¿Cómo controla su máquina de moldeo la presión de empaque?

Un procesador ya tiene suficientes dificultades al analizar cientos de variables que pueden influir en su proceso, para que deba enfrentarse a los caprichos de un control de máquina. Los controles de las máquinas desempeñan un papel importante en la producción de piezas aceptables.

Existen diferencias sutiles pero significativas entre los controles y es fundamental que el procesador comprenda estas variaciones si desea fabricar piezas idénticas en diferentes máquinas. Veamos de cerca cómo difieren los fabricantes de máquinas en su definición de empaque o sostenimiento. ¿Qué tan diferentes son? Usted va a sorprenderse.

Secuencia general de inyección en máquinas

Todas las máquinas siguen la secuencia general de inyección en la que el husillo, desde la “posición de disparo”, inyecta plástico fundido a una o más velocidades hasta una posición de transferencia o conmutación preestablecida.

En el momento en el que el husillo alcanza esta posición, la máquina pasa de la primera etapa (inyección) a la segunda (empaque y sostenimiento). Los distintos fabricantes de máquinas tienen diferentes opciones sobre lo que ocurre durante esta segunda etapa.

Unos ofrecen solo una etapa a un tiempo y presión definidos, otros presentan etapas tanto de presión como de tiempo, algunos más plantean etapas de presión, tiempo, tiempos de rampa y velocidades. Desgraciadamente, esto complica el proceso de inyección y, en mi opinión, ciertas opciones son muy perjudiciales para la consistencia de las piezas. ¿Se pregunta por qué?

Los fabricantes de máquinas se afanan en idear modos de procesamiento más sofisticados, pero rara vez los comprueban en producción mediante sensores de presión en cavidad.

Dado que existen varias opciones de empaque y sostenimiento, según la máquina y el fabricante, estableceremos parámetros constantes y revisaremos siete variaciones u opciones. Para describir estas posibles opciones utilizaremos el siguiente conjunto de condiciones (constantes):

Primera etapa o inyección

Todas las máquinas están configuradas para inyectar (primera etapa) y conmutar a la segunda etapa en una posición o volumen determinado. Para este ejemplo se usará 1 segundo ± 0.04 de inyección en la primera etapa. Utilizamos el mismo molde en cada máquina y encontramos que la presión en la transferencia o conmutación fue de 16,000 psi (presión específica o presión en masa).

Para el propósito de la discusión, todas las presiones serán reportadas en valores específicos (no hidráulicos). Esto facilita la comparación de las máquinas eléctricas con las hidráulicas.

Además, si quiere piezas idénticas, debe duplicar las condiciones en el plástico, no los puntos de ajuste de la máquina al llevar un molde de una máquina a otra. Por muy popular que sea la presión hidráulica entre los procesadores, no se traduce entre máquinas debido a las diferentes relaciones de intensificación.

Segunda etapa (empaque/sostenimiento)

Aquí programaremos dos presiones de empaque: 10,000 psi durante 3 segundos, seguido de 8000 psi durante 5 segundos. De nuevo, todas las presiones son específicas, no hidráulicas. Las siguientes hipótesis intentan demostrar las posibles variaciones dentro de la segunda etapa entre diferentes máquinas:

Máquina Tipo A. Esta máquina le permite al procesador establecer solo un tiempo y una presión para el empaque o sostenimiento. Por ejemplo, presión de 10,000 psi durante 8 segundos. La presión pasa de 16,000 psi (presión de transferencia) a 10,000 psi y mantiene esa presión durante 8 segundos. Ver Fig. 1.

Esta máquina le permite al procesador establecer solo un tiempo y una presión para la segunda etapa (empaque y sostenimiento).

Máquina Tipo B. La máquina le permite al procesador establecer dos o más etapas de presión y tiempo de sostenimiento. Por ejemplo, 10,000 psi durante 3 segundos más 8000 psi durante 5 segundos, para un tiempo de sostenimiento total de 8 segundos. Existen múltiples respuestas posibles a la presión de sostenimiento dependiendo del fabricante de la máquina:

• Fabricante 1. La presión cae rápidamente desde la presión de transferencia de la primera etapa de 16,000 psi a 10,000 psi. Al final de los 3 segundos, la presión cae inmediatamente a 8000 psi durante 5 segundos. En la Fig. 2 puede ver un gráfico de la presión plástica frente al tiempo.

La máquina le permite al procesador establecer dos o más etapas de presión y tiempo de sostenimiento. En este caso, la presión desciende rápidamente desde la presión de transferencia de la primera etapa de 16,000 psi a 10,000 psi. Al final de los 3 segundos programados, la presión cae inmediatamente a 8000 psi durante 5 segundos.

• Fabricante 2. La máquina tarda 3 segundos en bajar de la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi, luego pasa rápidamente a 8000 psi y se mantiene allí durante 5 segundos. En este caso, el primer tiempo es realmente un tiempo de rampa o transición a la segunda presión, no un tiempo a la presión establecida. En la Fig. 3 puede ver un gráfico de la presión específica vs. tiempo.

En este caso, la máquina tarda 3 segundos en bajar de la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi, luego pasa rápidamente a 8000 psi y la mantiene durante 5 segundos.

En este caso, la máquina tarda 3 segundos en bajar de la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi, luego pasa rápidamente a 8000 psi y la mantiene durante 5 segundos. El primer tiempo es realmente un tiempo de rampa o transición a la segunda presión, no un tiempo a la presión establecida.

 • Fabricante 3. La máquina tarda 3 segundos en bajar de la presión de transferencia de 16,000 psi a la presión de sostenimiento establecida de 10,000 psi y luego tarda 5 segundos en bajar de 10,000 psi a 8000 psi. Ambos tiempos de sostenimiento son “tiempos de rampa”, no tiempos a una presión establecida. En la Fig. 4 puede ver un gráfico de la presión específica vs. tiempo.

La máquina tarda 3 segundos en bajar de la presión de transferencia de 16,000 psi a la presión de mantenimiento establecida de 10,000 psi y luego tarda 5 segundos en bajar de 10,000 psi a 8000 psi. Ambos tiempos de sostenimiento son “tiempos de rampa”, no tiempos a una presión establecida.

Máquina Tipo C. Estas máquinas le permiten al procesador establecer dos o más etapas de sostenimiento con diferentes presiones, tiempos y velocidades. Con las mismas presiones y tiempos anteriores, ahora estableceremos 35 mm/s para la primera velocidad de sostenimiento y 15 mm/s para la segunda etapa.

• Fabricante 4. Solo la primera etapa de sostenimiento tiene un ajuste de velocidad; la presión domina ambas etapas. La presión desciende desde la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi a una velocidad de 35 mm/s hasta que se alcanza la presión de sostenimiento de 10,000 psi.

En este punto se pierde el control de la velocidad (limitado por presión) y la máquina mantiene una presión constante de 10,000 psi durante los 3 segundos restantes. Al final de los 3 segundos, la presión cae rápidamente a 8000 psi y se mantiene así durante 5 segundos. En la Fig. 5 puede ver un gráfico de presiones vs. tiempo.

Aquí, la presión domina ambas etapas. La presión desciende desde la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi a una velocidad de 35 mm/s hasta que se alcanza la presión de sostenimiento de 10,000 psi. En este punto se pierde el control de la velocidad (limitado por presión) y la máquina mantiene una presión constante de 10,000 psi durante los 3 segundos restantes.

• Fabricante 5. El ajuste de velocidad es anulado por el ajuste de presión. La presión desciende desde la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi a una velocidad de 35 mm/s hasta que la presión para impulsar el husillo hacia adelante alcanza 10,000 psi. A 10,000 psi se pierde el control de la velocidad (limitado por presión) y la máquina mantiene una presión constante de 10,000 psi los 3 segundos restantes.

Al final de los 3 segundos, la presión sube a 8000 psi a una velocidad de 15 mm/s hasta que la presión alcanza 8000 psi y los mantiene durante los 5 segundos restantes. Nuevamente, este paso está limitado por la presión y dudo que haya algún control de velocidad mientras la presión de sostenimiento pasa de 10,000 psi a 8000 psi. En la Fig. 6 puede ver un gráfico de presiones vs. tiempo.

El ajuste de velocidad es anulado por el ajuste de presión. La presión desciende desde la presión de transferencia de 16,000 psi a 10,000 psi a una velocidad de 35 mm/s hasta que la presión para impulsar el husillo hacia adelante alcanza 10,000 psi. A 10,000 psi se pierde el control de la velocidad (limitado por presión) y la máquina mantiene una presión constante de 10,000 psi los 3 segundos restantes

• Fabricante 6. La presión es anulada por el ajuste de velocidad. En este caso, la presión baja desde la presión de transferencia de 16,000 psi y será conducida por el control de velocidad a cualquier presión que se requiera para lograr una velocidad de 35 mm/s durante 3 segundos.

La velocidad anula el ajuste de la presión y probablemente no será de 10,000 psi. Al final de los 3 segundos, la máquina pasará a una velocidad de 15 mm/s durante 5 segundos.

De nuevo, el control de la velocidad anula el ajuste de la presión. La Fig. 7 muestra varios disparos en estas condiciones (la presión específica en rojo y la presión de cavidad en verde; las escalas no son idénticas). Como puede ver, mis intentos de ganar consistencia en el proceso, después de horas de pruebas, no tuvieron éxito.

La velocidad anula las presiones establecidas. El gráfico muestra varios disparos en estas condiciones (presión específica en rojo y presión de cavidad en verde; las escalas no son idénticas). Los intentos de conseguir un proceso consistente, tras horas de pruebas, no tuvieron éxito.

¿Confundido? Yo también. Esto es mucho más complicado de lo que debería ser. Los procesadores ya tienen bastante para lidiar. Los fabricantes de máquinas se afanan en idear modos de procesamiento más sofisticados, pero rara vez los comprueban en la producción con un monitoreo de la presión en la cavidad.

Con los nuevos y más rápidos ordenadores disponibles, los programadores con buenas intenciones añaden nuevas características (la velocidad de empaque, por ejemplo) que dificultan la consistencia del producto.

En resumen: muchos fabricantes están haciendo el control de sus máquinas más complicados de lo necesario y menos fáciles de usar al añadir opciones de valor cuestionable. El control de la velocidad en el empaque sin un límite de presión o un corte de presión es un buen ejemplo. Para la evaluación de cualquier control de máquina con control de velocidad en la segunda etapa (empaque o retención), lo mejor es contar con sensores de presión de la cavidad.

Los datos de la presión en la cavidad son fundamentales para evaluar el rendimiento y la consistencia de la máquina. La Fig. 6 ofrece un ejemplo. Obsérvese que la máquina es bastante consistente (curvas rojas) mientras que la presión de la cavidad (curvas verdes) varía. Soporte las evaluaciones de rendimiento con datos, no con suposiciones o promesas.