La fuerza de cierre es el dato que más pesa al elegir el tamaño de una inyectora. Si se queda corta, el molde se abre durante la inyección y aparecen rebabas. Si sobra, en cambio, se invierte en una máquina más grande de lo necesario. En esta guía explicamos cómo estimarla y qué más conviene revisar antes de comprar.
- Qué es la fuerza de cierre y por qué define el tamaño de la máquina
- Cómo calcular el tonelaje paso a paso, con un ejemplo
- Qué factores aumentan o reducen la fuerza necesaria
- Qué revisar además del tonelaje antes de cotizar
Qué es la fuerza de cierre
Durante la inyección, el plástico fundido entra al molde a alta presión. Esa presión empuja las dos mitades del molde hacia afuera. Por eso, la unidad de cierre debe mantenerlas unidas con una fuerza mayor. Esa fuerza se expresa en toneladas, y por eso también se habla del «tonelaje» de una inyectora.
En otras palabras, cuando alguien pide «una máquina de 300 toneladas», se refiere a su fuerza de cierre máxima.
Cómo calcular la fuerza de cierre paso a paso
El método más usado en la industria es sencillo. Se basa en el área proyectada de la pieza y en un factor que depende del material.
- Calcule el área proyectada. Es la superficie de la pieza vista desde la dirección en que se abre el molde, como si fuera su sombra.
- Multiplique por el número de cavidades. Si el molde usa colada fría, sume también el área de los canales.
- Aplique el factor del material. Multiplique el área total por las toneladas por unidad de área que requiere ese plástico.
- Agregue un margen de seguridad. Así la máquina no trabajará siempre al límite.
- Verifique que el molde quepa. Compare el ancho y el alto del molde con la distancia entre columnas de la máquina. Si no cabe, necesitará una máquina más grande, aunque la fuerza calculada sea menor.
En resumen: fuerza de cierre = área proyectada total × factor del material.
Factores de tonelaje según el material
Cada plástico fluye de forma distinta, así que necesita una presión diferente. Según la Society of Plastics Engineers, el factor suele ir de 2 a 8 toneladas por pulgada cuadrada, es decir, aproximadamente de 0,3 a 1,2 toneladas por centímetro cuadrado.
- Polietileno: se ubica en la parte baja del rango, porque fluye con facilidad.
- Polipropileno: entre 2 y 3 toneladas por pulgada cuadrada (cerca de 0,31 a 0,46 t/cm²).
- Policarbonato: se ubica en la parte alta, porque es más viscoso.
Estos valores son una referencia inicial. Por lo tanto, conviene confirmarlos con el fabricante del material y de la máquina.
Ejemplo práctico de cálculo
Supongamos un molde de 8 cavidades para tapas de polipropileno. Cada tapa tiene un área proyectada de 50 cm², y los canales suman 20 cm². El cálculo sería así:
- Área total: 8 × 50 + 20 = 420 cm².
- Factor para polipropileno: de 0,31 a 0,46 t/cm².
- Fuerza de cierre estimada: de 130 a 193 toneladas, aproximadamente.
Con ese resultado, y después de sumar un margen, se buscaría una máquina por encima de ese rango. Además, habría que confirmar que el molde quepa entre sus columnas. Este ejemplo es solo ilustrativo; en un proyecto real, el cálculo se ajusta con los datos de su pieza y su molde.
Qué más influye en la fuerza de cierre
La fórmula es un buen punto de partida, pero no lo explica todo. De hecho, la revista Plastics Technology señala que dos piezas con la misma área proyectada pueden necesitar tonelajes distintos. Estos son los factores principales:
- Espesor de pared: las piezas de pared gruesa requieren más presión de mantenimiento.
- Recorrido de flujo: cuanto más largo y delgado es el camino del plástico, mayor es la presión de inyección.
- Puntos de inyección: su número, tipo y ubicación cambian la presión necesaria.
- Correderas y orientación de la pieza: también modifican la carga sobre el molde.
El diseño de la máquina también cuenta. Por ejemplo, la serie eléctrica NOVA 5eT de Negri Bossi, de 50 a 360 toneladas, usa un sistema de cierre «Flat clamp». Según el fabricante, este sistema reparte la presión de contacto de forma uniforme sobre el molde y reduce la fuerza de cierre necesaria.
El tamaño del molde y la distancia entre columnas
En la práctica, el tonelaje no depende solo del cálculo. También lo determina el tamaño del molde. El molde debe pasar entre las columnas de la máquina y apoyarse bien sobre los platos. Por eso, cada tamaño de máquina tiene una distancia entre columnas definida, y las de mayor tonelaje ofrecen más espacio.
Así, un molde grande para una pieza liviana puede exigir una máquina de más toneladas de las que indica la fórmula. En ese caso, es el molde el que define la máquina. Por lo tanto, conviene revisar las dos cosas a la vez: la fuerza de cierre calculada y las medidas del molde.
Riesgos de una fuerza de cierre mal calculada
Si la fuerza es insuficiente, el molde se separa ligeramente. Como resultado, aparecen rebabas, las piezas varían de peso y aumentan los rechazos.
Por otro lado, un exceso de fuerza tampoco es bueno. Desgasta el molde y sus líneas de partición, consume más energía y, en casos extremos, puede dañar la estructura de la máquina. Además, una inyectora sobredimensionada cuesta más desde el inicio.
Además del tonelaje: qué revisar antes de comprar
Una máquina con la fuerza de cierre correcta todavía debe ser compatible con su molde. Por eso, antes de decidir, revise también:
- Tamaño de los platos y espacio para el sistema de expulsión y los accesorios del molde.
- Altura mínima y máxima del molde, y carrera de apertura para expulsar la pieza.
- Capacidad de inyección: el peso de la inyectada frente a lo que admite el husillo.
- Tecnología de la máquina: eléctrica, hidráulica o híbrida. Lo explicamos en nuestra guía para elegir una inyectora eléctrica o hidráulica.
Preguntas frecuentes sobre la fuerza de cierre
¿Puedo usar una máquina con más tonelaje del que necesito?
Sí, siempre que el molde quepa y se ajuste la fuerza en el proceso. Sin embargo, una máquina mucho más grande suele significar más inversión y más consumo.
¿El cálculo sirve para cualquier pieza?
Sirve como estimación inicial. En piezas de pared delgada, de pared gruesa o con recorridos de flujo largos, conviene un análisis más detallado.
¿Qué datos necesito para pedir una recomendación?
Basta con el plano o una muestra de la pieza, el material, el número de cavidades y las medidas del molde. Con eso podemos estimar la fuerza de cierre y sugerir el modelo adecuado.
Asesoría para calcular el tonelaje de su inyectora
En INTERCOEX representamos a Negri Bossi, con inyectoras eléctricas, servohidráulicas e híbridas: desde la NOVA 5eT, de 50 a 360 toneladas, hasta la BIPOWER, de 1300 a 7000 toneladas. Puede ver todas las opciones en nuestra página de máquinas de inyección de plástico. Si lo prefiere, escríbanos a info@intercoexglobal.com con los datos de su pieza y le ayudamos a calcular la fuerza de cierre.
Fuentes: Society of Plastics Engineers y Plastics Technology.