Estudio de caso 1

Optimización del grado de dureza mediante cálculo FEM

 

Situación de partida

En la tapa de un envase de helado se realizaron unos nervios para mejorar el cierre, facilitar la unión entre la tapa y el envase de helado y hermetizar de forma segura el borde del vaso con un cierre total.

Durante la producción se demostró que estos nervios tendían a deformarse cada vez, fragilizándose después. Esto conllevaba el peligro de que los nervios dejaran pasar impurezas a la caja de helado, y por tanto al contenido.

 

Sector

Productos lácteos

Estrategia/Motivo

Deformación y rotura no deseadas

Resolución de tareas

Es necesario optimizar geométricamente la unión entre los nervios de apoyo y las guías de introducción de la tapa para evitar deformación y fragilización.

Realización

Realizamos un cálculo de resistencia por ordenador (método de elementos finitos, abreviado FEM) para hallar cuanto antes una solución óptima a este problema.

Este método nos permitió simular posibles principios de solución de antemano y comparar las características resultantes, en cuanto a deformación y fragilización. En varios ciclos de optimización se modificó la geometría de los nervios hasta conseguir una situación de esfuerzo mínimo. Esta solución teóricamente óptima se trasladó a continuación a la herramienta de serie.

 

Resultado

Se consiguió reducir de manera significante el esfuerzo mecánico de los nervios gracias a esta optimización geométrica. Se esperaban características de fragilización considerablemente mejoradas gracias a la reducción de tensiones y deformaciones en los nervios. Las averiguaciones teóricas pudieron verificarse al 100 % mediante la posterior implementación práctica. Numerosos test de esfuerzo y caída realizados en las instalaciones del cliente corroboraron íntegramente las mejoras previamente calculadas.

Ventaja para el cliente

Los cálculos de FEM permitieron hallar la solución ideal para el cliente, compuesta de distintas variantes. Los resultados se pudieron calcular sin grandes modificaciones en las herramientas. Se consiguió reducir notablemente el tiempo de implementación frente a la clásica optimización de herramientas con el método prueba y error.

Nuestro cliente recibe una solución óptima en el plazo de realización más corto posible y a unos costes de optimización mínimos. La seguridad del producto en los procesos de llenado y logística pudo aumentarse de manera significante.

Refuerza el resultado de deformación representado en la situación de partida

Refuerza el resultado de deformación representado en la situación de partida

Resultado del último nivel de optimización

Resultado

Una mejora de las

  • características de fragilización
  • Plazo de realización
  • Seguridad de producción