Guía de diseño de moldes de preformas de botellas para mejores botellas

El papel de la preforma en la fabricación de botellas

Una preforma de PET es una pieza en bruto con forma de tubo de ensayo de paredes gruesas, que normalmente pesa entre 8 y 60 gramos, según el tamaño de la botella objetivo. Primero se moldea por inyección, luego se almacena o se recalienta inmediatamente y se introduce en una máquina de moldeo por soplado y estiramiento, donde se infla hasta obtener la geometría final de la botella bajo alta presión de aire y se estira axialmente al mismo tiempo.

Debido a que la preforma se convierte en la botella, sus características determinan las características de la botella. La distribución del espesor de la pared en la preforma controla directamente la distribución del espesor de la pared en la botella soplada. La calidad de la compuerta afecta la claridad de la base y la integridad estructural. Las dimensiones del acabado del cuello (la sección roscada) determinan si la botella terminada acepta la tapa correctamente y si sella bajo presión de carbonatación o durante procesos de llenado en caliente. Ninguna de estas variables puede corregirse aguas abajo. Están ambientados en el Molde de preforma de botella .

Variables clave de diseño que afectan la calidad de las preformas

El diseño de la compuerta es una de las variables menos discutidas en el rendimiento del molde de preforma, pero tiene un efecto directo en la calidad de la base de la preforma. La puerta es el punto por donde la resina ingresa a la cavidad; en la mayoría de los moldes de preforma, una puerta puntual en la base de la preforma. El diámetro de la compuerta, la longitud del terreno y el ángulo de la aproximación de la compuerta influyen en la limpieza con la que aparece el vestigio de la compuerta en la base de la preforma después de que se cierra la válvula del canal caliente. Una puerta mal diseñada o desgastada deja una marca visible que afecta la claridad de la base en la botella terminada, lo cual es particularmente importante en aplicaciones de empaque transparente.

La geometría del pasador central controla el perfil interno de la preforma y, por tanto, la distribución del material durante el moldeo por soplado. Un pasador central que no está centrado con precisión dentro de la cavidad produce una preforma con un espesor de pared desigual en un lado, que luego sopla de manera desigual. La botella terminada puede parecer aceptable, pero su uniformidad estructural se ve comprometida de maneras que se manifiestan como variaciones de rendimiento bajo carga o durante el llenado.

Las herramientas de acabado de cuello tienen algunas de las tolerancias dimensionales más estrictas de todo el molde. El perfil de la rosca, el diámetro del acabado y la superficie de sellado debajo de la rosca afectan el rendimiento de la aplicación de la tapa. En aplicaciones de bebidas carbonatadas, la desviación del acabado del cuello puede provocar que la tapa falle bajo presión. En aplicaciones de llenado en caliente, puede afectar la integridad del sello necesaria para mantener la vida útil. Estos no son riesgos hipotéticos: son problemas recurrentes que se remontan a herramientas de acabado de cuello que estaban mal especificadas o se han desgastado más allá de sus límites de servicio.

Equilibrio de moldes de múltiples cavidades y distribución de flujo

Producción moldes de preformas de botellas funcionan con un alto número de cavidades: 48, 72 y 96 cavidades son comunes en aplicaciones de bebidas. A estas escalas, el rendimiento constante en cada cavidad simultáneamente se convierte en un verdadero desafío de ingeniería.

El flujo de resina a través del canal caliente debe llegar a cada cavidad a la misma temperatura, la misma presión y en el mismo momento del ciclo de inyección. Cualquier desequilibrio produce cavidades que se llenan a diferentes velocidades, lo que se manifiesta como una variación de peso entre preformas de diferentes posiciones en la herramienta. La variación de peso significa variación del espesor de la pared en la botella soplada. En el contexto de una bebida carbonatada, esa variación afecta directamente la consistencia de la presión de estallido en todo el producto.

Lograr este equilibrio requiere un diseño cuidadoso del canal caliente: la geometría del canal del canal, la ubicación del calentador, el posicionamiento del termopar y la sincronización de la compuerta de la válvula contribuyen. El análisis reológico y la simulación del flujo del molde en la etapa de diseño identifican el desequilibrio antes de que la herramienta se corte en acero. Corregir un desequilibrio de flujo en un molde de 96 cavidades terminado es un problema considerablemente más costoso que diseñarlo desde el principio.