Estudio de caso de Stack Mold: Producción de tapas para helados de doble producto de alta eficiencia

Este molde está diseñado específicamente para producir dos productos distintos en el mismo ciclo. Ambos son componentes de embalaje de paredes delgadas que requieren un llenado de alta precisión para evitar deformaciones y fallos en la inyección.

• Producto 1: Tapa cuadrada para helado (92 x 92 x 6,3 mm)
• Producto 2: Tapa rectangular para helado (78 x 117 x 6,3 mm)
• Espesor de pared: 0,8 mm (ambos productos)
• Cavitación: 14 cavidades en total (8 cavidades cuadradas + 6 cavidades rectangulares)

Información del sector: Un espesor de pared de 0,8 mm clasifica esta aplicación como moldeo por inyección de pared delgada. Requiere altas velocidades y presiones de inyección, por lo que la integridad estructural del molde y el equilibrio del sistema de canal caliente son absolutamente cruciales para garantizar la estabilidad dimensional y una refrigeración uniforme.

El sistema de alimentación utiliza un sofisticado sistema de canal caliente configurado para una gota por cavidad. Dado que se trata de un molde apilado, presenta dos líneas de separación distintas que requieren dos subsistemas de canal caliente independientes que funcionen en perfecta sincronía.

El desafío de ingeniería más complejo en este molde es el suministro del material. El plástico fundido debe transferirse desde la boquilla de la máquina a través de la primera línea de separación para llegar al centro del molde, garantizando cero defectos o caídas de presión en las 14 cavidades.

Para lograr esto, el molde utiliza un sistema especializado de transferencia de material fundido mediante moldeo apilado (a menudo denominado barra de bebedero con válvula).

• Estado de apertura del molde: Cuando el molde se abre para la eyección, el conducto de alimentación caliente debe desconectarse físicamente a través de la primera línea de separación. Para evitar el goteo de plástico, un pasador de válvula neumática o hidráulica de precisión cierra instantáneamente la boquilla de transferencia.
• Estado de cierre del molde: Cuando el molde se cierra, la boquilla de transferencia principal y la boquilla receptora en el colector central se alinean y se comprimen entre sí. Las compuertas de las válvulas se abren simultáneamente, creando un canal de fusión continuo y hermético que alimenta las placas de canal caliente de la primera y la segunda línea de separación.

Para mayor complejidad, la primera línea de separación utiliza una configuración de molde invertido (倒装结构). La placa A (cavidad) se ubica detrás de la placa B (núcleo). Este diseño estratégico permite alojar el mecanismo de transferencia de material fundido y el sistema de expulsión neumática personalizado en el lado de la platina fija de la máquina.

En un molde apilado, es fundamental asegurar que ambas líneas de separación se abran de forma simultánea e igual para optimizar el espacio libre de las piezas y el tiempo de ciclo. La fuerza impulsora para la apertura la proporciona la carrera de apertura estándar de la máquina de moldeo por inyección, pero la sincronización se gestiona mediante un robusto sistema de engranajes de cremallera y piñón montado en los laterales exteriores del molde.

• El bastidor superior: fijado al lateral de la placa del colector (justo detrás de la placa de sujeción superior), se extiende hasta la placa A de la segunda línea de separación. Este bastidor permanece fijo con respecto a la platina fija.
• El bastidor inferior: fijado al lateral de la placa de sujeción inferior, extendiéndose hasta la placa B de la primera línea de separación.
• El piñón (engranaje): Montado en el centro entre las dos placas del canal caliente en el bloque central del molde.

A medida que la máquina abre el molde, la placa de sujeción inferior se mueve, arrastrando consigo la cremallera inferior. Esta cremallera inferior fuerza al engranaje central a girar contra la cremallera superior fija. Este mecanismo de engranajes garantiza que el bloque central (que contiene la placa de la primera línea de separación A, ambas placas de canal caliente y la placa de la segunda línea de separación A) se mueva exactamente a la mitad de la velocidad y la mitad de la distancia de la platina móvil principal. Esto garantiza que las líneas de separación 1 y 2 se abran simultáneamente, permitiendo que las piezas caigan libremente.

Debido a que el molde presenta una disposición invertida en un lado y un bloque central, no se pueden utilizar las varillas eyectoras tradicionales para la primera línea de separación. En su lugar, el molde incorpora un sistema de eyección neumática totalmente independiente y automatizado.

Expulsión de la primera línea de separación: Los cilindros neumáticos están montados en las caras superior e inferior de la placa de sujeción superior. Sus varillas de accionamiento evitan las placas fijas y se conectan directamente a la placa B (núcleo) de la primera línea de separación. Durante la fase de expulsión, estos cilindros se activan, empujando la placa B hacia adelante para separar las ocho tapas cuadradas y permitirles caer libremente.

Expulsión de la segunda línea de separación: En la placa de sujeción inferior se configura un sistema neumático simétrico. Los cilindros empujan la placa B de la segunda línea de separación (núcleo) para expulsar las 6 tapas rectangulares, lo que facilita un ciclo de expulsión por gravedad totalmente automatizado.

El diseño de un molde apilable para envases de paredes delgadas requiere un equilibrio perfecto entre la reología del polímero, el mecanismo de engranajes y la gestión térmica. Mediante la integración de un sistema dinámico de válvulas de transferencia de fusión, una unidad de sincronización precisa de cremallera y piñón, y una eyección neumática personalizada, este molde logra una producción continua y de alto rendimiento de dos productos diferentes en un espacio compacto. Este caso práctico ejemplifica la máxima eficiencia del moldeo por inyección moderno, ofreciendo costes reducidos y un retorno de la inversión maximizado para fabricantes de envases de gran volumen.