Máquinas de inyección específicas para tapones y cierres

Cierres y tapones, ante un crecimiento exponencial

Thierry Fabozzi, Product Manager K-TEC y Marc Tesche, Product Manager Elektra. Ferromatik Milacron15/03/2007
Los cierres de plástico siguen imponiéndose a los de metal o corcho y al mismo tiempo conquistan nuevas aplicaciones como envases de cartón o bolsas de fondo plano. En estos momentos Ferromatik Milacron ofrece máquinas de inyección diseñadas específicamente para la producción económica de cierres y tapones.
Los cierres y tapones son un componente esencial de los envases, como botellas y bidones, y, cada vez más, también de bolsas de fondo plano y bricks. Estos cierres, “caps & closures” en el lenguaje internacional, son piezas que se producen mundialmente en cantidades enormes, y que van destinadas a un mercado en continua expansión. Según un estudio de mercado de la empresa especializada Freedonia (Cleveland / Ohio), se espera un fuerte crecimiento en los países de economía pujante, en especial en Asia, donde China ocupará en los próximos años una posición preeminente. De hecho, se supone que en 2009 China habrá desplazado a los EE.UU como primer mercado mundial de cierres y tapones.

Ferromatik Milacron, que ya a mediados de los años 70 había presentado las primeras máquinas de inyección tipo FD para cierres y tapones, con fuerzas de cierre de 2000 a 3000 kN y tiempos de ciclo de tan sólo 7 - 8 segundos, sigue considerando este ámbito como uno de los más importantes del sector de envases. Aproximadamente el 70 por ciento de todas las máquinas de inyección para envases va destinado a la producción de cierres.

Aunque ya por aquel entonces los tiempos de ciclo eran francamente impresionantes, la evolución de los últimos 30 años no se paró allí. Un abanico increíblemente amplio de diferentes diseños creados durante todos estos años por los más diversos fabricantes pone a los constructores de máquinas de inyección y de moldes ante retos cada vez mayores. En la práctica, todos los diseños están protegidos por una patente, y además de presentar un aspecto estético han de cumplir con las más variadas exigencias técnicas. Los cierres para refrescos con gas han de resistir, p. e., a una presión de estallido de 7,5 bares, y requieren, por lo tanto, un diseño mecánico totalmente diferente de los cierres para agua natural. Estos cierres, a primera vista muy similares entre sí, se diferencian por el grosor de su pared y por su peso, y con ello también por sus tiempos de ciclo. Los nuevos moldes sometidos a continuas mejoras, especialmente en lo que a la refrigeración se refiere, permiten llegar actualmente a tiempos de ciclo comprendidos entre 4,5 y 8,5 segundos; el objetivo a medio plazo es reducir los tiempos de ciclo a 4 - 4,5 segundos.

Esto implica sobre todo que el movimiento global de las máquinas de inyección para cierres y tapones ha de acelerarse de 4 a 5 décimas de segundo. Ferromatik Milacron ha superado este reto con un optimizado accionamiento eléctrico del husillo que se utiliza en este campo desde hace ya unos veinte años, y con revisiones constantes de los conceptos hidráulicos y mecánicos.

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Máquina de inyección totalmente hidráulica de alto rendimiento K-TEC 200 con fuerza de cierre de 2.000 kN.

Máquinas específicas para cierres y tapones: un nuevo concepto para una sola función

En la práctica eso significa que Ferromatik Milacron está preparando una nueva plataforma de máquina pensada específicamente para la producción de cierres o tapones. El concepto comprende un paquete de opciones adaptadas exclusivamente a las necesidades de la fabricación de tapones. Los cierres se producen habitualmente en máquinas específicas, destinadas durante toda su vida de servicio exclusivamente a la fabricación de estas piezas. Se trata de máquinas que pueden equiparse para un volumen de plastificación y un caudal de inyección exactamente definidos, así como para una carrera de apertura extremadamente corta. Con ello se reduce el consumo de aceite y aumenta el rendimiento de la máquina.

También las máquinas para cierres y tapones siguen la tendencia de reducir el consumo energético, y Ferromatik Milacron lo consigue en sus máquinas con los accionamientos eléctricos especiales de los husillos y de las bombas, y también con las bandas de calefacción.

Mientras hace 10 años en la producción de tapones se necesitaban todavía de 0,7 a 0,8 kWh por cada kilo de material plástico, en las máquinas actuales se ha reducido esta cantidad a menos de 0,5 kWh/kg.

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Cierres flip-flop.

Aprovechar las sinergias

Para conseguir las mayores sinergias Ferromatik Milacron aplica también el know how y las experiencias de otros campos y sectores al ámbito de cierres y tapones. Buen ejemplo de ello son los sistemas de control de calidad con videocámaras que permiten controlar las piezas al cien por cien; en este sentido Ferromatik Milacron ofrece el sistema VisionControl de la firma Wieder como complemento opcional de las máquinas. Otro ejemplo serían las obtenidas con la técnica multicomponentes en el ámbito de bienes de consumo que se aplican cada vez más a la fabricación de tapones.

Tendencias actuales en cierres ...

Una de las tendencias claras en cierres y tapones va con toda seguridad hacia los cierres deportivos con mecánica “push-pull”, cada vez más utilizados. Otras serían los cierres de seguridad, los cierres funcionales para bricks de bebidas o los cierres “flip-flop”. En estos casos se recurre al montaje en el molde de inyección y a la técnica multicomponentes. En el segundo artículo de esta serie de tres, nos centraremos en una variante especialmente innovadora y sofisticada de la técnica multicomponentes: el sistema rotativo de moldes simples y dobles.
Ejemplo:

En caso de: reducción del tiempo de ciclo de 1/10 de segundo 5,9 en lugar de 6,0 s => significa 10,1695 cierres más por hora y cavidad.

Molde de 64 cavidades => significa 650,85 cierres más por hora 8000 horas de producción por año => significa 5.206.779,66 cierres más por año.

Peso neto por cierre: 2,6 g => 13.537.627,12 g = 13,54 t más de materia prima por año (con 4,9 s en lugar de 5 s significaría 7,5 M. de cierres más por año o 19, 5 t de material adicional)

... y sistemas

Los diseños integrales realizados con moldeadoras-sopladoras, que incluyen la fabricación de tapones, no constituyen novedad alguna en la producción de envases de dimensiones medianas moldeados por extrusión y soplado, como son, p. e., las botellas para bebidas lácteas, productos químicos domésticos, cuidados de la piel y cosméticos.

Así como los grandes productores de bebidas se procuran los necesarios componentes para los envases mediante adquisiciones en empresas transformadoras, o bien recurren a la producción propia, las empresas pequeñas o medianas muestran actualmente un creciente interés en obtener de un solo proveedor un sistema listo para el uso que consta de la máquina de inyección, el molde, la refrigeración posterior, la fabricación lineal, el montaje y la impresión. Para tales casos Ferromatik Milacron ofrece a sus clientes el apoyo necesario para el diseño y la planificación de sistemas completos. Precisamente en Turquía y en Oriente Medio, Ferromatik Milacron ya ha podido montar varios sistemas completos para cierres y tapones.

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Cierres estándar.

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