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¿Cómo identificar el desgaste en un tornillo para máquina de moldeo por inyección?
Creado 01.26
El husillo en una máquina de moldeo por inyección es muy importante para procesar plástico. Derrite, mezcla y mueve las materias primas. Realmente controla qué tan bien produces cosas y qué tan buenos son tus productos. Los husillos pueden desgastarse y es posible que no te des cuenta hasta que las cosas empeoren. Esto podría significar menor producción de productos, menor calidad de productos o facturas de energía más altas.
Si sabes cómo detectar el desgaste del husillo a tiempo, puedes evitar paradas repentinas, clientes insatisfechos y reparaciones costosas. Este blog te mostrará formas de comprobar el desgaste del husillo, desde comprobaciones sencillas hasta inspecciones más detalladas.
Señales Comunes de Desgaste del Tornillo: Identificación de Problemas Durante la Operación
No siempre es necesario desarmar una máquina para saber que algo anda mal. La mayoría de las veces, la máquina le indicará que un tornillo está fallando mediante pequeños cambios en su funcionamiento. Al observar estas señales, puede detectar el desgaste antes de que cause problemas mayores.
1. Caída en la Producción
Una señal temprana es cuando la máquina se ralentiza. Si el tornillo tiene que girar más rápido o por más tiempo para mover la misma cantidad de material que antes, es probable que haya una fuga interna. A medida que el espacio entre el tornillo y el cilindro aumenta debido al desgaste, el plástico fundido se desliza hacia atrás en lugar de avanzar. Por ejemplo, si una línea solía producir 5,000 unidades por turno pero ahora lucha por alcanzar las 4,000, a pesar de que la configuración es la misma, es probable que el tornillo no esté bombeando tan bien como debería.
2. Aumento Anormal de la Temperatura de Fusión
Aunque suene contraintuitivo, un tornillo desgastado a menudo conduce a temperaturas de fusión más altas. Cuando aumenta la holgura entre las espiras del tornillo y la pared del cilindro, el polímero sufre un "cizallamiento" excesivo al filtrarse hacia atrás. Este cizallamiento descontrolado genera calor inducido por fricción. Es posible que note que la máquina consume más energía para mantener la temperatura, o que el material fundido salga mucho más caliente que los puntos de ajuste en el controlador.
3. Defectos Visuales del Producto
La calidad de sus piezas terminadas es un reflejo directo del estado del tornillo. Aquí hay algunos problemas comunes que vienen con el desgaste:
- Aparecen motas o vetas negras cuando las partes metálicas desgastadas crean picaduras que atrapan el plástico. El plástico atrapado se degrada y contamina el material.
- La mala mezcla de colores ocurre si el tornillo está desgastado, lo que resulta en colores inconsistentes o veteados.
- Las burbujas y las marcas de hundimiento aparecen porque el desgaste causa una presión desigual, que atrapa aire o impide un buen empaquetado, lo que lleva a defectos superficiales.
4. Recuperación y Contrapresión Inconsistentes
Si el husillo tarda diferentes tiempos en retraerse, o si mantener la contrapresión constante es difícil, es probable que el sello entre el husillo y el cilindro tenga un problema. Si es realmente malo, el husillo podría incluso girar de forma extraña al inyectar, ya que no puede mantener la presión para empujar el material hacia adelante como debería.
Cómo confirmar el desgaste mediante inspección visual
Si bien las señales operativas proporcionan pistas, una inspección visual y física es la única forma de confirmar la extensión del daño. Esto requiere extraer el tornillo del cilindro, una tarea que debe realizarse durante el tiempo de inactividad programado o cuando el rendimiento alcanza un nivel crítico bajo.
1. Inspección de las espiras del tornillo
Las "roscas" son las crestas helicoidales del tornillo. En un tornillo en buen estado, la parte superior de la rosca (la cresta) debe ser plana y los bordes relativamente afilados. A medida que el desgaste progresa, estos bordes se redondean, de forma similar a como se desafila un lápiz afilado. Puede observar marcas de "desgaste" o pulido en la cara de empuje de la rosca. Si el ancho de la rosca se ha reducido visiblemente, la capacidad del tornillo para mover material se ve gravemente disminuida.
2. Comprobar la delaminación del recubrimiento
Muchos tornillos resistentes tienen un recubrimiento duro, como el cromado, para evitar que se desgasten. Observe detenidamente el tornillo, especialmente donde cambia de forma y mide cosas. Vea si el recubrimiento se está pelando, tiene pequeños agujeros o está astillado. Si el metal subyacente está a la vista, se desgastará mucho más rápido.
3. Medición de la holgura radial
La forma más científica de juzgar el desgaste es midiendo la holgura entre el tornillo y el cilindro. Cada máquina tiene una especificación de diseño original para esta holgura. Una regla general en la industria es que una vez que la holgura alcanza cuatro veces la tolerancia de diseño original, el tornillo ya no se considera eficiente y debe ser reemplazado o reconstruido. Por ejemplo, si la holgura original era de 0.002 pulgadas y ahora es de 0.008 pulgadas, su productividad probablemente esté sufriendo significativamente.
¿Qué Causa el Desgaste del Tornillo?
Comprender el "por qué" detrás del desgaste ayuda a implementar medidas preventivas. Generalmente, el desgaste se divide en tres categorías:
1. Procesamiento de Materiales Abrasivos
Esta es la causa más común de degradación rápida. Los plásticos reforzados con fibras de vidrio, fibras de carbono o minerales (como el carbonato de calcio) actúan como papel de lija líquido. Estas partículas duras y afiladas desgastan las superficies metálicas. Al producir componentes automotrices con relleno de vidrio, un tornillo nitrurado estándar podría durar solo una fracción del tiempo que duraría al procesar polietileno sin relleno.
2. Contacto Metal con Metal (Adhesión)
Bajo alta presión y alta temperatura, el tornillo puede desviarse y tocar la pared del cilindro. Esto suele ocurrir en la zona de transición donde el plástico se derrite. Si la máquina no está correctamente alineada, o si el cilindro está combado, la fricción metal con metal "soldará" las superficies, arrancando trozos microscópicos de acero cada vez que el tornillo gira.
3. Corrosión Química
Algunos polímeros, como el PVC o los aditivos ignífugos, pueden liberar ácidos corrosivos (como el ácido clorhídrico) cuando se sobrecalientan. Estos ácidos atacan la estructura metálica, provocando picaduras y debilitando la superficie, lo que la hace más susceptible al desgaste mecánico.
El impacto del desgaste en la producción y la calidad
Ignorar un tornillo desgastado en su máquina de moldeo por inyección puede causar problemas mucho más allá de las simples cuestiones de mantenimiento. Puede afectar a todo su negocio.
- Pérdida de dinero: Un tornillo desgastado hace que la máquina trabaje más, utilizando más energía para realizar el mismo trabajo. Sume esa factura de energía adicional a una posible reducción del 10-20% en su producción, y de repente ese tornillo defectuoso le está costando mucho cada mes.
- Altas tasas de desperdicio: La calidad inconsistente del fundido conduce a piezas "fuera de especificación". Si está operando una línea de alto volumen para piezas médicas o aeroespaciales, un aumento en las tasas de desperdicio no es solo un desperdicio de material, es un riesgo para sus certificaciones y la confianza del cliente.
- Daño por reacción en cadena: Un tornillo desgastado a menudo daña el cañón. Si espera demasiado para abordar el tornillo, puede descubrir que el cañón se ha raspado o "ovalado" (desgastado hasta formar una forma ovalada), lo que requiere un reemplazo mucho más costoso de ambos componentes.
Conclusión
Detectar el desgaste del tornillo a tiempo puede evitarle grandes dolores de cabeza en la producción. Esté atento a sus números diarios (tiempos de ciclo, temperaturas de fusión y rechazos) para detectar signos de desgaste antes de que empeoren.
Si ve algo, revíselo en persona y mida el espacio. Repare el tornillo u obtenga uno nuevo y más resistente. Cuidar esto mantiene su planta funcionando bien, sus productos de buena calidad y sus máquinas en buen estado.
Preguntas frecuentes
1. ¿En qué momento se debe reemplazar un tornillo?
Generalmente, si la holgura radial entre el tornillo y el cilindro excede cuatro veces la especificación original, o si su tasa de desperdicio aumenta en más del 5% debido a una fusión inconsistente, es hora de un reemplazo. Si observa picaduras visibles o "rayaduras" en el metal, se requiere acción inmediata.
2. ¿Todos los plásticos causan desgaste en el tornillo?
Todos los materiales causan cierto grado de desgaste, pero las resinas "limpias" como el polipropileno (PP) virgen o el poliestireno (PS) son muy suaves. Los principales culpables del desgaste son las resinas con carga de vidrio, los materiales reciclados (que pueden contener contaminantes) y los materiales corrosivos como el PVC o ciertos retardantes de llama.
3. ¿Es rentable reconstruir un tornillo desgastado?
La reconstrucción (re-vuelo) de un tornillo puede ser una alternativa rentable a la compra de uno nuevo, costando a menudo entre el 40% y el 60% de una pieza nueva. Sin embargo, esto depende del alcance del daño. Si el metal base (la raíz) está muy picado o el tornillo está deformado, un reemplazo total suele ser la inversión más segura y duradera.
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