Aumento de la estabilidad del proceso de moldeo por inyección de materiales reciclados posconsumo mediante el uso de la presión de cavidad para el control del proceso

Katharina Hornberg, M.Sc.. Spritzgießen | Prozessregelung Injection moulding | Process Control del Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen

15/05/2023

En el moldeo por inyección, el proceso se ve continuamente afectado por perturbaciones que influyen en la calidad de la pieza. En consecuencia, es necesario ajustar constantemente los parámetros del proceso para mantener los requisitos de calidad. Por ejemplo, cuando cambia la viscosidad del material, hay que ajustar el tiempo de cambio y el nivel de presión de mantenimiento para evitar marcas de cambio en la pieza o la formación de rebabas. Al procesar materiales reciclados, especialmente reciclados posconsumo, los cambios de viscosidad de los lotes son muy pronunciados. Como los lotes de material reciclado siguen siendo comparativamente pequeños, es necesario realizar frecuentes ajustes en el proceso. Además, hay ingredientes incompatibles en el material, lo que suele provocar grandes fluctuaciones en el proceso. En este artículo se presenta un control de la presión de cavidad como concepto alternativo al control convencional del proceso, con el que se pretende compensar los efectos de las influencias perturbadoras.

Se realizan ensayos de moldeo por inyección procesando dos lotes diferentes de material posconsumo para evaluar el potencial de compensación de un método de control de la presión de cavidad. Además, se modifican los ajustes del proceso para reflejar las influencias térmicas y las fluctuaciones de dosificación como variables perturbadoras adicionales. Los ensayos se realizan comparativamente con control de presión de cavidad y con control de proceso convencional. La calidad de la pieza se evalúa mediante el peso y las propiedades mecánicas de la pieza. La evaluación del peso de la pieza muestra una consistencia del proceso significativamente mayor con el control de la presión de cavidad. Los efectos de las fluctuaciones del lote en el peso de la pieza pueden reducirse en más de un 70%. En el caso de los cambios térmicos, la consistencia del proceso es incluso superior al 80% en comparación con el proceso convencional. Sin embargo, las propiedades mecánicas fueron más de 1 MPa superiores con el control de proceso convencional, lo que podría deberse a un nivel de presión inferior del plan experimental para el control de la presión de la cavidad. En conclusión, los resultados muestran claramente el potencial del control de proceso basado en variables de proceso. Mediante el control unificado de fase de la presión de la cavidad, se pueden compensar las fluctuaciones del lote, así como las influencias térmicas. La calidad puede ajustarse específicamente mediante el nivel de presión de retención. Este enfoque aumenta significativamente la consistencia del proceso cuando se procesan materiales reciclados posconsumo, lo que permite utilizar el material para nuevas aplicaciones, aumentar el uso de residuos posconsumo para nuevos productos y cumplir los objetivos climáticos.

Introducción

Con un volumen total de procesamiento de 14,23 millones de toneladas en Alemania, los reciclados posconsumo (PCR) representan 1,02 millones de toneladas, una cuota de aproximadamente el 7%, y siguen aumentando en torno al 4,1% anual [LSH20]. Es necesario aumentar la procesabilidad de los residuos plásticos para conseguir una industria de plásticos reciclables. El polipropileno (PP) es el plástico más utilizado para artículos producidos en masa mediante moldeo por inyección, y representa la segunda mayor parte de la PCR después del PE [LSH20]. Los residuos se trituran, se lavan, se clasifican finamente, se secan y se extrusionan para producir un nuevo granulado de plástico [RAK17]. En la norma DIN ISO/TR 17098 [NN14] se especifica el reciclaje de los residuos de plástico posconsumo y las sustancias y materiales que los componen. Sin embargo, los rangos de los constituyentes individuales se mantienen amplios en varios porcentajes, lo que provoca que las propiedades del material difieran mucho de un lote a otro. Entre los componentes incompatibles se encuentran los metales, el vidrio y el papel [NN14].

El uso de materiales reciclados provoca fluctuaciones en las condiciones de procesamiento debido a la diferente composición e historial de los lotes de material [MK11, BB14]. Las fluctuaciones en la calidad de la pieza resultante aumentan con el uso de reciclados y provocan una disminución de las propiedades mecánicas y ópticas de la pieza [ASUM03, MOY08]. La investigación sobre el reciclado posconsumo es débil debido a la gran variación en la composición del reciclado, lo que dificulta la consecución de condiciones de ensayo reproducibles [BHHM08, PH07, vCA+21]. Por lo tanto, la reproducibilidad del proceso es baja mediante el uso de PCR, que es causada por la baja consistencia de las propiedades de PCR, además de las influencias perturbadoras habituales, tales como cambios en el proceso térmico. Investigaciones recientes ya han demostrado que el uso de un concepto de control de proceso en tiempo real puede permitir un mejor procesamiento y una mayor consistencia del proceso para el procesamiento de reciclado [MDK+20]. Sin embargo, el concepto de control de procesos presentado se limita al control de la fase de inyección. Este artículo propone un concepto alternativo de control de procesos basado en la presión de cavidad, que controla el proceso en un enfoque de unificación de fases, especificando una referencia de presión de cavidad para el ciclo completo. El objetivo es aumentar la consistencia del proceso al procesar diferentes materiales en diversas condiciones ambientales para poder producir piezas de calidad constante.

3.2 Estado de la técnica

El proceso convencional de moldeo por inyección consta de una fase de inyección controlada por la velocidad y una fase de mantenimiento de la presión controlada por la presión. La conmutación entre estas fases depende del tiempo o de las variables del proceso. El proceso se ve influido por diversas perturbaciones, por lo que el punto de conmutación ideal entre las fases de inyección y de mantenimiento de la presión debe adaptarse cíclicamente a las condiciones actuales del proceso para evitar pérdidas de calidad [KVW+10, Sch19, Ste07]. Algunos fabricantes de máquinas de moldeo por inyección ya han desarrollado procedimientos que adaptan el punto de conmutación y la fase de mantenimiento de la presión a las condiciones actuales del proceso para compensar los cambios del proceso [GM16, NN17, ST17]. Sin embargo, estos sistemas son soluciones individuales de distintos fabricantes y siguen utilizando la conmutación discreta, manteniendo la indefinición de las condiciones del proceso en el punto de conmutación como un punto débil del proceso [KVW+10, HH20].

En el Instituto de Procesamiento de Plásticos (IKV) se ha desarrollado un método para resolver el problema de la conmutación, que utiliza los conocimientos disponibles sobre el proceso mediante modelos motivados físicamente y aplica información de fases cruzadas para el control del proceso. El objetivo es permitir un proceso continuo y reproducible de inyección y mantenimiento de la presión a pesar de las perturbaciones del proceso. La presión de la cavidad se utiliza como única variable controlada para todo el proceso de llenado, lo que permite un control holístico del proceso. La ventaja de un enfoque de control basado en modelos (MPC) consiste en predecir el comportamiento futuro del proceso con un modelo de proceso dinámico.

Basándose en esta predicción, el MPC utiliza una función de calidad para calcular la señal de salida de control que conduce a un comportamiento óptimo del proceso. A diferencia de los métodos de control convencionales, la parametrización del controlador no se basa en parámetros abstractos del controlador, sino principalmente en el modelo de proceso respaldado (Figura 3.1).

Figura 3.1: Modelo de proceso para MPC

Con el modelo de sustitución física, que consta de dos recipientes a presión y un acelerador hidráulico, es posible obtener muy buenos resultados de control en el funcionamiento combinado con un MPR. El parámetro Vcav, que representa el volumen de la cavidad, debe ajustarse al cambiar de molde. El parámetro K1 especifica el comportamiento de flujo de la masa fundida y se determina en una prueba de identificación inicial. El parámetro K2 especifica el comportamiento de enfriamiento de la masa fundida en función del material y, por tanto, permite calcular la temperatura real de la masa fundida. La reducción del modelo a las interrelaciones más importantes del proceso garantiza que se pueda satisfacer la demanda en tiempo real de control de la presión de cavidad en línea [SAV+19, Ste19]. El concepto de control del proceso se ha desarrollado continuamente desde 2013, lo que ha dado lugar a una mejora significativa del rendimiento del control en los últimos años (cf. [HRR+16, HRRZ13, RSH+14]). Además de una alta calidad de control, la forma de la trayectoria de referencia es decisiva para lograr una calidad de pieza alta y reproducible, ya que la calidad de la pieza resultante se puede ajustar específicamente a través de la curva de presión de la cavidad [HHV+21]. Para el concepto real, la curva de presión de la cavidad y la trayectoria de referencia especificada se esbozan en la figura 3.2.

El proceso de inyección comienza con una velocidad de inyección constante para garantizar un llenado rápido de la cavidad. En la fase de compresión, la velocidad de inyección se reduce sucesivamente para que la curva de presión de la cavidad se aproxime constantemente a la trayectoria de referencia. La denominada optimización pvT para la fase de mantenimiento de la presión garantiza un peso constante de la pieza en presencia de perturbaciones. El comportamiento pvT del material utilizado se tiene en cuenta para la generación de una trayectoria de referencia de presión de cavidad. Dado que existe una correlación directa entre el peso de la pieza moldeada y el volumen específico, el primer requisito es alcanzar un volumen específico idéntico cuando se alcanza la línea de 1 bar y garantizar así una contracción local constante. El segundo requisito es el control isocórico del proceso, que se caracteriza por la obtención de un volumen específico constante durante toda la fase de mantenimiento de la presión. El efecto de los cambios de temperatura de la masa, así como de los cambios de temperatura del molde en el peso de la pieza, es significativamente menor con la optimización pvT en comparación con el control convencional del proceso [Sch11].

Figura 3.2: Referencia de presión de la cavidad y curva de presión de la cavidad resultante para MPC

3.3 Diferencias entre los lotes de PCR en el comportamiento pvT

El comportamiento pvT del material debe determinarse para el uso de MPC, de modo que la curva de presión de cavidad pueda definirse materialmente para el control del proceso. Con este fin, se ha medido el comportamiento pvT de dos lotes diferentes de material PCR, un polipropileno del tipo Systalen PP-C44000 gr000, Systec Platics GmbH, Colonia, Alemania, con un pvT500 de Göttfert, Buchen, Alemania. Una comparación de los datos del material indica si es necesario un ajuste del proceso para diferentes lotes de material. El comportamiento pvT determinado se muestra en la figura 3.3

Figura 3.3: mediciones pvT de dos lotes diferentes de Systalen PP-C44000 gr000 con niveles de presión de 200, 400, 800, 1200 y 1600 bar

El lote 1 tiene un volumen específico inferior al del lote 2 a la misma temperatura y presión. Esto se traduce en un periodo de efecto más corto de la presión de mantenimiento, ya que el volumen específico predefinido se alcanza antes. Por otra parte, la temperatura de la masa fundida es más alta en esta fase, por lo que la masa se solidifica más tarde. Sin embargo, las diferencias entre los lotes de material son insignificantes, ya que el propio método de medición tiene una influencia significativamente mayor en el comportamiento del material entre el procesamiento en laboratorio y el real. La precisión de medición de la célula de medición de pvT, así como la dependencia de la velocidad de enfriamiento de las características de pvT conducen a un desplazamiento significativo de las curvas de pvT medidas en comparación con el proceso real [WHSH19].Debido a los datos de pvT cualitativamente idénticos de ambos lotes de PCR, se utilizan los mismos datos de material para el control del proceso con MPC.

3.4 Métodos

Se utilizó una máquina de inyección del tipo Allrounder 520A 1500-400/400, fabricada por Arburg GmbH Co. KG, Loßburg, Alemania. El algoritmo de control se aplicó a un controlador externo en tiempo real “PXI-8108” y se configuró en LabVIEW 2020, de National Instruments, Austin (TX), EEUU. El tiempo de muestreo del controlador en tiempo real se fijó en 8 ms. La geometría de la pieza y las posiciones de los sensores se muestran en la figura 3.4.

Figura 3.4: Geometría de la pieza y posiciones de los sensores

La placa tiene 140 mm de longitud, 90 mm de anchura y 2 mm de grosor, con un volumen de inyección de 33,5 cm³. Para la adquisición de datos del proceso en la cavidad, se utilizó un sensor combinado de temperatura y presiones de cavidad cerca del bebedero del tipo “6190 CA” fabricado por Kistler Instrumente AG, Winterthur, Suiza.

El diseño fraccionado de experimentos 24-1, incluido el punto central, figura en la Tabla 3.1. Los parámetros variables del proceso son la temperatura del molde, la temperatura de la cuba, la presión de mantenimiento y el volumen de dosificación para reproducir las perturbaciones térmicas y de la máquina. Estos parámetros reproducen las principales perturbaciones del proceso y también tienen un gran impacto en las propiedades mecánicas de las piezas [MK11]. Se investiga la variación del nivel de presión de la cavidad para ver si es posible un ajuste específico de la calidad de la pieza a pesar de la influencia de las perturbaciones. Para el control convencional del proceso, se añadieron 50 bar de presión de mantenimiento, ya que la pérdida de presión desde la cámara de tornillo hasta el sensor es de aproximadamente esa cantidad. Como estrategias de control, el control de proceso convencional se comparó con el control de presión de cavidad basado en modelos, tal y como se presenta en26 la Sección 3.2. Además, se han procesado dos lotes de PCR con diferente viscosidad y composición del material. El lote 1 tiene un MFR de 14,2 g/10min y el lote 2 un MFR de 10,5 g/10min. El plan experimental se ejecutó cuatro veces en total, combinando los lotes de material y las estrategias de control entre sí para todas las combinaciones de parámetros del proceso.

Tabla 3.1: Valor de nivel para parámetros de proceso, estrategia de control y lote de material

3.5 Resultados

3.5.1 Análisis de secciones delgadas de piezas de plástico reciclado

La composición de los lotes de material influye en los defectos del interior de las piezas moldeadas por inyección. Las impurezas incompatibles como el metal, el vidrio o el papel pueden aparecer en la PCR con un porcentaje pequeño. Dado que los defectos pueden reducir las propiedades mecánicas de las piezas moldeadas por inyección, se investigaron las inclusiones de material y las profundidades de corte (causadas por contaminantes) mediante imágenes microscópicas ligeras de sección fina utilizando un microscopio Leica DM4500M, fabricado por LeicaBiosystems, Wetzlar, Alemania. Los exámenes microscópicos estructurales se realizaron con un aumento de 200. La figura 3.5 muestra los defectos cerca y lejos del bebedero a través de la sección transversal de la pieza.

Los factores investigados que influyen en la estructura de la pieza son el lote de material, la estrategia de control y los ajustes del proceso. Los ajustes del proceso no influyen en la aparición de marcas de corte e inclusiones de material cerca del bebedero, mientras que lejos del bebedero se observan muchos más defectos con una presión de retención baja. Con un control de proceso convencional, pueden observarse mayores inclusiones de material, especialmente lejos del bebedero. Además, el lote influye en la aparición de defectos en las piezas, dependiendo de la cantidad de impurezas que contenga. Con el control de la presión de la cavidad, no se aprecian diferencias en las imágenes de la sección delgada entre ambos lotes de material. Estas afirmaciones se basan en un tamaño de muestra relativamente pequeño, ya que el análisis microscópico requiere mucho tiempo, por lo que su validez es limitada. En conclusión, puede observarse que las impurezas son visibles en las piezas fabricadas con PCR. En consecuencia, las fluctuaciones generales del proceso también son más pronunciadas con la PCR que con el material virgen.

Figura 3.5: Imágenes microscópicas de la sección delgada cerca y lejos de la compuerta para alta temperatura del molde y baja presión de mantenimiento con control convencional para una pieza ejemplar del lote 2.

3.5.2 Influencia de las perturbaciones en la estabilidad del proceso para diferentes estrategias de control

La influencia de los cambios de los parámetros del proceso en el peso de la pieza se muestra en la Figura 3.6 para las diferentes estrategias de control del proceso y lotes de material. Puede verse claramente que la reproducibilidad de la calidad de la pieza puede aumentar significativamente con el MPC. Se realizó un análisis estadístico de regresión para evaluar en detalle los datos experimentales: las piezas con control de la presión de cavidad son, en general, más ligeras. No es posible una transferencia completa de los parámetros experimentales entre la presión del tornillo y la presión de la cavidad. Con el control convencional del proceso, la presión de la cavidad desciende durante la fase de mantenimiento de la presión, mientras que con el control de la presión de la cavidad, la presión de la cavidad se mantiene constante y, por tanto, aumenta la presión del tornillo. La diferencia de peso entre las estrategias de control tiene una influencia insignificante en la variación del peso de la pieza al cambiar los ajustes del proceso, por lo que se da la significación de los resultados de la prueba.

Para el control convencional del proceso, se detecta un aumento del peso de la pieza de aproximadamente 0,2 g con un aumento de la temperatura del molde. La temperatura del molde tiene la mayor influencia en el peso de la pieza antes que el nivel de presión de mantenimiento, que es sólo ligeramente la mitad. Con el control de la presión de la cavidad, la influencia de la temperatura del molde en el peso de la pieza se reduce en más del 80 %, de modo que el nivel de presión en la fase de presión de mantenimiento tiene al menos tres veces más influencia en el peso de la pieza que la temperatura del molde. Dado que la presión de la cavidad es el único parámetro principal que influye en el peso de la pieza, es posible ajustar el peso de la pieza específicamente definiendo el nivel de presión de la cavidad, incluso si se producen cambios térmicos en el proceso.

Además, la estabilidad del proceso dentro de un entorno de ensayo indica la capacidad de compensar perturbaciones aleatorias, como impurezas en el material PCR (véase 3.5.1). La estabilidad del proceso es mayor cuando se utiliza el control de presión de cavidad. La desviación estándar del peso es de 10,2 mg de media, mientras que la desviación estándar con el control de proceso convencional es de 27,5 mg. Esto significa que las fluctuaciones cíclicas en la homogeneidad del material debidas a las impurezas se compensan más eficazmente.

Además, se investigó un cambio de lote de material. Las piezas del lote 1 son más pesadas con el control de proceso convencional, ya que es posible una mayor transmisión de presión debido a la menor viscosidad del material del lote 1. En comparación, la influencia del lote y la viscosidad del material pueden reducirse en más de un 73% mediante el control de la presión de cavidad. En la figura 3.6, casi no se aprecian diferencias en el peso de las piezas entre los dos lotes de material. En consecuencia, los resultados subrayan una mayor estabilidad del proceso con el control de la presión de cavidad.

3.5.3 Análisis mecánico

Las propiedades mecánicas de las piezas moldeadas por inyección se ven influidas por la estrategia de control, así como del lote de material y de los ajustes del proceso. Las barras de tracción a lo largo de la dirección dúctil, mientras que las varillas de tracción transversales a la dirección del flujo

muestran un fallo frágil. Al comparar las propiedades mecánicas a lo largo de la dirección de flujo en rotura, la resistencia a la tracción es dos veces mayor utilizando el control de la presión de cavidad, así como el alargamiento a la rotura. La resistencia a la tracción es de 11,1 MPa (6 MPa) y el alargamiento a la rotura es del 90% (cf. 50%). En el caso de las varillas de tracción transversales a la dirección de flujo, no se aprecian diferencias significativas.

Una comparación entre los lotes de material muestra que las varillas de tracción del lote 1 tienen una mayor resistencia a la rotura y un menor alargamiento de rotura. Como resultado, las varillas presentan un comportamiento de fractura más frágil.

La resistencia máxima a la tracción es uno de los parámetros mecánicos más importantes, además de la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura. Los valores medios y las desviaciones estándar de la resistencia máxima a la tracción longitudinal y transversal a la dirección de la Tabla 3.2 como media de todos los puntos de ensayo.

Tabla 3.2: Resistencia máxima a la tracción longitudinal y transversal a la dirección del flujo para diferentes lotes y estrategias de control.

Las varillas de tracción del lote 1 presentan una resistencia máxima a la tracción inferior a la de las varillas de tracción del lote 2, aunque la proporción de impurezas es menor. El lote 1 tiene una proporción de 5,5% de impurezas en comparación con el lote 2, cuya proporción es del 2%. Sólo la proporción de impurezas metálicas es un 0,22% superior a la del lote 2, que tiene una proporción del 0,08%. Las impurezas metálicas podrían ser más altas y, por tanto, causar mayores defectos en la pieza. Habría que comprobar esta hipótesis examinando otros lotes. No obstante, las diferencias entre los dos lotes en total son pequeñas, con una desviación en la resistencia máxima a la tracción inferior a 0,5.

Existen diferencias significativamente mayores entre las dos estrategias de control, así como en función de la colocación de la muestra de ensayo en la pieza. La resistencia máxima a la tracción es más de 3 veces mayor en la dirección de flujo que en sentido transversal a la dirección de flujo. La resistencia de la pieza es anisótropa a pesar de la ausencia de fibras en el material. Las barras de tracción transversales a la dirección de flujo se fresaron lejos del bebedero, de modo que en esta zona se ejerce menos presión de sujeción y, por lo tanto, se reduce la resistencia a la tracción. A efectos de verificación, las probetas podrían someterse a otros ensayos cerca del bebedero en sentido transversal a la dirección de flujo, a fin de cuantificar su posición

Con el control convencional del proceso se consiguen resistencias a la tracción globalmente más altas, especialmente en sentido longitudinal a la dirección de flujo, con una mayor resistencia a la tracción máxima de hasta 1,24 y, por tanto, 4,2%. Esto puede deberse a las mayores presiones en la fase de presión de mantenimiento de este método de control del proceso. En consecuencia, el material se comprime más, lo que da lugar a una mayor homogeneidad de las barras de tracción, como se describe en el análisis microscópico de la sección anterior. Este argumento se ve reforzado por el hecho de que las diferencias de resistencia son inferiores a de 0,5 a partir del bebedero.

Los resultados de los ensayos de cada uno de los puntos experimentales se examinan detalladamente para la influencia de los parámetros del proceso en la resistencia de la pieza en función del control y del lote de material. Las resistencias máximas a la tracción en sentido longitudinal a la dirección de flujo se muestran en la figura 3.7.

La estrategia de control tiene una gran influencia en la resistencia a la tracción de las piezas. A altas temperaturas del molde y del cilindro combinadas con una presión de mantenimiento baja (caso 1), así como a temperaturas bajas y una presión de mantenimiento alta (caso 2), la resistencia a la tracción es mayor con el control de la presión de cavidad que con el control convencional del proceso. La mayor resistencia en el caso 1 podría deberse a una mejor transmisión de la presión de mantenimiento causada por las temperaturas más altas. Además, la duración de la presión de mantenimiento aumenta con la trayectoria de la presión de cavidad optimizada para pvT, de modo que es posible un enfriamiento homogéneo de la pieza. A bajas temperaturas y presiones altas (caso 2), la disminución de la presión de la cavidad en la fase de presión de mantenimiento es más pronunciada con la presión de mantenimiento convencional, lo que podría dar lugar a una falta de homogeneidad en el enfriamiento de la pieza. Estos efectos parecen ser independientes del material.

Figura 3.7: Máxima resistencia a la tracción a lo largo de la dirección del flujo para el proceso convencional (CPC) y control de presión de cavidad (MPC) y diferentes lotes.

La resistencia máxima a la tracción es la más alta en el punto central con control de proceso convencional, lo que demuestra que las temperaturas de proceso estándar de los materiales. Con el control de la presión de cavidad, las resistencias a la tracción son mayores en montaje experimental 7 a bajas temperaturas y alta presión de mantenimiento.

Las desviaciones estándar de los resultados experimentales son demasiado grandes para evaluar estadísticamente la influencia de la temperatura del molde, la temperatura de la botella, el nivel de presión de mantenimiento y el volumen de dosificación. Los modelos de regresión tienen una precisión inferior al 40 %, por lo que no es posible determinar la importancia de las variables del proceso. En consecuencia, es necesario realizar más pruebas con una muestra mayor, por ejemplo, diez probetas de tracción. El moldeo por inyección de barras también ofrece una forma de reducir la variación, ya que el procesamiento mecánico de las barras de tracción durante el fresado puede tener también una gran influencia en la resistencia a la tracción.

3.6 Conclusiones y perspectivas

Este trabajo presenta un sistema de control de la presión de cavidad diseñado para aumentar la estabilidad de procesos de moldeo por inyección. El uso de PCR-PP y el cambio de las condiciones del proceso térmico en pruebas de moldeo por inyección. La investigación de diferentes lotes de PCR mostró que sólo podían detectarse pequeñas diferencias en el comportamiento pvT de los lotes, en comparación con otras imprecisiones. Las imágenes microscópicas de luz transmitida mostraron defectos en la pieza, que pueden provocar fallos mecánicos.

El procesamiento de PCR-PP puede mejorarse utilizando métodos avanzados de control del proceso de presión de cavidad. La estabilidad del proceso se evaluó valorando el peso de la pieza. Los resultados demuestran que el control de la presión de cavidad puede reducir las variaciones de lote a lote en más de un 73% en comparación con el control de proceso convencional. Las fluctuaciones térmicas pueden reducirse en más del 80%.

Las propiedades mecánicas de la pieza se evaluaron mediante ensayos de tracción. Se comprobó que la resistencia a la tracción era hasta 1,24 mayor con el control de proceso convencional. Una de las razones podría ser la menor carga de presión en la fase de inyección y mantenimiento de la presión con el control de la presión de cavidad.

Las desviaciones estándar de todos los ajustes del proceso fueron muy altas para todos los puntos experimentales, lo que impide una correlación estadística entre el ajuste del proceso y la resistencia a la tracción. Por consiguiente, es necesario un mayor tamaño de la muestra para que los resultados sean más significativos. Se necesitan más experimentos con lotes de material adicionales para evaluar la influencia de la composición del material en la resistencia a la tracción de la inyección. Se supone que un alto contenido metálico influye negativamente en la resistencia a la tracción.

3.7 Agradecimientos

Los estudios presentados en este informe sobre el desarrollo de una estrategia de control de procesos entre fases (Proyecto de investigación DFG nº HO 4776/44-1) están financiados por la Fundación Alemana de Investigación (DFG). alemana (DFG). Hacemos extensivo nuestro agradecimiento a la DFG. También queremos dar las gracias a todas a todas las empresas que han apoyado este trabajo con material plástico, maquinaria y otros equipos.

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Publicación secundaria de la ponencia presentada en el 31°Coloquio Internacional de Tecnología de los Plásticos, Instituto de Procesamiento de Plásticos (IKV) en la Industria y la Artesanía de la Universidad RWTH-Aachen, 7-8 de septiembre de 2022, Aquisgrán, Alemania)