Documentación en el moldeo por inyección: estadarice sus procesos

El moldeo por inyección es uno de los procesos más complejos en la manufactura. Nuestra industria tiene un problema común al ajustar un trabajo de moldeo para hacer partes "idénticas" en cada corrida, especialmente en diferentes máquinas.

Definir qué significa "idéntico" depende de la aplicación; pero cualquiera que sean los requisitos, el objetivo es hacer que las piezas se ejecuten de manera idéntica de una corrida a otra, año tras año, inclusive en diferentes máquinas. Cómo nosotros, una industria de 80 años, intentamos lograr estos ajustes es algo así como una Caja de Pandora.

No hay un acuerdo general sobre las mejores prácticas. Se necesita desesperadamente, ya que nos permitiría competir de manera más eficiente en los mercados mundiales. Su futuro en la industria del plástico puede depender de ello. ¿Donde comenzamos?

Principales componentes de una aplicación exitosa de plásticos

Hay cinco componentes para lograr una aplicación exitosa de plásticos: diseño de partes; selección / manejo de resinas; diseño de moldes / construcción; procesamiento; y pruebas. Cada uno tiene cientos de detalles y juntarlos requiere un grupo de personas entrenadas y talentosas. Una persona no puede hacerlo todo. Lo más probable es que su planta tenga personas con talento en dos a cuatro de estos componentes.

Aprovéchelos por su especialidad y busque talento confiable para aquellas áreas que no cubre o que pueden ser nuevas. También sugiero que promueva una reunión con todas las partes antes de cortar el acero. Pocos toman tiempo para esto, pero le ahorrará tiempo y dinero cuando encuentre un problema antes de que las virutas de metal vuelen en lugar de hacerlo después.

Además, siempre hay problemas de última hora que se tratan mejor cuando todas las partes están presentes. Esto ayudará a que el proceso se inicie en una base sólida. Luego, viene la documentación para continuar con la producción exitosa.

El enfoque aquí está en el procesamiento y cómo documentar un proceso que genera piezas “buenas” para que pueda reproducirse de una corrida a otra, incluso en diferentes máquinas.

La importancia de una buena documentación en el procesamiento de plásticos

La documentación del proceso generalmente se captura en lo que la mayoría llama “Hoja de ajuste de la máquina / molde”. Parece bastante simple, pero si visitó las aproximadamente 16,000 plantas de moldeo en los EE. UU., Terminará con 16,001 hojas de ajuste diferentes. Peor aún, hay una hoja de ajuste diferente para cada inyectora diferente en la que entra el molde. Y para colmo, a menudo ocurre que el proceso cambia en la misma máquina a medida que cambia el turno.

Nuestro procesador experimentado, el “Señor Enojón”, argumentará que su proceso es mejor que el que está escrito actualmente en la hoja de ajuste. Los procesadores ‘ajustan’ el proceso a su gusto. Ese es el estado de nuestra industria. Aquí es donde el Moldeo Científico se desvía de la multitud: solo usa una hoja de ajuste por molde, no una hoja de ajuste por inyectora. Documente los parámetros del material plástico (no de la máquina) y utilícelos en cada inyectora aceptable a la que vaya el molde. ¿Tentado a decir que no se puede hacer?

En una historia reciente, el proceso se desarrolló inicialmente para un molde de colada caliente de 32 cavidades basado únicamente en parámetros de plástico. Funcionó durante seis años y luego el molde se envió a una planta diferente en otro lugar. Eso significaba una inyectora y un procesador diferentes.

La hoja de ajuste se solicitó y se envió por correo electrónico al procesador. Ajustó el proceso a esos parámetros plásticos documentados. Su respuesta fue "Seis años y sin variaciones". Entonces, ¿cuál es el truco?

Método científico y el moldeo por inyección: una combinación ganadora

No hay truco ... utiliza un método científico con máquinas ajustadas correctamente. La hoja de ajuste para el molde proporciona volúmenes reales, presiones, temperaturas, etc. Los mismos parámetros del plástico se logran no solo en la prensa, sino también en el enfriamiento del molde. Esto demuestra que si documenta correctamente los parámetros del proceso de la máquina, el molde y la resina, se producen buenas piezas, disparo a disparo, de una corrida a otra, en una u otra máquina.

El punto es que si queremos hacer piezas “idénticas” necesitamos asegurarnos de que estos parámetros de procesamiento sean controlados y medidos para que sean iguales dentro de una tolerancia razonable. Eso obliga a que cuando un procesador ajusta un proceso, él o ella ingresa los puntos de ajuste del proceso que proporcionan las mismas condiciones de procesamiento (parámetros) documentadas.

Los números ingresados ​​en la máquina pueden ser diferentes, por ejemplo, las presiones hidráulicas varían de una máquina a otra, pero las presiones del plástico  especificadas son las mismas. ¿Qué variables de proceso duplicamos? Esa lista es demasiado larga para este artículo, pero aquí hay seis que se deben duplicar. Sugiero que una vez en cada turno, haga que alguien vea cada máquina en funcionamiento, documente cada una de estas condiciones de operación para asegurar la reproducción de las piezas en los diferentes turnos.

Variables del proceso a duplicar para un moldeo exitoso

1. Tiempo de llenado, dentro de un rango de ± 0.04 seg, para la mayoría de los trabajos. Esto no significa que el procesador ingrese la misma velocidad de inyección en mm / seg o pulgadas / seg en el control. Incluso si está utilizando centímetros cúbicos (volumen), el número ingresado puede variar ya que la máquina, hidráulica o eléctrica, puede no dar el mismo resultado de una corrida a otra. Una máquina está compuesta de elementos mecánicos y eléctricos, y estos se desgastan (tome la válvula de no retorno solo como un ejemplo). El valor para la velocidad de inyección puede variar para proporcionar la tasa de llenado documentada en la primera etapa de un peso, tamaño y tiempo de llenado determinados.
2. Presión sobre el material en la transferencia; puede o no ser un pico de presión durante la inyección. Debe ser la misma presión entre diferentes corridas y máquinas. Esto requiere el uso del mismo tipo y tamaño de boquilla. La boquilla se convierte en parte del molde desde un punto de vista de pérdida de presión.
3. Colchón: este no tiene que ser el mismo de una inyectora a otra, pero debe ser consistente en cada inyección. Yo establezco menos de aproximadamente 1 mm de variación. Aquí me refiero al colchón como la posición del husillo al final de la segunda etapa de inyección (sostenimiento). Esta no es la posición mínima del husillo. Existen dos definiciones de colchón, según la marca de máquina que esté utilizando.
4. Tiempo de recuperación o de plastificación con idéntica contrapresión en el material. No es un valor definido de rpm, sino el mismo tiempo de plastificación, que se logra ajustando las rpm para replicar ese tiempo. Replicar la velocidad tangencial de giro del husillo es más lógico, pero se obtienen mejores resultados al definir el mismo tiempo de plastificación para tener las mismas temperaturas de fusión.
5. Tiempo de ciclo, definir el mismo tiempo de empaque y de enfriamiento.
6. Imagen de temperatura infrarroja en toda la pieza, medida tan pronto como sea posible antes o después del botado.

¿Hay otros parámetros que son importantes? Claro que sí, como la temperatura de fusión, pero interrumpir un ciclo de producción para medir esa temperatura es una molestia y mantener el ciclo es importante para la consistencia. También hay parámetros de enfriamiento y aún otros, pero esos tendrán que esperar para otro artículo. Los seis parámetros anteriores son un buen comienzo, pero recuerde: son resultados de proceso, no ajustes de la máquina.

Conclusión: Repetir los volúmenes, tiempos, temperaturas y presiones actuales con máquinas que sean capaces y estén calibradas. Esto puede sonar complicado, pero es más simple que pelear contra Murphy en cualquier otra corrida o trabajar con la idea de que moldear es más arte que ciencia.

Acerca del autor

John ​​​​B​ozzelli

Es el fundador de Injection Molding Solutions (Moldeo Científico) en Midland, Michigan, un proveedor de servicios de capacitación y consultoría para moldeadores por inyección, incluyendo LIMS, y otras especialidades. Póngase en contacto con  el autor en john@scientificmolding.com o scientificmolding.com