizar su herramental con ahorro en tiempo y costos sin realizar iteraciones a prueba y error. En términos generales, el software no sólo ayudo a mejorar la pieza plástica, sino que hizo la cadena de valor más eficiente y rentable.