Por qué las piezas pequeñas de silicona requieren algo más que un simple moldeado

Las piezas de silicona suelen parecer sencillas. Pero cuando empiezas a buscarlas, los problemas no tardan en aparecer.

Una vez, un cliente acudió a nosotros con una pequeña válvula de silicona que se utilizaba en una bolsa para alimentos. La pieza era ligera, pesaba menos de un gramo. El diseño parecía sencillo. Pero la producción seguía fallando.

La cuestión no era el precio, sino la coherencia.

Para esta aplicación, la válvula tenía que abrirse a una presión concreta. Si la silicona era demasiado blanda, la válvula tenía fugas. Si era demasiado rígida, bloqueaba el flujo. El margen de tolerancia era muy estrecho.

El cliente ya había probado con dos proveedores. Ambos entregaron muestras que superaron las pruebas iniciales. Sin embargo, tras pasar a la producción a gran escala, aparecieron defectos. Las rebabas, las variaciones de tamaño y la presión de apertura inestable hicieron que las piezas no fueran aptas para la producción en serie.

Cuando analizamos la pieza, los riesgos de producción eran evidentes.

• El grosor de la pared era irregular
• El recorrido del flujo era largo y estrecho
• El borde de sellado se situaba en la línea de separación
• La superficie de ventilación era limitada

Cada uno de estos problemas puede gestionarse por separado. Sin embargo, en conjunto, aumentan considerablemente el riesgo de que la producción sea inestable.

Se formaron burbujas a lo largo del borde de sellado. La contracción modificó la presión de apertura. Las bolsas de aire provocaron pequeñas marcas de quemadura. No se trataba de defectos aleatorios, sino de indicios de que el diseño del molde no se ajustaba al comportamiento de la goma de silicona líquida.

Empezamos por el molde, no por la máquina.

• Se ha modificado la ubicación de la puerta. Esto acortó el recorrido del flujo y hizo que el relleno de la cavidad fuera más uniforme, lo que redujo el riesgo de un relleno incompleto y un curado desigual.
• Se ha rediseñado la línea de separación. Lo hemos alejado de la zona de sellado y hemos mejorado la adaptación de las superficies para reducir el riesgo de rebabas.
• Se han añadido microorificios de ventilación en la última zona de llenado. La profundidad de la ranura se mantuvo dentro de un margen muy estrecho, en torno a 0,004 mm.
• Se aplicó vacío durante la inyección. Esto ayudó a eliminar el aire atrapado antes de que pudiera provocar marcas de quemaduras o un llenado incompleto.
• La compensación por contracción se aplicó en función de la dirección y el espesor de la pared. De este modo, la geometría final de la válvula se mantuvo más cerca del rango de rendimiento requerido.

Antes de cortar el acero, verificamos el comportamiento de llenado mediante un análisis Moldflow. Durante las pruebas piloto, nos centramos en la estabilidad de la temperatura y mantuvimos las variaciones dentro de un margen reducido para garantizar un curado uniforme.

Tras estos cambios en el molde y en el proceso, el rendimiento de la válvula se estabilizó.

• La presión de apertura se mantuvo dentro del rango requerido
• El reborde ya no se veía en el borde de sellado
• Las marcas de quemaduras desaparecieron
• Se ha mejorado la uniformidad entre lotes

El cliente probó las piezas en líneas de llenado reales. Las válvulas funcionaron de forma constante en todos los lotes, lo que permitió que el proyecto pasara a la fase de producción.

A simple vista, parecía una pieza pequeña. Sin embargo, la estabilidad de la producción dependía de la rapidez con la que se identificaran los riesgos de fabricación.

Si un proveedor se centra únicamente en el moldeo, se limita a reaccionar ante los defectos una vez que estos aparecen. Si, en cambio, conoce el diseño de moldes, puede prevenir muchos de esos defectos antes de que comience la producción.

A menudo se puede apreciar la diferencia ya en las primeras fases del proyecto. Un proveedor competente de moldeo de silicona no se limitará a ofrecer un presupuesto por la pieza, sino que revisará el diseño y explicará los riesgos de producción.

Antes de empezar con la fabricación de las herramientas, conviene plantearse algunas cuestiones prácticas:

• ¿Revisan el diseño de tu pieza antes de fabricar el molde?
• ¿Hablan sobre la trayectoria del flujo, la ventilación y la contracción?
• ¿Explican dónde puede aparecer el destello?
• ¿Entienden cómo influye la posición de la línea de separación en el funcionamiento?
• ¿Validan el proceso para garantizar una producción repetible, y no solo la aprobación de muestras?

Estos son indicios de una auténtica experiencia en el sector manufacturero.