Muy al estilo de los programas televisivos como lo es “¿Cómo se fabrica?” donde nos muestran la fabricación de productos tan cotidianos, te pregunto: ¿Cuántos productos de plástico estas utilizando en este momento? basta con voltear a ver tu escritorio para percatarte que tu laptop, el ratón, la protección de tu celular, la tapadera de la pluma, el cilindro de agua que utilizas, etc. son productos o componentes fabricados en inyección de plástico. Pero las aplicaciones se extienden a un gran numero de mercados que va desde el de consumo, medico, automotriz, aeroespacial, etc.

Estos productos pasaron por todo un proceso de validación antes de ser fabricados. Desde el diseño de la pieza, el diseño del molde, se fabricó un molde para ese componente en particular, se fabricó la pieza y se lanzó para su ensamble o uso final.

Para cada una de estas etapas, SOLIDWORKS Plastics provee una serie de herramientas que sirven en la validación de piezas plásticas producidas con moldeo por inyección, al igual que en la validación del molde.

Ya sea que estés involucrado en el ciclo productivo de la industria de la inyección de plásticos, seas diseñador de piezas para este proceso o diseñador de moldes la siguiente información sobre los alcances del software será de interés para ti.

SOLIDWORKS PLASTICS

Este software se encuentra dentro del portafolio de productos de simulación de SOLIDWORKS, y está disponible en tres niveles de licenciamiento: Standard, Professional y Premium, totalmente integradas en la interfaz de SOLIDWORKS. Cada una cuenta con distintos tipos de herramientas que permiten a usuarios avanzados y principiantes analizar el comportamiento de sus diseños cuando son fabricados con inyección por moldeo.

Así mismo les permite acceder a una base de datos de más de 4000 tipos de termoplásticos conocidos dentro de esta industria. 

A continuación se hablará sobre cada una éstas licencias:

SOLIDWORKS Plastics Standard

Cuenta con excelentes herramientas que ayudan a los diseñadores de piezas a predecir posibles problemas como “tiros cortos”, líneas de soldadura, bolsas de aire, siendo estas las primeras tareas que un diseñador efectúa. A continuación, listaremos una serie de herramientas incluidas en este nivel de licenciamiento.

Mallado 

Como todo análisis de elemento finito, el mallado es de suma importancia a la hora de ejecutar el análisis, con esta herramienta serás capaz de manipular y crear distintas configuraciones de malla o bien de manera automática, para lograr resultados de flujo más precisos.

Llenado y tiros cortos

Un problema bastante común que ocurre cuando el plástico fundido se enfría antes de que la cavidad sea llenada completamente, o el volumen de disparo no fue calculado correctamente. Con esta herramienta es posible detectar estos tiros cortos, repararlos, modificar los parámetros de llenado y hacer los cambios de diseño que satisfagan un correcto llenado de la pieza sin salir de tus estándares de diseño. Y consultar los informes con los tiempos de llenado.

Líneas de soldadura

Las líneas de soldadura ocurren en la pieza cuando se tienen 2 o más entradas de inyección y dentro del molde el flujo de plástico en algún punto se une. Estas líneas de soldadura son algo no deseable para la estética y desempeño de la pieza, pero son inevitables, así que con esta herramienta realiza en base a la geometría de la pieza y ubicación de las entradas, es posible reubicar esta línea y reducir el impacto estructural y estético.

Marcas de Sumidero (Análisis)

Las marcas de sumidero son “hundimientos” que resultan de una contracción durante el enfriamiento de la pieza. Con SOLIDWORKS Plastics Standard es posible ver la distribución y algunos valores aproximados de estas marcas y tomar decisiones de diseño que corrijan este problema antes de la fabricación.  

Bolsas de aire (Air traps)

Durante el proceso de inyección el plástico desplaza al aire contenido dentro del molde, cuando este no es evacuado, se ocasionan “bolsas” de aire, que generan desperfectos evidentes como burbujas o quemaduras. Con  SOLIDWORKS Plastics Standard, puedes ver e identificar donde son generadas y modificar el diseño para mover las bolsas de aire donde se pueda evacuar fácilmente con mecanizado de ranuras en el molde.

Entradas de Inyección múltiples

Inserta múltiples entradas de inyección para el llenado de la pieza, considerando la apariencia de la pieza, el tipo de molde, los parámetros de presión y las líneas de partición.

Asesor de espesor

La principal regla de diseño para las piezas de plástico moldeadas por inyección es el mantenimiento de un espesor de pared uniforme. El espesor uniforme de pared lleva a patrones de llenado, distribuciones de presión, tiempos de enfriamiento, tensión de cortadura y encogimiento volumétrico. Las piezas con espesores uniformes de pared tienen ciclos de tiempo optimizados y es menos probable que se deforme fuera de forma.

Resumen. SOLIDWORKS Plastics Standard es ideal para los diseñadores de piezas plásticas, que buscan analizar el comportamiento de sus diseños en la fase de llenado en la inyección.

SOLIDWORKS Plastics Profesional

Una segunda etapa de todo el proceso de fabricación de piezas plásticas es la validación del molde y su fabricación. La fabricación de moldes tiene un alto costo de manufactura sobre todo si la pieza a ser fabricada es complicada en su geometría. SOLIDWORKS Plastics Professional ayuda a diseñadores y fabricantes de moldes a optimizar sus diseños con herramientas como: sobremoldeo, co-inyección, multicavidad y equilibrio de colada.

Insertos y Sobremoldeo (Overmolding)

El sobremoldeo es el proceso donde el plástico es moldeado sobre un componente de plástico o metal, previamente insertado en el molde. Tiene un abanico de aplicaciones muy amplio que va desde componentes electrónicos, hasta médicos. Con esta herramienta es posible simular el llenado del molde con estos insertos en el molde.

Co-Inyección, Gas-Assisted

Este tipo de inyección se da cuando se tienen dos polímeros que se inyectan secuencialmente en la cavidad. Como un subconjunto de la co-inyección el moldeo por inyección con asistencia por gas, crea piezas huecas que de otro modo serian gruesas por naturaleza, lo que implicaría un inconveniente no solo por el consumo de material sino por el tiempo de refrigeración y contracción. Ambos procesos son posible analizarlos con SOLIDWORKS Plastics Professional.

Multicavidad

Esta herramienta esta orientada al diseño de moldes multicavidad, los cuales están destinados a producir mayor cantidad de piezas por ciclo de inyección. Con multicavidad serás capaz de hacer diferentes arreglos o configuraciones de posición de cavidades así como ubicación de las entradas para lograr un mejor balance de flujo para un llenado uniforme.

Asesor de Balanceo

Asesor de balance (Running Balancing) es usado para ajustar automaticamente los diametros de las entradas y balancear los flujos entre las cavidades

Entradas de válvula (Valve Gates)

Las entradas de válvula se suelen utilizar en piezas largas con varias ubicaciones de entrada, por ejemplo, en piezas automotrices; permiten bloquear el flujo de resina hacia las cavidades del molde en momentos concretos de forma mecánica, creando así menos líneas de soldadura.

Análisis de Fibra

Algunos plásticos contienen fibra para mejorar su rendimiento, el porcentaje de fibra viene dado por las propiedades del termoplástico y afecta a propiedades como la viscosidad. Durante el llenado de la cavidad, estas fibras se orientan a lo largo de las direcciones del flujo, con SOLIDWORKS Plastics Professional, es posible ver la orientación de estas fibras y tomar mejores decisiones de diseño o de moldeo.

Resumen. Las capacidades de SOLIDWORKS Plastics Professional, cubren desde la fase de llenado hasta el enfriamiento (compactación) de la pieza. Y al igual que diseñadores de piezas los fabricantes de molde disponen de estas herramientas para simular el proceso de moldeo.

SOLIDWORKS Plastics Premium

Una fase mas avanzada dentro de la inyección por moldeo es la de validar el comportamiento de la pieza en la fase de enfriamiento, este fenómeno es inherente en los termoplásticos y un problema de ingeniería que si se valida en la fase de diseño puede prevenir una gran cantidad de costos ocultos en el molde.

Esta licencia ofrece herramientas especificas para representar el molde de manera más precisa, como los canales de refrigeración, comprender el fenómeno de la contracción simularlo y diseñar tus piezas y el molde en torno a este detalle.

Refrigeración Avanzada

Con esta herramienta el diseñador es capaz de diseñar y ubicar  los canales de enfriamiento del molde, para analizar y ver el comportamiento del enfriamiento de la pieza, tanto en un molde virtual o un molde existente en el ensamble.

Pandeo

Este fenómeno como ya comentamos causado por el enfriamiento (también conocido como alabeo) implica varios factores que influyen en como la pieza se va a pandear, se puede hacer un análisis completo de pandeo incluyendo parámetros de enfriamiento, molde virtual, insertos, entradas de inyección, mallado; ver las variaciones de temperatura mientras la pieza se enfría y analizar los resultados de pandeo para tomar mejores decisiones de diseño. Normalmente un análisis de pandeo es el último que se realiza.

Tiempo de Ciclo

El tiempo de ciclo es el tiempo total en el que un ciclo completo realiza todas las fases de inyección, es decir, la suma del tiempo de llenado, de compactación, tiempo de refrigeración de la pieza cuando se deja de aplicar presión, y el tiempo de apertura del molde donde la pieza es expulsada.

Resumen. SOLIDWORKS Plastics Premium es la solución mas completa de SOLIDWORKS para la simulacion de procesos de inyección de plasticos, proporcionando herramientas que ayudan a los ingenieros a diseñar la pieza, la validación de la misma, el diseño del molde y la validación del proceso completo.

¿Cuál licencia necesito?

Hemos visto de manera amplia solo las capacidades más esenciales y representativas que diferencian a SOLIDWORKS Plastics Standard, Professional y Premium, con la finalidad de no extender más allá este blog.

Para definir cual licencia es adecuada, es necesario analizar, en qué fase del proceso de diseño te encuentras, y que capacidades quieres lograr. Pues bien, si como ingeniero de diseño de piezas plásticas con SOLIDWORKS Standard puedes validar la primera fase del proceso de inyección que es el llenado en el molde, pero, aunque hasta ahí llegue tu trabajo y el molde como tal lo diseña y fabrica un tercero, puede que la necesidad vaya mas allá considerando analizar el pandeo al momento de enfriarse tu pieza, entonces entramos a las capacidades de SOLIDWORKS Premium.

Resumiendo esto, el nivel de licenciamiento tendrá que definirse en base a los alcances que quieras lograr. Conociendo las herramientas de SOLIDWORKS Plastics te ayudará a definir de mejor manera cual es la licencia ideal para tu departamento.