Ensayo de materiales: la base estratégica para el ROI en troquelado de alto rendimiento
Autor: Tino Thür, BERHALTER Swiss Die-Cutting
La velocidad es el objetivo. La precisión es el requisito. El ensayo de materiales es el punto de partida.
En el panorama actual de la fabricación a alta velocidad, las empresas están bajo una presión creciente para mejorar el rendimiento, reducir el desperdicio y controlar los costos sin comprometer la calidad. Invertir en equipos modernos de troquelado, capaces de procesar más de 500 golpes por minuto, se ha convertido en algo esencial para seguir siendo competitivos.
Sistemas como el Swiss Die-Cutter™ B6 y B4 demuestran lo que es tecnológicamente posible: alto rendimiento, integración digital y manejo flexible de materiales. Ambos soportan sustratos en un rango de 25–200 µm, e incluso más allá según la aplicación. Pero el verdadero desempeño de cualquier máquina depende de cómo se comporte el material en condiciones reales de producción.
El factor limitante no suele ser la máquina, sino el material.
Sin comprender de antemano el comportamiento del material, las empresas corren el riesgo de invertir en equipos que no pueden cumplir con las expectativas. Por eso el ensayo de materiales no es solo una precaución técnica: es un requisito estratégico. Garantiza que los parámetros de producción, las capacidades de la máquina y las características del material estén alineados desde el primer día.
Análisis de materiales con sensor ultrasónico para la detección de empalmes | BERHALTER Swiss Die-Cutting
Unidad de troquelado de alto rendimiento – Conversión de desenrollado continuo en avance indexado | BERHALTER Swiss Die-Cutting
Panel de control en la mesa de empalme | BERHALTER Swiss Die-Cutting
"El factor limitante no suele ser la máquina, sino el material."
Por qué los ensayos de materiales impulsan el ROI estratégico
Los ensayos de materiales revelan cómo responden los materiales a la velocidad, la presión y la tensión o carga mecánica. Esto permite a los fabricantes pronosticar la producción con precisión, evitar ineficiencias y mantener una calidad de producto constante. Todos estos factores impactan directamente en la rentabilidad.
Así es como funciona:
1. Optimización predictiva de la velocidad
El rendimiento a alta velocidad depende de la fiabilidad con la que un material pueda procesarse a velocidad máxima. Materiales que funcionan bien a bajas velocidades de hasta 300 golpes por minuto pueden volverse inestables o deformarse cuando se exponen a altas tensiones mecánicas entre 300 y más de 500 golpes por minuto.
- Los ensayos de materiales identifican el umbral a partir del cual la calidad o la estabilidad empiezan a deteriorarse
- Aclaran qué rendimiento es realmente alcanzable con un determinado sustrato
- La disposición de las cavidades en la herramienta de troquelado tiene un enorme impacto en la velocidad de troquelado
- También es importante probar la estabilidad de la rejilla bajo tensión, la cual se ve directamente afectada por la alineación de los recortes (tapas, etiquetas, etc.)
Beneficio estratégico: Permite una planificación precisa del ROI basada en el rendimiento probado y no en especificaciones de velocidad poco realistas.
2. Reducción de desperdicio rentable
Pequeñas inconsistencias en la calidad del material, como el grosor irregular o variaciones en la superficie, pueden generar un desperdicio significativo, especialmente a altas velocidades y ciclos.
- Las pruebas ponen de manifiesto debilidades que pueden causar atascos, errores de alimentación o cortes defectuosos
- Permiten ajustar parámetros de proceso o tomar decisiones de inversión antes de iniciar la producción
- Por ejemplo, si la tensión de la lámina no está optimizada para coincidir con el comportamiento elástico del material, incluso pequeñas variaciones de avance pueden causar pérdida de registro
- Los sustratos delgados (p. ej., película plástica de 30 µm) son especialmente propensos a curvarse o rasgarse cuando se someten a cargas mecánicas de alta velocidad, lo que a menudo provoca inestabilidad de la banda, atascos o mayores tasas de desperdicio
Beneficio estratégico: Reduce la pérdida de material y el tiempo de inactividad no planificado al identificar los factores de riesgo desde el principio. Además, variables de proceso como el curvado de la lámina, los cambios de tensión o la deriva de registro suelen estar vinculadas al comportamiento del material bajo estrés dinámico. Comprender cómo reacciona un material, y cuán consistentes son esas reacciones, facilita mantener una operación estable, especialmente cuando se trabaja con sustratos ligeros y flexibles.
3. Longevidad de la herramienta y reducción del tiempo de inactividad
Los diferentes materiales afectan de manera distinta a las herramientas. Por ejemplo, los sustratos que contienen cargas o con superficies abrasivas pueden acelerar el desgaste, aumentando la frecuencia de mantenimiento.
- Los ensayos de materiales ayudan a predecir la vida útil de la herramienta en condiciones específicas de producción
- También apoyan la selección de geometrías o recubrimientos de herramientas alineados con los perfiles de esfuerzo esperados
- Los materiales altamente cargados o recubiertos reducen la durabilidad o vida útil de la herramienta de corte
- Las pruebas pueden revelar si ciertas películas requieren una menor holgura o una dureza de herramienta diferente para mantener la calidad de corte a lo largo del tiempo
Beneficio estratégico: Apoya la planificación del mantenimiento preventivo y protege la inversión en herramientas a largo plazo.
4. Aseguramiento de la calidad y confianza del cliente
A medida que aumentan las velocidades de producción, los márgenes de tolerancia se reducen. La inconsistencia del material, incluso si es menor, puede comprometer la calidad del corte y la precisión dimensional.
- Las pruebas garantizan que los sustratos seleccionados cumplan con las expectativas de calidad no solo en condiciones controladas, sino también a velocidades de producción
- Proporcionan un punto de referencia para evaluar la consistencia entre lotes o entre distintos proveedores
- Por ejemplo, la variación de espesor a lo largo de un rollo de papel puede generar presión de gofrado inconsistente o grietas en los bordes
- Las películas multicapa con uniones internas débiles pueden delaminarse o deformarse bajo tensión, lo que provoca desviaciones de calidad durante los ciclos de alta velocidad
Beneficio estratégico: Ayuda a mantener una calidad estable en turnos, pedidos y fuentes de material, contribuyendo a la fiabilidad de la marca.
Por qué los ensayos de materiales impulsan el ROI estratégico.
ROI en el mundo real: dos empresas, dos resultados
Para ilustrar la diferencia que pueden marcar los ensayos de materiales, consideremos dos ejemplos de empresas que se preparan para aumentar su producción.
Empresa A: Primero el equipo, después las pruebas
Este fabricante invierte en un sistema de alta velocidad con el objetivo de aumentar la capacidad en un 40 %. Su equipo asume que el material existente seguirá siendo compatible.
Sin embargo:
- La velocidad de producción se limita a 280 gpm debido a desgarros
- Los cambios de herramienta se vuelven frecuentes por desgaste inesperado
- Problemas de desalineación y curvatura reducen el rendimiento
- El ROI se retrasa varios trimestres
Empresa B: Pruebas antes de invertir
Este equipo comienza con un análisis de materiales, seguido de simulaciones y pruebas piloto.
- Se evalúan la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro y la uniformidad del grosor entre varios proveedores
- El comportamiento se modela digitalmente bajo condiciones de esfuerzo esperadas
- Pruebas piloto cortas confirman las principales hipótesis en condiciones reales
Como resultado:
- La producción alcanza la velocidad máxima en dos semanas
- El desperdicio se reduce en un 30 %
- El desgaste de la herramienta coincide con los intervalos previstos
- El objetivo de ROI se alcanza antes de lo programado
Pasos estratégicos para un ROI impulsado por materiales
Para garantizar que su inversión en troquelado rinda como se espera, integre el análisis de materiales desde el inicio del proceso de decisión.
✅ Selección de materiales basada en datos
Métricas clave como la resistencia a la tracción, la resistencia al desgarro y el grosor uniforme ofrecen información sobre la idoneidad de un material para la conversión a alta velocidad.
- Los sustratos fuera de los rangos estándar —por ejemplo, por debajo de 25 µm o por encima de 200 µm— pueden ser viables, pero deben validarse mediante pruebas controladas
Beneficio estratégico: Aumenta la certeza al evaluar materiales alternativos o nuevos formatos de envasado.
✅ Decisiones de inversión respaldadas por simulación
Las herramientas de muestreo o las corridas de calificación permiten evaluar cómo se comporta un material en condiciones de alta velocidad antes de pasar a la producción a gran escala.
- Variables clave como la deformación, la tensión de la banda y la fuerza de corte pueden analizarse con equipos de laboratorio especializados
- Plataformas como CUTcontrol™, disponibles con los sistemas B4 y B6, permiten la monitorización en tiempo real, el análisis predictivo y la validación de herramientas, proporcionando una base de datos fiable para prever el ROI
Beneficio estratégico: Minimiza el riesgo de puesta en marcha y asegura que los objetivos de producción se basen en datos de rendimiento validados.
✅ Validación mediante pruebas piloto
Incluso con datos sólidos, las pruebas piloto siguen siendo esenciales para confirmar las hipótesis.
- Las pruebas a pequeña escala identifican cómo se comportan los materiales en entornos reales
- También ayudan a ajustar la tensión de avance, la velocidad y la holgura del troquel para adaptarse a variaciones reales
Beneficio estratégico: Minimiza el tiempo de puesta en marcha y asegura un retorno más rápido tras la instalación.
✅ Estabilidad y repetibilidad del proceso
El comportamiento del material puede variar no solo entre proveedores, sino incluso dentro del mismo lote con el tiempo. Las pruebas ayudan a identificar cómo rinden diferentes sustratos bajo condiciones de proceso constantes y proporcionan un punto de referencia para la repetibilidad a largo plazo.
- Los ensayos de materiales permiten ajustar parámetros como velocidad de avance, tensión y perfil de golpe
- También ayudan a establecer líneas base de calidad para el monitoreo continuo de la producción
Beneficio estratégico: Mejora el control de procesos y respalda la fiabilidad de la producción a largo plazo en diferentes turnos y volúmenes.
Conclusión: Invertir en conocimiento para elegir el equipo adecuado
Las capacidades de los sistemas modernos de troquelado, como el Swiss Die-Cutter™ B6 y B4, son impresionantes. Alta velocidad, control servo y herramientas flexibles permiten la producción industrial de tapas, etiquetas y formatos especiales.
La tecnología adecuada puede ayudarle a lograr un sólido retorno de inversión (ROI).
El verdadero éxito proviene de alinear el equipo correcto con el material correcto, y esa alineación comienza con pruebas estratégicas.
Los ensayos de materiales proporcionan la evidencia necesaria para planificar con precisión, reducir sorpresas y escalar con confianza. Transforman la toma de decisiones de reactiva a proactiva y convierten lo desconocido en variables medibles.
👉 ¿Está planificando su próxima inversión en troquelado?
Empiece por comprender su material y asegúrese de que su equipo pueda ofrecer los resultados que espera.
