¿Qué es el molde apilado?
Un molde apilado consta básicamente de dos o más moldes apilados verticalmente y montados en una máquina de inyección. Suena sencillo, pero cualquiera que haya construido uno conoce los dolores de cabeza que implica.
Nuestro taller asumió nuestro primer proyecto de moldes apilados en 2019. El cliente fabricaba contenedores de alimentos y necesitaba alrededor de 80 millones de piezas por año. No se utilizaban dos máquinas-el espacio era reducido. Construir una herramienta masiva de un solo nivel- significó pasar a una prensa de 2000T, mucho más allá de su actual prensa haitiana de 1250T. La solución fue una pila de dos-niveles, 32+32 cavidades. La fuerza de sujeción real solo aumentó unas 100 toneladas en comparación con una herramienta de 32 cavidades de un solo nivel-, pero la producción se duplicó. Las matemáticas tenían sentido para todos.
La sincronización lo es todo
El punto de falla número uno en los moldes apilados es el mecanismo de apertura. Ambas líneas de separación deben abrirse y cerrarse exactamente al mismo ritmo. Incluso un pequeño desajuste-estamos hablando de fracciones de milímetro-puede arrastrar piezas, dañar las boquillas del canal caliente o algo peor.
La mayoría de los constructores utilizan piñón y cremallera. Una gran caja de cambios se encuentra en el centro, con bastidores que van hacia la placa móvil y la sección central. Parece bastante simple, pero las tolerancias de mecanizado de engranajes, la alineación de cremalleras y la compensación de desgaste a largo plazo-son importantes. Tome atajos aquí y los problemas aparecerán rápidamente.
Aprendimos esto de la manera más difícil. Una herramienta ejecutó alrededor de 500 000 ciclos antes de que el cliente informara sobre fallas en las piezas. Lo abrí y descubrí que los bastidores se habían desgastado aproximadamente 0,15 mm, lo que alteraba la sincronización. La placa central se movía ligeramente al sujetar-. Cambiamos el material de la rejilla de 40Cr a 20CrMnTi carburizado, con una dureza superficial superior a HRC58. Eso lo solucionó para siempre.
Algunos clientes preguntan sobre cilindros hidráulicos para sincronización. Técnicamente es posible, pero los cambios en la temperatura del aceite afectan los caudales y la precisión se ve afectada durante los ciclos rápidos. A menos que la herramienta sea demasiado grande para una caja de cambios, quédese con la mecánica.
Hot Runner se complica
Los moldes de un solo nivel-tienen recorridos de flujo cortos-tal vez de 200 a 300 mm desde la boquilla de la máquina hasta la compuerta. Los moldes apilados duplican esa cantidad o más porque la masa fundida tiene que recorrer toda la sección central. Los caminos más largos significan una mayor caída de presión, un control de temperatura más estricto y un equilibrio más difícil entre niveles.
Nuestra práctica estándar ahora es ejecutar todo el sistema de canales a través de Moldflow antes de cortar acero. Las métricas clave son la diferencia en el tiempo de llenado y la distribución de la presión de empaque entre niveles. Una variación inferior al 3% es buena. Más del 5 % significa reelaboración de los diámetros de los canales o las especificaciones de las boquillas.
Un detalle que se pasa por alto es la guía del casquillo del bebedero. La boquilla principal se mueve con la sección central durante la apertura del molde. Si la holgura del casquillo es demasiado floja, miles de ciclos cambiarán la posición de la boquilla y las superficies de sellado comenzarán a tener fugas. Realizamos ajustes H7/g6 en casquillos guía con pasadores antirotación.
Los canales fríos no funcionan aquí. Cada toma genera desperdicio en ambos niveles, los volúmenes se acumulan y las balas frías alteran la consistencia del relleno. Los moldes apilados necesitan canales calientes. Ese costo es inevitable.
Apoyando a la Sección Central
Cuando se abre el molde, la placa central cuelga en el aire.- Los pasadores guía por sí solos no pueden sostenerlo.-Las placas pesan como mínimo varios cientos de kilos, a veces más de una tonelada. Sin el soporte adecuado, la placa se hunde, los pasadores guía se desgastan rápidamente y el ajuste de la línea de separación falla.
El método probado utiliza cuatro bloques guía que se montan sobre las barras de unión de la máquina y se mueven junto con la sección central. Los bloques tienen rodillos o casquillos de bronce debajo para reducir la fricción. Algunas tiendas utilizan soportes con resorte-que sobresalen a una cierta distancia de apertura, pero la confiabilidad es cuestionable. Fatiga de los resortes con el tiempo. Dejamos de usar ese diseño hace años.
Donde tienen sentido los moldes apilados
No todas las partes justifican una herramienta de pila. Según lo que hemos visto a lo largo de los años, los buenos candidatos son las piezas planas, la extracción superficial, los volúmenes anuales elevados y los ciclos cortos. Piense en tapas de envases, bandejas de comida desechables, tapas de cosméticos. Las paredes delgadas se enfrían rápidamente, los ciclos caen por debajo de los diez segundos y el aumento de producción generado por el apilamiento realmente vale la pena.
Las partes profundas, los tirones largos del núcleo o las acciones laterales complejas no encajan bien. El grosor de la sección central es limitado-hay un límite de cosas que puedes guardar allí. Y si los volúmenes no son lo suficientemente altos, la prima de precio sobre una herramienta estándar tarda demasiado en recuperarse.
Una cosa más que vale la pena comprobar antes de cotizar: la luz del día de la máquina. Una pila de dos-niveles necesita aproximadamente el doble del trazo de apertura de una herramienta de un solo-nivel, tres-nivel necesita el triple. Confirme que la prensa del cliente pueda manejarlo. Construir una herramienta que no se adapta a la máquina es un error costoso.
El mantenimiento es mayor
No hay forma de evitarlo. Más complejidad significa más mantenimiento. Los engranajes de sincronización necesitan inspección y engrase periódicamente. Las bandas calentadoras de canal caliente y los termopares fallan con más frecuencia porque el cableado es más largo y tiene más conexiones. Los soportes de la sección central necesitan ajustes periódicos del espacio.
Les decimos a los clientes que programen inspecciones completas cada 200 000 a 300 000 ciclos. Esperar hasta que algo se rompa cuesta más en tiempo de inactividad que el mantenimiento preventivo.
En pocas palabras: los moldes apilados intercambian una mayor complejidad de herramientas por una mayor producción. Para los clientes con demandas de grandes volúmenes, geometría de piezas simple y apetito limitado por las máquinas sumadoras, este enfoque merece una seria consideración. Las claves son una sólida ingeniería inicial-sincronización, canales calientes y sistemas de soporte, todo bien hecho.
Notas técnicas compiladas por el equipo de ingeniería de ABIS MOLD, basándose en la experiencia en proyectos de desarrollo de moldes multi-cavidades y moldes de canal caliente. Para una discusión detallada sobre herramientas de moldeo por inyección de alto-volumen o soluciones de moldes de plástico personalizados, nuestros ingenieros están disponibles para hablar sobre detalles específicos.