Tiempo de lectura 60 min. 20 PUNTOS para tener en cuenta a la hora de seleccionar una máquina inyectora

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1 PAGINA 1 / 16 Tiempo de lectura 60 min. 20 PUNTOS para tener en cuenta a la hora de seleccionar una máquina inyectora Un recuento de las especificaciones técnicas y de precio que deben tenerse en cuenta al adquirir una máquina de moldeo por inyección y una explicación de lo que cada una significa para el proceso y la pieza a fabricar. La máquina inyectora juega un papel clave en la rentabilidad de la empresa, y su selección debe hacerse con cuidado y a conciencia, teniendo como objetivo una mejora en competitividad. Esto sólo se logra comprando el equipo que permita garantizar la calidad requerida y además producir cada pieza con el menor costo posible. Para escoger la máquina más adecuada se debe saber lo siguiente: - Qué se quiere fabricar - En qué materiales se va a fabricar - Qué precisión se requiere - Qué cantidad mensual se va a producir - De qué tamaño son los moldes - Con cuánto presupuesto se cuenta. Lo anterior determina los siguientes parámetros: - Fuerza de cierre - Gramaje de inyección - Presión de inyección - Velocidad de inyección - Capacidad de plastificación - Distancia entre barras - Carrera de apertura - Tamaño mínimo y máximo del molde. Para empezar el proceso de selección, conviene tener en cuenta quién es el proveedor, qué servicio posventa ofrece y que experiencia tienen quienes le han comprado. Es bueno considerar además qué máquinas existen ya en la planta, pues los operadores se podrán familiarizar más fácilmente al nuevo equipo, y se podrán adquirir repuestos comunes, lo cual representa un aumento en confiabilidad y una reducción en los costos de mantenimiento. En la medida de lo posible, se deben buscar máquinas que estén fabricadas con elementos hidráulicos y electrónicos genéricos; de esta forma no se está sujeto a las condiciones del proveedor, y los repuestos son más baratos. La marca y modelo de los elementos dan una idea de lo que se puede esperar de una inyectora. Por ejemplo, un equipo con una válvula proporcional electrónica de lazo cerrado para presión y otra para velocidad, garantiza mayor precisión, mayor velocidad y menor consumo de energía que el de una máquina con una sola proporcional para ambas funciones, a pesar de que el costo inicial sea superior.

2 1. Precio del equipo PAGINA 2 / 16 Conviene tener en cuenta que al asignar los costos fijos por pieza, generalmente el costo de amortización de la inyectora no alcanza el 50% de los costos fijos totales asignados por artículo. Para alcanzar un punto óptimo es necesario balancear la velocidad y precisión del equipo con su costo por pieza, lo cual depende de la aplicación a la que se destina. La idea general es que el ciclo debe estar limitado por las condiciones de operación o del artículo, y no por características de la máquina. Por ejemplo, los artículos de pared gruesa limitan considerablemente la velocidad de inyección y requieren altos tiempos de enfriamiento, por lo que la velocidad de la inyectora no tiene gran incidencia en el tiempo de ciclo. En contraste, los artículos de pared delgada requieren de altas velocidades de proceso, y aquí la velocidad y precisión de la inyectora juegan un papel esencial. En estos casos las inyectoras lentas y baratas producen artículos más costosos. Por otro lado, cuando se quiere producir artículos de alta consistencia dimensional, típicamente artículos para ensambles de precisión, se requieren equipos con controles de altamente precisos. También es bueno tener en cuenta que en la actualidad, con la rápida evolución de la tecnología, los equipos se deben depreciar a tres años, ya que cada 4 ó 5 años hay variaciones importantes en la tecnología que dificultan la consecución de repuestos, o vuelven parcial o totalmente obsoletos los equipos existentes. Además, la volatilidad de los mercados y la globalización obligan a tener tiempos de amortización cortos. Un claro ejemplo de lo cambiante de la tecnología se tiene en los computadores personales, que al poco tiempo después de comprados ya no tiene repuestos o no pueden emplear el sistema operacional vigente. Los controles de las inyectoras funcionan basados en procesadores similares o iguales a las computadoras personales. A continuación se presentan algunas especificaciones técnicas importantes a tener en cuenta al momento de seleccionar una inyectora. Al calcular el gramaje a inyectar es bueno tener en cuenta: - Tiempo de residencia de la resina en la inyectora, especialmente si ésta es termosensible, como el PVC o el PET, ya que si permanece mucho tiempo en el tornillo puede degradarse. - Homogeneización del material; cuando se alcanza el límite de la capacidad de inyección, hay una gran diferencia de tiempo entre el material que entra al principio y el que entra al final, lo cual puede generar problemas como falta de homogeneidad o degradación de una parte de la resina, entre otros. - Si la pieza tiene menos del 20% del gramaje de la máquina se pierde capacidad de control, ya que un pequeño desplazamiento puede causar una gran variación en la pieza.

3 PAGINA 3 / 16 También es necesario tener en cuenta que la capacidad másica de la inyectora, que normalmente viene dada en referencia al poliestireno, varía según la resina a inyectar, ya que cada una tiene un peso específico diferente (que además varía en función de la temperatura). La tabla 1 indica cuál es la capacidad en gr. de una máquina para 100 gr. de poliestireno cuando se procesan otras resinas. 2. Presión de inyección La presión es la resistencia a fluir, y mientras más resistencia se ofrezca al flujo (paredes y canales más delgados) mayor será la presión requerida. Además, la presión aumenta proporcionalmente con la velocidad. La presión de inyección está determinada por: - El espesor de pared de la pieza a inyectar - La relación entre la trayectoria de flujo y el espesor de pared - La resina - El tipo de colada - El área del punto de inyección - La temperatura de trabajo de la inyectora - El tipo de material a procesar - La precisión requerida: a mayor precisión, mayor presión. La presión también está relacionada con el diámetro del tornillo: si se inyectan artículos de pared gruesa, lo ideal es tener un tornillo de mayor diámetro, porque se requieren altos gramajes y presiones bajas; para artículos de pared delgada es más indicado un tornillo de menor diámetro, porque se requieren gramajes bajos; lo importante aquí es que el tornillo garantice la velocidad de inyección necesaria. En la mayoría de los casos es aconsejable un tornillo intermedio, que permita obtener una presión de kg./cm 2, ya que esto permite inyectar casi todos los artículos. 3. Velocidad de inyección La velocidad de inyección está determinada por el espesor de la pieza y la relación trayectoria de flujo - espesor de pared. Cuando se van a inyectar piezas de paredes delgadas o con una trayectoria muy larga, hay que llenar el molde lo suficientemente rápido para evitar que el material se enfríe y solidifique, obstruyendo el paso de la resina remanente. Es por esta razón que en paredes muy delgadas ocasionalmente se requieren acumuladores de nitrógeno. De otro lado, las piezas de pared muy gruesas limitan la velocidad, porque al inyectarse muy rápidamente se generan burbujas en el trayecto que debilitan la pieza o afectan su apariencia. Este tipo de burbujas se soluciona reduciendo la velocidad de inyección para evitar que se presenten diferencias de velocidad en la resina durante el llenado. Para evitar este tipo de problemas, también es necesario garantizar que se cuenta con suficiente presión de sostenimiento.

4 PAGINA 4 / 16 La velocidad de inyección está muy relacionada con el tamaño de la bomba. La presión teórica de inyección que aparece en el catálogo casi siempre se alcanza; no así la velocidad de inyección, como se explicará más adelante. 4. Capacidad de plastificación Los parámetros que determinan la capacidad requerida de plastificación son: - El diámetro del tornillo - La velocidad de rotación (RPM) del motor - La geometría del tornillo - La resina. La capacidad de plastificación requerida en una pieza es igual al peso total de la inyección dividido por el tiempo de enfriamiento de cada pieza. Un error muy común es dividir por el tiempo total del ciclo, en vez del tiempo de enfriamiento, que incluye etapas como la de inyección, apertura y cierre, donde no hay carga de resina. El proceso debe limitarse por la capacidad de enfriamiento del molde. La inyectora debe estar capacidad de plastificar el peso a procesar durante el tiempo de enfriamiento, porque de lo contrario se está alargando el ciclo y afectando negativamente la productividad. En la plastificación, la resina juega un papel muy importante porque: - Resinas termosensibles como el PET limitan las R.P.M. que es posible utilizar, y por tanto, limitan también la capacidad de plastificación. - Resinas muy duras como el policarbonato requieren alto torque y consumen por tanto mayor potencia. - Resinas como el PS se procesan a velocidades de 300 R.P.M. o más; por eso son una buena opción para piezas de ciclos muy cortos. Mientras más ciclos por minuto se busquen, se requiere menor tiempo de enfriamiento y mayor capacidad de plastificación. Es recomendable pedir al fabricante certificación de la capacidad de plastificación, especialmente cuando ésta es una limitante del proceso y se requieren valores superiores a los del catálogo, o cuando se van a emplear resinas diferentes al PS. Como recomendación, es bueno asegurarse de que los canales de enfriamiento del molde estén libres de óxido, porque éste aumenta mucho el tiempo de enfriamiento y por lo tanto el tiempo de ciclo. Además, la diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del agua no debe exceder los 3 C.

5 PAGINA 5 / Tamaño del tornillo La selección del tornillo debe hacerse de tal manera que cumpla con los requerimientos de: - Gramaje - Capacidad de plastificación - Velocidad de inyección - Presión de inyección Al aumentar el diámetro, se aumentan la velocidad, la capacidad de plastificación, el gramaje y el tiempo de residencia del material. Cuando se tienen altos valores de velocidad y capacidad de plastificación se logran ciclos más cortos; sin embargo, si el tornillo tiene un diámetro muy alto, puede llegar a generar insuficiente presión. 6. Distancia entre barras Este parámetro está determinado por el tamaño del molde. La distancia más importante entre barras es la horizontal, porque la gran mayoría de los moldes entran por encima de la inyectora, y pueden tener una longitud mayor en la dirección vertical que en la horizontal. De otro lado, si se trabaja con cambios de molde automáticos, el molde se inserta lateralmente a la inyectora; en este caso, es recomendable tener la misma distancia entre barras en dirección horizontal y vertical. 7. Carrera de apertura La carrera de apertura mínima de un equipo para lograr un expulsado automático, debe ser como mínimo un 10% superior al doble de la altura del producto más el pitorro o ramal de inyección. Al momento de seleccionar una inyectora, es importante asegurar que la carrera de apertura sea suficiente para todos los artículos que con ella se quieran producir. La carrera de apertura varía dependiendo del tipo de inyectora: en equipos de cierre de rodillera, este valor es fijo, viene dado por el diseño de la rodillera y se encuentra en todos los catálogos. En equipos hidráulicos o hidromecánicas, este valor es variable e igual a la máxima separación entre placas menos la altura del molde. Sin embargo, bajo pedido, en algunos equipos se puede incrementar la apertura máxima de las placas. Como recomendación de proceso, se debe tener en cuenta que mientras mayor sea la carrera de apertura mayor será el tiempo de ciclo. Lo ideal es entonces abrir la máquina lo estrictamente necesario para garantizar una expulsión automática de la pieza.

6 PAGINA 6 / 16 8 Potencia de la bomba Éste es un punto muy delicado, pues es la potencia de la bomba la que determina: - Velocidad máxima de inyección - Las R.P.M. del tornillo (capacidad de plastificación) - Velocidades de apertura, cierre y expulsión. Por lo tanto juega un papel determinante en la productividad y en la rentabilidad de la empresa. Si se comparan dos inyectoras del mismo tamaño en toneladas y con la misma distancia entre barras, pero con diferente potencia en la bomba, el tiempo de ciclo es más corto en la inyectora con la bomba más grande; esto generalmente se traduce en un menor costo por pieza producida, en razón de que hay mas piezas por unidad de tiempo para absorber los mismos costos fijos. Sin embargo, si la bomba está sobre dimensionada y consume más energía de la necesaria, se está desperdiciando capacidad. Lo ideal es que la bomba tenga un tamaño suficiente para producir la mayor cantidad de unidades por ciclo, pero que no esté sobredimensionada. La razón del aumento en velocidad con el aumento del tamaño de la bomba es la siguiente: la presión máxima normalmente es constante, y se encuentra alrededor de140 bares para unas máquinas y 170 bares para otras. La potencia es igual al caudal por la presión del equipo hidráulico; por tanto, a mayor potencia de la bomba, mayor caudal. Y la velocidad es función directa del caudal, (caudal es igual a velocidad por área). Como el área es fija, a mayor caudal, mayor velocidad. Entonces, mientras más potente la bomba, más rápida será la inyectora. 9 Tipo de bomba Normalmente hay dos tipos de bomba: de caudal fijo y de caudal variable. La bomba de caudal fijo siempre entrega el mismo flujo másico, y sólo varía la presión. La regulación de velocidad en las máquinas que tienen este tipo de bombas se hace mediante una desviación al tanque del aceite sobrante. Su gran ventaja es la facilidad de mantenimiento, y su gran desventaja es el mayor consumo de energía. La diferencia en consumo de energía depende mucho del tipo de inyectora y de su operación. Se puede decir que una máquina hidráulica equipada con bomba de caudal fijo consume entre 20 y 30% más de energía que una equipada con bomba de caudal variable.

7 PAGINA 7 / 16 En las bombas de caudal variable el flujo depende de la presión. A mayor flujo menor presión y viceversa. Su gran ventaja es que permiten un menor consumo de energía en las máquinas hidráulicas, ya que éstas requieren grandes caudales de aceite a baja presión durante las operaciones de apertura y cierre del molde; su gran desventaja es que tienen un diseño mucho más complejo. 10 Tipo de cierre Hay tres tipos de cierre: de rodilleras, hidráulico e hidromecánico. Las inyectoras de rodillera son aquellas en las que un mecanismo de dos barras acopladas a través de una junta tipo rótula accionan la unidad de cierre. En las hidráulicas la placa móvil es desplazada por un gato central, y en las hidromecánicas se combina la ganancia mecánica con las ventajas hidráulicas. Un diseño típico de máquinas hidromecánicas es el de las máquinas de gran tonelaje con dos placas, donde los movimientos de apertura y cierre son realizados con cilindros hidráulicos de alta velocidad y baja presión, y donde la fuerza de cierre la dan cilindros hidráulicos de alta presión y baja velocidad. 11 Tipo de accionamiento (MAQUINAS ELECTRICAS O HIDRAULICAS?) Las inyectoras pueden ser accionadas con hidráulica electricidad o pueden tener un accionamiento mixto. Mucho se ha escrito sobre cuál es la mejor. A juicio personal, en ciclos donde el tiempo de enfriamiento es largo, las máquinas mixtas, o sea aquellas en donde parte de los accionamientos se hace con actuadores eléctricos, o las máquinas completamente eléctricas son mejores, ya que permiten literalmente apagar la máquina. En ciclos donde se requieren capacidades de plastificación sumamente altas, de nuevo las inyectoras eléctricas y las mixtas tienen ventaja sobre las hidráulicas, por la posibilidad de ejecutar la plastificación simultáneamente con otras operaciones. 12 Motor hidráulico o de accionamiento del tornillo El motor de accionamiento del tornillo debe ir de acuerdo con el diámetro del mismo y la resina a operar. Un motor muy rápido es, por definición, un motor de bajo torque, y puede presentar problemas cuando se trabajan resinas duras o de ingeniería, con índices de fluidez inferiores a 7. En el caso de un equipo hidráulico, lo ideal es comprar una máquina con motor de rango dual, es decir, con un motor que tenga dos modos de trabajar, conmutables a voluntad del operador: un modo será el de alta velocidad de rotación y bajo torque, y el otro el de bajo torque y alta velocidad.

8 PAGINA 8 / Factor de amplificación Es el cociente resultante de dividir la presión de inyección entre la presión del sistema hidráulico. Dos inyectoras con la misma bomba, la misma presión de trabajo, el mismo diámetro de tornillo y el mismo factor de amplificación, deben tener velocidades de inyección similares. 14 Control En el mercado se consiguen controles de inyectoras en rangos de precios entre US$1.000 y US$ Para seleccionar el control se debe saber qué grado de calidad requiere la pieza, y qué tan fácil o compleja es su fabricación. Normalmente, mientras más rápida y/o precisa sea la máquina, más complejo debe ser su sistema de control. Los controles de lazo abierto, son sistemas en donde el equipo da una orden pero no corrige automáticamente las desviaciones. Por ejemplo, si se pidió una presión de inyección de kg/cm 2 y se está operando a 900, el equipo no es capaz de ajustarse para llegar a la presión de referencia. Los controles de lazo cerrado, por otro lado, son los que se están auto-corrigiendo permanentemente para garantizar el eficaz cumplimiento de las órdenes. Este tipo de controles son bastante más sofisticados ya que requieren de servo-válvulas o de válvulas retro-alimentadas. Son necesarios cuando se utilizan acumuladores hidráulicos, elevadas velocidades, precisión o cuando se requiere control estadístico de proceso. Con el grado de desarrollo de la tecnología, las válvulas proporcionales de casi todos los equipos efectúan algún grado de vigilancia sobre los parámetros ordenados y se auto-corrigen. Su gran ventaja es que tienen menores costos de mantenimiento; pero sus desventajas son que tienen tiempos más largos de conmutación de velocidad, que se hacen más notorios en ciclos inferiores a 10 segundos; y que su precisión es inferior a la de los controles de lazo cerrado, lo que puede ser una limitante para la producción de piezas de precisión. La respuesta dinámica de una válvula proporcional ronda entre 120 a 600 milisegundos, dependiendo de la marca y el tamaño, los servovalvula responden entre 1 a 100 milisegundos (como dato un contactor tarda unos 120 ) Actualmente hay opciones disponibles para tener un control de lazo abierto, pero con tarjetas instaladas para el control de velocidad y presión de lazo cerrado, con lo cual puede tenerse una aproximación cercana a un control de lazo cerrado, sin incurrir en los mismos costos. Si se quiere trabajar con resinas termosensibles, lo ideal es que el control de temperatura sea PID. Es necesario tener en cuenta también cuál será la vida útil de un equipo; los controles, los materiales y la forma de operación de las

9 PAGINA 9 / 16 máquinas está cambiando a gran velocidad, y lo que hoy es adecuado mañana puede ser obsoleto. Como recomendación, hay que considerar en detalle qué versión se tiene del equipo, y en particular del sistema de control; hasta cuándo se fabricarán sus repuestos, y si el equipo cumple con las necesidades actuales y futuras de la compañía. Considere que las pantallas (formularios) del control deberían ser amigables al operador, analice este aspecto pues es muy importante que se utilicen todas las bondades. 15 Equipos opcionales Son equipos que pueden requerirse para facilitar la operación de un equipo, y es de prioritaria importancia considerarlos al colocar una orden por una máquina inyectora. Los noyos son una adición al control de la máquina que permite el manejo de los cilindros hidráulicos requeridos en el molde, cuando, por ejemplo, se va a fabricar una pieza hueca. Si se ordena una inyectora con noyos, hay que asegurarse de que la secuencia de operación de los mismos se ajuste a las necesidades del molde. Los desenrosques son un tipo de control que permite producir artículos con rosca. Los hay de dos tipos: eléctricos e hidráulicos. Los hidráulicos, en general, pueden ser manejados con el control de los noyos. Los hidráulicos requieren un control aparte. Los expulsores de aire se utilizan cuando se van a fabricar artículos profundos, como baldes, que generan un vacío y obstaculizan la expulsión. Es necesario inyectar aire, por tanto, al momento de expulsar el artículo del molde, y evitar así que la pieza sufra deformaciones. Normalmente, el expulsor funciona cuando la inyectora ha terminado de abrir, pero ciertos artículos pueden empezar a expulsarse tan pronto la inyectora comienza a abrirse, con el fin de reducir el tiempo de ciclo. El expulsor en simultaneo permite efectuar este tipo de operación; para emplearlo se necesita adicionarle una bomba a la inyectora, o en algunos casos incrementar el tamaño de la bomba de la misma. Si no se emplea una capacidad de bombeo adicional para esta operación, se afectan tanto la velocidad de apertura como la de expulsión al simultaneo, además de la capacidad de controlar ambas operaciones. Los noyos en simultaneo funcionan en forma similar a los expulsores en simultaneo, y requieren una bomba adicional por las mismas razones. Esta opción permite ahorrar tiempo de ciclo, porque tradicionalmente para operar los noyos se requiere que el molde esté abierto, por lo que se pierde productividad.

10 PAGINA 10 / 16 La carga en simultaneo consiste en equipar una inyectora con un sistema que le permita cargar durante la apertura y cierre del molde. Anteriormente, este trabajo se hacía con una tercera bomba, pero gracias a los desarrollos tecnológicos que vienen dándose, actualmente se utilizan motores eléctricos con regulación de velocidad. La opción de carga en simultaneo es particularmente recomendable en artículos donde la limitante es la velocidad de carga, lo cual suele ocurrir cuando: - Hay un limitante en la resina; es el típico caso de la inyección de preformas de PET con robot de extracción. - Se está trabajando con ciclos muy cortos, 5 ó más por minuto. - Se quiere reducir el tiempo de residencia de la resina en el cañón. Las secuencias especiales son programas que se le adicionan a la máquina para permitir la realización de algunas operaciones en el molde. Van muy asociados a los noyos. Normalmente, hay tres secuencias para la extracción de los noyos: con molde abierto, con molde cerrado, o con una parada en la mitad de la apertura. Sin embargo, hay ciertos casos donde la extracción del noyo no se adapta a ninguno de estos casos. Entonces es necesario proceder a modificar la programación de la máquina. 16 El control estadístico de procesos (SPC, por las iniciales de su nombre en inglés) es una opción que traen las máquinas para almacenar los principales parámetros de cada ciclo y extraer después un reporte final de producción, que permite establecer la calidad de las piezas producidas. Es una opción que se está imponiendo con la implementación de las normas ISO 9000, en donde los clientes están exigiendo mecanismos de garantía y seguimiento al proceso. Esta opción requiere de un control de lazo cerrado, ya que deben monitorearse continuamente los valores de presión y velocidad de inyección. Estos controles aseguran en forma automática la calidad, ahorrando costos indebidos y reclamos post ventas. Hay un algoritmo que demuestra que si todos los paramentros de proceso son iguales, todas las piezas son iguales o todas malas o todas buenas. 17 Los acumuladores hidráulicos se utilizan para agilizar la velocidad de inyección de artículos que así lo requieran. En algunos casos, también se utilizan durante el proceso de carga. No a todas las inyectoras puede adaptárseles un acumulador hidráulico, ya que esto incrementa las velocidades de respuesta al requerir equipos hidráulicos complejos, controles de altísima velocidad de respuesta y máquinas robustas. Este tipo de dispositivos encuentra una aplicación típica en el moldeo de artículos de pared delgada.

11 PAGINA 11 / 16 Se debe tener muy en cuenta que las maquinas con acumuladores generalmente deberán tener un cuerpo de crapodina más robusto que lo habitual ya que si queremos que la probabilidad de fallas mecánicas del inyector sea razonable. Al igual que el SPC, requiere de controles de lazo cerrado. Algunas resinas como el PVC o el PET requieren de diseños especiales de tornillo. Los objetivo de este tipo de aditamento son: - Reducir la degradación térmica del material. - Contar con tratamientos y recubrimientos especiales, que eviten la degradación del metal al trabajar materiales altamente corrosivos y abrasivos, como resinas rellenas de fibra de vidrio. - Tener una geometría especial para mejorar lo homogeneización de la materia prima, especialmente en el caso de pigmentos de difícil mezclado. Un caso especial dentro de los diseños especiales de tornillo, son los tornillos con venteo, que se usan en resinas altamente higroscópicas para eliminar la necesidad de un deshumidificador. En la práctica este tipo de tornillos no se ha popularizado mucho, porque tiene una tendencia superior a genera los siguientes defectos de producción: - Incrementa el tiempo de residencia de la resina en el cañón, lo que puede aumentar su degradación. - Puede generar no homogeneidades en la carga, si se presentan variaciones en el porcentaje de humedad. - Cuando los materiales fundidos no son muy fluidos, expulsan material por el agujero de venteo, porque el vapor de agua no es capaz de romper la capa de material fundido. Es bueno anotar que las resinas higroscópicas presentan mayores dificultades en su procesamiento que las no higroscópicas. Normalmente se especifican cañones especiales cuando se trabajan materiales que son muy abrasivos o muy corrosivos, y pueden desgastar en un corto período de tiempo los cañones convencionales. Las narices con válvula se recomiendan cuando se trabajan materiales que son muy fluidos en fase fundida, y tienden a gotear por la nariz. Este tipo de equipo adiciona un cizallamiento más al material, y no puede usarse cuando los materiales empleados son viscosos. Cuando el aceite de la inyectora arranca después de una parada larga se puede encontrar a una temperatura mucho más baja que la normal de operación, lo que causa problemas en la máquina. Por esto, se recomienda equipar la inyectora con precalentadores de aceite, particularmente si se trabaja en ambientes fríos o con estaciones variadas.

12 18 Servicios auxiliares PAGINA 12 / 16 Las acometidas de agua de torre, agua de chiler, energía eléctrica, gas, aire etc. también devén tenerce en cuenta ya que a la hora de la instalación las capacidades,cantidades y largos influyen. 19 Dimensiones, factor de ocupación Es muy importante contemplar el espacio que la maquinaria ocupara en la nave de producción, determinara algunos costo correspondiente como: techo, fundación, distancias de cañería o cables, etc. En los países desarrollados este factor es tomado muy en cuenta. 20 Ejemplo de selección de una inyectora Una vez verificado lo anterior, se procede a seleccionar la opción de máquina que pueda otorgar la mejor rentabilidad por pieza. Las tablas 1, 2 y 3 dan un ejemplo de los parámetros que deben considerarse para comparar entre sí tres máquinas inyectoras. Este ejemplo se puede resumir así: - Según monto de la inversión, la inyectora más barata es la uno; la dos es 2.28 veces más cara que la uno, y la tres es 3.21 veces más cara. - Según el número de unidades por minuto, la mejor es la tres, que saca 1.71 más piezas que la uno y 1.15 más piezas que la dos. - Según el costo final de producción, la mejor opción es la dos, ya que es la que permite producir con el menor costo por unidad. La pieza en esta máquina sale un 9% más barata que en la uno, y un 4% más barata que en la tres. Obsérvese la importancia de la capacidad de plastificación, que hace que la inyectora uno, a pesar de ser la más barata sea la que produce las piezas más costosas. En el caso de la inyectora dos, es bueno, preguntarle al fabricante/representante qué se puede hacer para mejorar la capacidad de plastificación y cuánto cuesta. Un incremento de la capacidad de plastificación en un 20%, se traduce en el ejemplo en un incremento del 12% en el número de piezas por minuto y una reducción de los costos fijos por pieza del 15%. En la opción uno esto es posible, pero se puede poner en riesgo la máquina, ya que implica bombas de mayor potencia, lo que puede exceder las cargas de diseño del equipo. Hay una reflexión: si la máquina uno es tres veces más barata que la tres, entonces, se podría pensar que es mejor comprar tres máquinas uno, que una tres, o al menos dos máquinas uno. Sin embargo, comprar más de una máquina uno, en vez de una dos o tres en razón del precio, es un enfoque que hay que analizar con cuidado, porque:

13 PAGINA 13 / 16 - Se requerirían tres operarios adicionales por cada máquina extra - El consumo de energía es mayor. - Dos máquinas requieren más espacio que una. - Existe un costo por los moldes. Mientras más alto sea, menos válido el argumento de comprar dos máquinas en vez de una. Obsérvese que prácticamente se necesitan dos máquinas uno y dos moldes para hacer lo mismo que hace la máquina tres. Y al considerar el molde, el costo de los moldes sería el doble para dos máquinas uno. Es decir mientras más costosos los moldes, más importante la productividad de la máquina. - Aunque en teoría se requeriría la misma infraestructura administrativa para una máquina que para tres, en la practica esto no es cierto. Mientras más gente mayor es el trabajo administrativo. De este ejemplo se sacan otras conclusiones importantes: - La capacidad de plastificación juega un papel importantísimo en el costo final del artículo, y en la selección adecuada de las inyectoras. Si el tiempo de enfriamiento requerido por la pieza fuera de 7 segundos, la segunda opción sería la máquina uno y no la tres, y si el tiempo de enfriamiento fuera de 9 segundos, entonces la opción más rentable sería la máquina uno. - La velocidad de la inyectora también juega un papel importante en los costos. Si bien en este ejemplo se pasó por alto esto, el hecho de tener un control más sofisticado que permita hacer conmutaciones entre las diferentes operaciones mas rápidamente, puede establecer una diferencia importante en productividad, especialmente en ciclos cortos. Llama la atención que la inyectora uno posee una potencia de inyección un 60% más alta que la potencia de la bomba, situación que es debida en buena parte a la forma de calcular este valor, que en muchos casos se hace trabajando con el desplazamiento por R.P.M. de la bomba, y que finalmente llega a unos valores de velocidad de inyección y plastificación mucho más altos que los reales. En este ejemplo, es necesario reducir la velocidad de inyección de la máquina uno en un 35% para que la potencia de inyección se sitúe en un 12% por encima de la de la bomba, que es un valor mucho más real para máquinas con bombas de caudal fijo. Nótese que la potencia de inyección de la máquina tres es un 26% superior a la potencia de la bomba, situación que encuentra su explicación en las bombas de caudal variable, en donde el mayor flujo se da con una baja presión. A las tres inyectoras se les dio el mismo tiempo de apertura y cierre del molde. Sin embargo, la uno, por tener, un control más sencillo, un menor peso, y una bomba de menor tamaño, debe tener un tiempo de apertura y cierre mayor.

14 PAGINA 14 / 16 Queda un elemento por mirar. Si las opciones fueran únicamente la dos y la tres, y la fábrica tuviera equipos de la marca tres, entonces la opción sería ésta, ya que aunque la pieza sale ligeramente más cara, se continúa con equipos de la misma marca. Cuadro Nro. 1 Datos de las inyectoras Máquina # 1 # 2 # 3 Diámetro del tornillo mm L/D :1 18:01 20:01 Capacidad grs (PS) cm Presión de injección Kg/cm Velocidad de inyección cm 3 /s Capacidad de plastificación g/s (PS) 32,3 54,7 70 Fuerza de cierre tons Recorrido de apertura mm Altura mínima de molde mm Altura máxima de molde mm Distancia entre barras mm 575X x x630 Tipo de bomba (caudal) - Fijo Fijo Variable Potencia de la bomba kw Potencia de inyección kw 50,78 41,43 57,49 Relación potencias Inyección/bomba - 1,69 1,12 1,28 Precio del equipo U$S Varios Costo mensual del leasing U$S Costo minuto de inyección por leasing U$S 0,045 0,1028 0,1445 Costo minuto de inyección por leasing COP 121,41 277,5 390,23 Diferencia de inversión con relación a ,29 3,21 El leasing se ha tomado con una base del 3.7% mensual, a tres años, y un factor de importación del 20% Se asumen 34,560 minutos disponibles por mes y una eficiencia del 80%

15 PAGINA 15 / 16 Cuadro 2 Datos del molde Altura mm 450 Ancho mm 530 Largo mm 600 Alto de la pieza mm 20 Peso de la pieza g 50 # de cavidades - 4 Peso de los ramales de llenado g 100 Peso total de la inyección g 300 Material a inyectar - PP Tiempo de enfriamiento: seg. 6 Costos fijos por minuto(*) U$S 0,12 Costos fijos por minuto (tasa 2700) COP 324 (*) Los costos fijos por minuto, son el factor minuto que la fabrica le asigno a la inyectora. Se interpreta que las condiciones operativas son ideales en todos los casos, tarea ejecutada por experto en la materia y en presencia de los respectivos fabricantes.

16 PAGINA 16 / 16 Cuadro 3. Resultados Tiempo de apertura cierre s Tiempo de Botado s Tiempo de inyección s 1,81 1,53 1,45 Tiempo de plastificación s 11,65 6,88 5,38 Tiempo de enfriamiento s Tiempo total s 18,46 12,41 10,82 Piezas por minuto ,35 22, ,49 1,71 Costo fijo por pieza U$S 0,0127 0,0115 0,0119 Costos fijos por pieza (tasa 2700) COP 34,254 31,09 32, ,91 0,94 Velocidad de inyección g/cm 3 255,35 196,25 207,19 Capacidad de plastificación g/cm 3 25,75 43,63 55,81 (1) Para este ejemplo, se asume el 100% de la producción vendida (2) Se ha tomado un parámetro de los costos fijos de la fabrica asignados a la inyectora, antes de incluir los costos de financiación del equipo. (3) Como el material a inyectar es PP, hay que hacer una corrección tanto de las velocidades de inyección como de la capacidad de plastificación. Los nuevos datos se anexan al final de la tabla 3 Agradecemos la colaboración que nos brindaron varias instituciones nacionales e internacionales para confeccionar este interesante e importante documento. Ing. Victor S. Catania Tel (005411) WEB: Papel