Cómo reducir a la mitad el tiempo de desarrollo en sus moldes de inyección

Por: Felipe Henao

Es un hecho que los productos plásticos representan gran parte de los objetos que utilizamos y vemos diariamente, y aproximadamente un 80% de esos objetos plásticos son producidos por el método de moldeo por inyección. Durante el proceso de moldeo por inyección, se deben considerar múltiples variables como el tiempo, la presión, la materia prima y las herramientas. El objetivo comúnmente es lograr la mayor calidad posible al menor costo y tiempo de producción, especialmente en un mercado donde se manejan altos volúmenes de producción y cada centavo ahorrado por pieza cuenta. Por esta razón, es crucial lograr una optimización de cada etapa del proceso, desde el diseño del molde hasta la selección del material, con el fin de obtener una pieza final de alta calidad y rentabilidad.

El diseño del molde es una de las cuestiones más críticas en el proceso de fabricación de piezas de plástico. El costo de un molde puede variar significativamente, desde decenas de miles hasta cientos de miles de dólares, y cualquier error en su diseño puede generar costosos reprocesos y retrasos significativos en la producción. A menudo nos enfocamos en tareas repetitivas y tediosas, como el modelado 3D de los moldes, y descuidamos la esencia: diseñar correctamente los moldes. Para lograr un buen diseño de moldes es necesario predecir el comportamiento de las piezas bajo condiciones reales. Pero ¿cómo se puede verificar el molde de inyección antes de fabricarlo? La respuesta es a través de un software de simulación de inyección de plásticos, que como SOLIDWORKS Plastics, facilita la predicción del proceso de inyección. Al utilizar este tipo de software, se pueden identificar y resolver problemas potenciales antes de la producción, lo que permite ahorrar tiempo y dinero y garantizar la calidad de la pieza final.

El peligro de los costos ocultos

Dado lo crítico que es el diseño de los moldes, las empresas suelen invertir tiempo y dinero en costosos reprocesos y correcciones de moldes de inyección, considerándolo una parte normal del proceso de puesta en marcha. Sin embargo, los productos de simulación de inyección de plásticos, como SOLIDWORKS Plastics, pueden utilizarse para optimizar aspectos como el espesor de las paredes de la pieza, la ubicación de la compuerta, y el tamaño y la distribución del sistema de alimentación, asegurando que el molde funcione correctamente desde el primer momento, y reduciendo o eliminando la necesidad de reajustes. De esta manera, se pueden reducir significativamente tanto el tiempo como los costos de producción, lo que permite a las empresas lanzar sus productos al mercado de manera más rápida y eficiente, obteniendo así una ventaja competitiva.

Los desechos y defectos de manufactura

Una razón para no adquirir un software de simulación de inyección de plásticos podría ser que las simulaciones se harían muy esporádicamente, por lo cual, sería mejor tercerizar o simplemente seguir costeando los retrabajos habituales en moldes. SOLIDWORKS Plastics, por ejemplo, es bastante flexible en su modelo de licenciamiento, por lo cual las empresas pueden optar por adquirirlo a perpetuidad o rentarlo por periodos tan cortos como 3 meses. La renta de los software puede ser una alternativa interesante en lugar de tercerizar la simulación de procesos de inyección. De esta manera, los diseñadores de moldes tienen control sobre las variables y la simulación, y pueden aprovechar la experiencia de los usuarios para una validación más precisa del proceso.

¿Vale la pena adquirir un software de simulación de plásticos?

¿Son costosos los software de simulación de plásticos?

Antes que nada, debemos preguntarnos ¿qué es costoso? Todo depende del contexto, y en el caso de los moldes de inyección cabe recordar que estos pueden sobrepasar los cientos de miles de dólares cada uno. Tomando como ejemplo SOLIDWORKS Plastics, donde su costo en renta anual puede oscilar entre los $2.800 USD y los $11.800 USD, es fácil validar que el retorno de la inversión de esta herramienta puede lograrse simplemente con evitar los retrabajos, correcciones o rediseños de un solo molde.

¿Qué ofrecen los software de simulación de plástico?

Como bien se ha mencionado varias veces, el objetivo de estos programas es simular las condiciones de inyección en la fase productiva. Para el caso de SOLIDWORKS Plastics, encontramos funcionalidades como:

Cálculo de los tiempos de ciclos
Predicción del llenado y detección de disparos cortos
Predicción de las líneas de soldadura y marcas de hundimiento
Cálculo de encogimiento
Estimación del enfriamiento con o sin insertos en el molde
Identificación de líneas de enfriamiento
…entre muchas otras más

Cabe mencionar que SOLIDWORKS Plastics cuenta con una base de datos con más de 4000 polímeros, y que a su vez está en constante aumento y actualización gracias a los trabajos directos con los principales proveedores de material en el mundo.

Es importante destacar también las capacidades de análisis y simulación de la 3DEXPERIENCE en cuanto a la inyección de plásticos. La 3DEXPERIENCE es una plataforma de colaboración, diseño y simulación en la nube desarrollada por Dassault Systèmes, fabricante de SOLIDWORKS, y es ampliamente utilizada por empresas de todos los sectores a nivel mundial. Para obtener más información sobre esta plataforma,recomendamos nuestro artículo anterior sobre la 3DEXPERIENCE . Con la 3DEXPERIENCE, los software de simulación dejan de ser una herramienta aislada y desconectada del equipo de trabajo y de la empresa en general, ya que pasa a formar parte de los sistemas de gestión de la información (PDM y PLM). Esto facilita la compartición de los resultados de simulación y, además, se aprovechan las capacidades de la nube para realizar simulaciones (se pueden utilizar y gestionar la potencia de simulación en la nube en adición a la potencia de simulación del equipo de cómputo).

Cómo Ambix logró reducir su tiempo de desarrollo a la mitad

Ambix Consulting, LLC es una empresa con experiencia en ingeniería de plásticos, ciencias de materiales y diseño industrial que ofrece soluciones completas a una variedad de clientes. La empresa se especializa en moldeado por inyección de precisión y productos plásticos resistentes, y trabaja en colaboración con Ambix Manufacturing, Inc. para ofrecer servicios de fabricación por contrato. Ambix Consulting, LLC ofrece una gama de servicios, que incluyen investigación y desarrollo de productos, diseño industrial, creación de prototipos y pruebas funcionales, análisis de fallos, diseño de herramientas y selección de materiales. Además, la empresa ofrece servicios de fabricación por contrato a través de su compañía afiliada Ambix Manufacturing, Inc.

Ambix Consulting decidió invertir en una solución de simulación de llenado de moldes por inyección para acelerar el desarrollo de moldes complejos cuando la demanda de la experiencia de Ambix en plásticos y fabricación de moldes aumentó. Según Jeffrey D. Nicoll (presidente, fundador y propietario), “el enfoque histórico del modelado por inyección consiste en seguir creando prototipos de moldes y producir muestras hasta que se consiga un molde aceptable”.

Ambix eligió SOLIDWORKS Plastics Professional después de evaluar varias soluciones de análisis de llenado de moldes. La empresa seleccionó este software porque ofrece capacidades de simulación de llenado de moldes por inyección potentes y fáciles de usar, así como una integración completa con el software SOLIDWORKS CAD. Nicoll afirma que la integración del software de llenado de moldes en su entorno de diseño de SOLIDWORKS ha sido muy beneficiosa. Además, destaca que la solución integrada evita problemas de importación y exportación, lo que resulta en una mayor eficiencia y productividad en el proceso de diseño.

Según Nicoll, desde que implementaron SOLIDWORKS Plastics Professional, han reducido el tiempo de desarrollo de moldes y han aumentado el rendimiento de fabricación de moldeo por inyección. Ahora son capaces de producir más de 10 millones de componentes al año en comparación con solo unos miles de piezas antes de la implementación. Nicoll atribuye este éxito tanto a sus empleados especializados como al entorno integrado de análisis y diseño de moldes que refleja el enfoque de desarrollo de productos de Ambix. Entre los beneficios que se han logrado con SOLIDWORKS Plastics, se incluyen:

Reducción del tiempo de desarrollo a la mitad
Tasa de éxito del 95% en la fabricación de moldes a la primera
Aumento significativo en la productividad anual de moldeado. De unos miles de piezas hasta los 10 millones de piezas
Estrecha correlación entre la simulación y la producción.

“En lugar de descubrir más tarde los errores relacionados con haber calculado mal el ángulo de salida, no haber tenido en cuenta la contracción, no haber identificado las bolsas de aire, haber dispuesto líneas de cosido en zonas críticas, o haber creado tensiones al colocar las salidas en las ubicaciones incorrectas, podemos usar SOLIDWORKS Plastics Professional para resolver estos tipos de problemas antes de cortar un molde”, explica Nicoll.

“Nuestro porcentaje de éxito es tan alto porque hemos validado una estrecha correlación entre los resultados que obtenemos en SOLIDWORKS Plastics Professional y la producción real. Para ello, utilizamos herramientas de análisis fotoelástico y microscópico para confirmar los resultados de la simulación del software”, añade Nicoll.

Nuestro objetivo es ayudarte a alcanzar resultados como los de Ambix o incluso mejores. Si estás interesado en implementar el portafolio SOLIDWORKS en tu empresa para diseño CAD, gestión de datos, simulación u otras necesidades, no dudes en consultarnos. Estamos a tu disposición para ayudarte en lo que necesites. Puedes separar tu asesoría gratuita en este link. https://www.iac.com.co/productos/solidworks/