Este estudio investiga la influencia de diversas variables dependientes para entender mejor la aparición de fracturas utilizando diferentes geometrías de rodillos plegadores bajo distintas cargas de presión.
Análisis y Evaluación Experimental
Debido a que el modelo FE no considera el comportamiento estocástico del material, es complejo comparar los resultados estadísticos de los experimentos con los del análisis FE. Por lo tanto, la evaluación experimental se realizará de manera binaria, es decir, simplemente determinando la presencia o ausencia de grietas. Este método es el más sencillo y adecuado para obtener resultados estadísticos, aunque no considera el ancho, longitud ni el impacto de las grietas en el rendimiento del borde.
Estudio Experimental
Han desarrollado una innovadora máquina plegadora con un cabezal de herramienta multieje. Esta máquina cuenta con diez cabezales de herramienta para hendido en MD, dos cortadores laterales en MD y un cabezal de herramienta que opera en CD. Los cabezales de herramienta se pueden mover ortogonalmente a la dirección de plegado y son empujados hacia el interior del cartón mediante una presión base hidráulica que varía entre 2 y 5 bar.
Este diseño permite cambiar las posiciones de corte y hendido durante la fabricación, posibilitando la producción de diferentes tamaños y geometrías de piezas sin necesidad de detener la producción para cambiar herramientas. Los cabezales de herramientas incluyen una herramienta de plegado, una cuchilla de corte y una herramienta que posiciona y empuja los rodillos o cuchillas de plegado dentro del cartón corrugado. En lugar de un troquel tradicional, se utilizan dos rodillos de aluminio que se presionan en el cartón, sostenidos por un rodillo de goma que mueve el cartón ondulado.
El proceso de plegado en MD se realiza moviendo el cartón entre el rodillo de goma y los rodillos de plegado que se presionan hacia la superficie superior del cartón. Dado que el rodillo de goma no tiene cavidades para el troquelado, es posible cambiar la posición de los cabezales de herramienta según sea necesario. La configuración de estos componentes se ilustra en la Figura 2.1, mientras que la Figura 2.2 muestra un esquema del cabezal de la herramienta con los diferentes componentes identificados por colores.
La presión hidráulica base desplaza los rodillos plegadores hacia la superficie del cartón ondulado, convirtiéndose en fuerza mediante dos cilindros hidráulicos que empujan los rodillos hacia el interior del tablero. Esta presión base, que puede variar entre 2 y 5 bar, se expresa como una fuerza actuando sobre el par de rodillos plegadores mediante la fórmula:
F=p(A1+A2)F = p(A1 + A2)F=p(A1+A2)
donde ppp es la presión base hidráulica y A1 y A2 son las áreas de la sección transversal de los cilindros hidráulicos, siendo 490 mm² y 154 mm² respectivamente. La Figura 2.3 presenta un esquema del sistema hidráulico de presión base.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Qué es el cartón corrugado de doble pared tipo BC?
El cartón corrugado de doble pared tipo BC es un material de embalaje compuesto por dos capas de cartón ondulado adheridas entre tres capas planas. Proporciona mayor resistencia y durabilidad en comparación con el cartón corrugado de una sola pared.
2. ¿Cómo afecta la presión hidráulica en el proceso de plegado?
La presión hidráulica base desplaza los rodillos plegadores hacia la superficie del cartón ondulado, aplicando una fuerza controlada que permite el plegado preciso del material sin dañarlo.
3. ¿Qué ventajas tiene el uso de rodillos de aluminio en lugar de troqueles tradicionales?
El uso de rodillos de aluminio permite un proceso de plegado más flexible, ya que no requiere cambios frecuentes de herramientas. Esto facilita la producción continua de diferentes tamaños y geometrías de piezas sin interrupciones.
4. ¿Por qué se evalúan los resultados experimentales de forma binaria?
La evaluación binaria (con grieta o sin grieta) es un método sencillo y efectivo para obtener resultados estadísticos claros y comparables, aunque no considera detalles específicos como el tamaño de las grietas o su impacto en el rendimiento del borde.
5. ¿Qué papel juega el rodillo de goma en el proceso de plegado?
El rodillo de goma sostiene y mueve el cartón ondulado durante el proceso de plegado, proporcionando una superficie de apoyo flexible y adaptable que mejora la precisión y la consistencia del plegado.