En la producción de preformas, botellas y envases de PET cada empresa tiene necesidades específicas que deben satisfacer quienes suministran las máquinas y los moldes para fabricarlos.
Convertidores y embotelladores buscan siempre soluciones que aporten ventajas productivas a sus procesos, tanto cuando ponen en el mercado un número relativamente bajo de preformas de PET o de botellas llenas, como cuando los volúmenes de producción son altos.
Veamos las características que determinan la calidad de las máquinas y los moldes de preformas.
En general, los moldes de preformas pueden tener de 8 a 180 cavidades, pero el mercado nos dice que los tipos más usados por las empresas son los de 48, 72, 96, 128 y 144 cavidades.
Hay diferencias notables según las distintas necesidades de los consumidores finales de las bebidas. En Europa hay una mayor demanda de moldes de 72 y 96 cavidades, mientras que en América y en China los moldes comprados y usados con más frecuencia son los de 144 cavidades.
Esto significa que también las máquinas instaladas en las distintas fábricas difieren por el límite máximo de cavidades de los moldes que pueden utilizarse.
La relación entre máquina, moldes y cavidades:
Los factores principales que aportan ventajas productivas a las empresas son sustancialmente dos: número de cavidades y tiempo de ciclo. Analicemos ahora en detalle cada una de estas características técnicas.
El aumento de la productividad en los sistemas de producción de preformas puede lograrse de varias formas, una de las cuales es maximizar el número de cavidades.
Normalmente el número de cavidades depende de:
Si los dos primeros puntos lo permiten, es posible diseñar un layout de las cavidades del molde (disponiendo las cavidades con un paso horizontal y vertical) que maximice su número.
Por ejemplo, gracias al uso de un layout "micro-pitch", es posible optimizar los moldes pasando de 48 a 72 cavidades, de 72 a 96, de 96 a 128, de 144 a 180.
Un ejemplo típico es el molde de 180 cavidades como evolución del de 144. Este último tiene las cavidades dispuestas en 8 filas verticales de 18 cavidades cada una.
Compactando las dimensiones de los componentes es posible tener, en el mismo espacio, una disposición en 10 filas de 18 cavidades cada una, para un total de 180 cavidades.
El aumento de productividad es evidente, sobre todo al analizar las cifras.
Con un molde optimizado de 180 cavidades y con el mismo tiempo de ciclo, la producción sube de 98.000 a 122.000 unidades por hora.
Para obtener el mismo resultado habría sido necesario reducir el tiempo de ciclo de 5,3 a 4,25 segundos, un valor hoy prácticamente inalcanzable.
Tener un molde de altas prestaciones significa ganar ventaja en términos de:
En esencia, el resultado obtenido es la reducción del tiempo de ciclo y, en consecuencia, un evidente aumento de la productividad.
El tiempo de ciclo se compone de: tiempo de inyección, tiempo de mantenimiento, tiempo de enfriamiento, tiempo de apertura y cierre mecánico de la prensa y tiempo de extracción.
Hace un momento hemos puesto el ejemplo de un molde que ya tenía un tiempo de ciclo especialmente competitivo (5,3 s), obtenido aplicando las mejores soluciones disponibles. Otros moldes diseñados con soluciones más modestas tienen margen de mejora que, si se aplica, puede llevar a un aumento apreciable de la productividad.
Por ejemplo, optimizando los distintos componentes que forman el tiempo de ciclo es posible mejorar claramente la producción de preformas de PET.
Los tiempos de mantenimiento y de enfriamiento pueden depender de la temperatura de extracción de la preforma que, a su vez, depende sobre todo de la capacidad de enfriamiento de los sistemas de post mould cooling.
También aquí las cifras despejan cualquier duda. Tener un buen hot runner y un molde con venteos de altas prestaciones puede llevar a una mejora de hasta el 50% del tiempo de inyección.
Además, al comparar un molde con buenas prestaciones de intercambio térmico con un molde de baja calidad se observa que la productividad puede variar hasta un 20-30%.
El tiempo de apertura y cierre mecánico de la prensa depende casi exclusivamente de la máquina y del diseño de las levas de extracción del molde, mientras que la capacidad de enfriar mejor la preforma fuera del molde permite extraerla rápidamente y, por tanto, acelerar todo el proceso.
Trabajando sobre todos estos parámetros, y tocando también el hardware en forma de molde y máquina para optimizarlos, es posible obtener ventajas increíbles que pueden llevar a una reducción del tiempo de ciclo del 30%.