Eficiente para el medio ambiente

1. La Exposición: Una Nueva Definición de lo Posible

Sin duda, la feria K-Messe 2019 tiene lugar bajo la sombra de la discusión sobre la protección del medio ambiente y el uso correcto del plástico. La industria está en la obligación de presentar soluciones y demostrar qué tan orientado al futuro, eficiente en energía y sostenible puede ser la materia prima plástica. Con motivo de ello, los socios del stand Beck Automation, GLAROFORM y bfa solutions presentan una célula de producción que redefine en muchos aspectos el límite de factibilidad del moldeo por inyección y apoya decididamente la búsqueda de una economía circular.

Producido mediante una configuración ICM de 4 veces (inyección, compresión y moldeo) de GLAROFORM y Krauss Maffei High Performance (antes Netstal), un vaso de 200 ml de capacidad destaca por su eficiencia material pionera. El grosor de pared, hasta ahora inigualable, amplía los límites físicos y, además de un ahorro sustancial de material, conduce a una aceleración adicional del ciclo de producción, que ya es altamente competitivo. La menor necesidad de fuerza de cierre y presión de inyección, resultado del proceso, reduce las fuerzas aplicadas, lo que, en pro del sostenibilidad, aumenta la durabilidad de las máquinas de producción y minimiza el consumo de energía. GLAROFORM demuestra con esta herramienta su capacidad de innovación y refleja la filosofía de máxima precisión y construcción excepcionalmente estable.

Beck Automation presenta una automatización IML de alto rendimiento y compacta con una etiqueta de banda. La máquina se caracteriza por su dinamismo, estabilidad del proceso y una disponibilidad muy alta en ciclos cortos. Gracias a la interacción precisa de los componentes de la máquina, automatización, inyector, herramienta, calidad de la etiqueta y control óptico, aumenta la productividad y el valor añadido. El uso de materiales ligeros en el brazo principal y la implementación de motores lineales de alto rendimiento permiten movimientos rápidos y dinámicos. El eje principal cuenta con dos motores de accionamiento, lo que mejora la dinámica y prolonga la vida útil de las correas y los motores. Los magazines de etiquetas inclinados, con la impresión hacia abajo, minimizan el retraso en la colocación de las etiquetas, garantizando una posición precisa y optimizada. Las etiquetas, incluso a ciclos muy rápidos, se separan sin problemas y se transfieren a los núcleos. La extracción, transferencia, colocación y apilado de los productos se realizan con una autonomía sobresaliente. La interfaz de control/HMI, integrada recientemente, incluye un registro modificado con gestión de usuarios, monitoreo de parámetros, análisis de errores simplificado y intervalos de mantenimiento. Además, la máquina IML está equipada con un sistema de visión de 10 cámaras de Intravis, que inspecciona los vasos desde 360° por fuera y también verifica su interior.

Además, el proveedor de etiquetas Verstraete Labels utiliza etiquetas con marca de agua digital. Esta nueva tecnología permite una clasificación eficiente en plantas de reciclaje preparadas adecuadamente. También, las marcas de agua digitales, que no son visibles a simple vista, pueden usarse como códigos. Hoy en día, esto ya se conoce en formas simples como códigos de barras o QR.

El MES PiSolutions de la empresa bfa solutions ltd actúa en esta aplicación avanzada y de futuro como interfaz entre la capa de producción y la capa ERP. Su tarea es integrar, analizar y poner a disposición de los diferentes usuarios los datos de la máquina de inyección, el manejo y el sistema de aseguramiento de calidad. Las funciones del MES ayudan a hacer visibles en tiempo real los tiempos de inactividad, los rechazos, el avance de la producción y mucho más. Esto permite reaccionar rápidamente ante problemas o preparar a tiempo un cambio de herramienta con una herramienta precalentada (Just-In-Time). La utilización y eficiencia de las máquinas y líneas de producción puede así aumentarse significativamente. Esto permite ahorrar aún más energía, tiempo y dinero, y demuestra una vez más el compromiso con la eficiencia y sostenibilidad del plástico como materia prima.

Frente a las cambiantes demandas de los consumidores, la industria hoy tiene la oportunidad de crear una situación de beneficio mutuo para el medio ambiente y sus grupos de interés. La planta de producción mostrada, con una reducción clara en desgaste y consumo en materia de material, energía, trabajo y la propia máquina, mientras aumenta la producción, está en línea con un futuro aún más eficiente. Presentamos las tecnologías del mañana en la K-Messe 2019 en el pabellón 12, stand A51-03 (Pabellón Suizo).

2. Los Socios: Tres Historias de Éxito

GLAROFORM AG

GLAROFORM está establecido mundialmente como líder en la fabricación de herramientas de inyección de alto rendimiento para aplicaciones de paredes delgadas. Con una especialización única y coherente en productos como envases de alimentos y medicinales, tapas y vasos, la empresa marca pauta en eficiencia y continuidad de producción. Ciclos más cortos, mayor disponibilidad, mayor durabilidad y manejo más sencillo son los temas centrales en el desarrollo de productos.

En línea con una asociación prometedora, las necesidades del cliente son de interés absoluto. El servicio personalizado es tan confiable, competente y rápido como flexible. La gama de servicios de GLAROFORM incluye asesoramiento completo en ventas, soporte de por vida y apoyo en desarrollo de productos, desde asesoramiento en diseño de artículos para procesos de producción más estables hasta proyectos de desarrollo a largo plazo para nuevos productos o ensamblajes.

Utilizando su amplia red y colaborando activamente con empresas líderes en su sector, así como observando de cerca el avance técnico, GLAROFORM participa activamente en el desarrollo de la tecnología de moldeo por inyección y siempre responde a las necesidades actuales del mercado. Un ejemplo reciente es la introducción en el mercado de herramientas de moldeo por inyección de alto rendimiento (tecnología ICM) en la K-Messe 2019. En relación con la discusión sobre el uso correcto del plástico, la tecnología ICM tiene el potencial de ofrecer una solución real y sostenible para reducir el consumo de plástico. El proceso se caracteriza principalmente por su menor consumo de material y energía, además de ofrecer muchas ventajas económicas para la industria. En los próximos años, GLAROFORM busca consolidarse como especialista en este nicho aún poco explorado del proceso ICM.

Fundada en 1986, la empresa familiar de propiedad privada desarrolla y fabrica todas sus herramientas en Suiza. La estrategia de crecimiento sólido y de calidad ha llevado a estructuras que permiten atender siempre con la tecnología más avanzada. La plantilla ha desarrollado una experiencia de muchos años combinada con una dinámica orientada al futuro. La infraestructura de producción es una de las más modernas y cuidadas del sector. Hoy, GLAROFORM goza de la confianza de empresas reconocidas en las industrias alimentaria, medicinal y agrícola. Desde 2015, está registrada como proveedor global de un importante grupo de marcas.

Beck Automation AG

Beck Automation AG, de Oberengstringen (Suiza), se encuentra entre los principales proveedores mundiales de soluciones de automatización para etiquetas IML (In-Mould Labeling) en la tecnología de moldeo por inyección. Como pionero, innovador y “campeón oculto”, Beck Automation se enfoca de manera coherente en la decoración y etiquetado de tapas, vasos, cuencos y cubos para diferentes industrias en los sectores de alimentos y no alimentos.

Con un enfoque en las exigencias de los clientes, desarrolla sistemas robotizados de IML que son seguros y económicos, utilizados en todo el mundo. La focalización en el área de aplicación IML garantiza a los usuarios el mejor estado de la técnica en términos de calidad, economía, eficacia y durabilidad.

El nivel de diseño del proceso y la calidad de las etiquetas determinan en gran medida la seguridad del proceso, la reproducibilidad, la calidad de las piezas y la rentabilidad. Un sistema de automatización de alta calidad, que convence tanto en disponibilidad, seguridad del proceso, estabilidad y durabilidad, es crucial para el retorno de inversión (ROI) y el nivel de valor añadido.

La construcción y mantenimiento de relaciones a largo plazo con los socios del mercado, mediante una política empresarial orientada al futuro y predecible, guían las acciones de la segunda y tercera generación familiar. Esta estrategia asegura empleos para empleados comprometidos y experimentados. La preservación de estructuras tradicionales, una red de socios probada y una adaptación visionaria a los cambios constituyen, en interés de socios, clientes y empleados, la base para un desarrollo continuo y la inspiración de la empresa.

Beck Automation ha existido como empresa desde 1934 y celebró en 2014 su 80 aniversario. Más de 700 instalaciones de referencia subrayan la importancia global de la compañía. En 2017, se fundó en Braga, Portugal, la empresa Robobeck, donde, bajo dirección suiza, se monta exclusivamente la nueva línea estándar de IML BASIC.

Desde su sede en Oberengstringen cerca de Zúrich, se entregan alrededor de 50 sistemas al año. En 2018, la empresa Beck Automation, con 60 empleados, alcanzó una facturación de 16 millones de francos suizos (CHF).

bfa solutions ltd

bfa solutions ltd, de Fällanden (Suiza), es un proveedor mundial establecido y confiable de soluciones en ingeniería de automatización y MES en el área de moldeo y ensamblaje. Desde su fundación en 1981, bfa ha desarrollado una amplia base de experiencia y competencias en automatización industrial y MES (Manufacturing Execution System, sistema de gestión de producción).

Los clientes se benefician de un know-how práctico y consolidado. Los temas abarcan desde gestión de proyectos, análisis y diseño hasta mantenimiento y soporte de sistemas. Temas como fábrica inteligente, IoT o digitalización siempre han sido competencias centrales de bfa solutions ltd.

Gracias a su fiabilidad, calidad y sentido de responsabilidad, los ámbitos de la automatización clásica y el desarrollo de software están estrechamente vinculados y se pueden implementar soluciones integradas.

Con competencias sólidas en ingeniería de automatización, bfa habla el mismo idioma que los constructores de máquinas y se diferencia del proveedor clásico de MES. Como socio experimentado, acompaña a sus clientes para hacer las máquinas más inteligentes, eficientes y, por tanto, preparadas para el futuro. La programación a medida de controladores lógicos programables (PLC) de diferentes fabricantes forma parte de su portafolio, así como el mantenimiento y soporte de controladores existentes.

El equipo de MES de bfa implementa soluciones en todos los ámbitos de la automatización y digitalización para sus clientes. Para una implementación exitosa, se emplea el MES PiSolutions, desarrollado por ellos mismos. MES PiSolutions es un sistema modular y escalable de gestión de producción y recopilación de datos de producción para todas las áreas del moldeo. A diferencia de muchas otras soluciones MES, no solo soporta la integración de máquinas de moldeo, sino también de sistemas de ensamblaje, sistemas de aseguramiento de calidad, sistemas de gestión del ciclo de vida, ERP y otros sistemas. Así, no solo se modela el proceso de moldeo, sino toda la cadena de procesos. Esto pone en primer plano el producto del cliente.

bfa solutions ltd acompaña y apoya a sus clientes desde hace más de 38 años. Con gusto, también acompañamos su camino hacia la Industria 4.0 y el futuro digital.

3. La Tecnología: Procedimientos Modernos

Moldeo por compresión e inyección (ICM)

El proceso de moldeo por compresión e inyección (ICM) combina moldeo por inyección y estampado. Específicamente, implica un proceso de inyección dinámico en una herramienta que, a diferencia del moldeo por inyección convencional, no está completamente cerrada. Como resultado, la fuerza de cierre se utiliza posteriormente para distribuir el material inyectado en toda la cavidad de la matriz. La siguiente ilustración muestra el principio del ICM.

Hoy en día, el ICM es especialmente común en la producción de piezas técnicas, como DVDs o lentes. En este contexto, el proceso ICM ofrece ventajas imprescindibles en cuanto a precisión dimensional y reproducción de estructuras en la superficie. En fase de desarrollo, el mercado de sistemas de moldeo por inyección para envases de paredes delgadas está en auge. Tanto proveedores como usuarios ya están liderando pioneros que enfrentan los desafíos de este proceso y crean ventajas ecológicas y económicas para el medio ambiente, la sociedad y ellos mismos. Los siguientes puntos resumen las principales ventajas del moldeo por compresión e inyección para envases de paredes delgadas:

- Ahorro de material hasta un 25%
Mejor comportamiento de llenado en relación con la relación entre el grosor de pared y la distancia de flujo, permitiendo reducciones significativas en el grosor de pared.
- Posibilidades ampliadas respecto a materias primas
Gracias al estampado, pueden procesarse plásticos que, debido a su baja tasa de flujo de fusión ("resistencia"), son inadecuados para moldeo por inyección de paredes delgadas.
- Incremento de la producción hasta en un 5%
Por la menor necesidad de grosor de pared, disminuyen los tiempos de enfriamiento y, por ende, el ciclo de producción.
- Menor demanda de fuerza de cierre hasta en un 40%
Gracias a la utilización de la fuerza de cierre para distribuir el material, se puede reducir significativamente la presión de inyección, lo que a su vez requiere menos fuerza de cierre, que actúa en contra de la presión de inyección.
- Reducción del consumo energético hasta en un 20%
Por la menor necesidad de fuerza de cierre y presión de inyección.
- Menor mantenimiento
Por las fuerzas menores en acción, la carga en la máquina de producción se reduce, lo que, en consecuencia, requiere menos mantenimiento.
- Reducción del área de producción hasta en un 15%
Dado que se pueden usar máquinas de inyección más pequeñas con menor fuerza de cierre, se ahorra espacio de producción.

Enmoldeo con etiquetas (IML)

Como el proceso IML es altamente dinámico, su rentabilidad depende del nivel de todos los componentes de la máquina.

Primero, las etiquetas se aspiran desde el magazín. En segundo lugar, se colocan sobre los núcleos y se mantienen mediante vacío. Para transferir las etiquetas, los núcleos del sistema de automatización se introducen en las cavidades. En esta fase, las etiquetas se desprenden por vacío, se cargan electrostáticamente y se colocan y mantienen en la cavidad “cerca de la forma”.

El nivel de diseño del proceso y la calidad de las etiquetas determinan en gran medida la seguridad del proceso, la reproducibilidad, la calidad de las piezas y la rentabilidad. Un sistema de automatización de alta calidad, que convence en aspectos de disponibilidad, seguridad del proceso, estabilidad y durabilidad, es crucial para el retorno de inversión (ROI) y el nivel de valor añadido.

Marcas de agua digitales

El proyecto innovador HolyGrail, liderado por Procter & Gamble y apoyado por la Ellen MacArthur Foundation, finalizó oficialmente el 23 de mayo. Le precedieron tres años de innovación en la mejora del reciclaje post-consumo mediante trazadores químicos y marcas de agua digitales, con el objetivo de acercarse a una economía circular.

Estas marcas de agua digitales abren nuevas posibilidades que actualmente no son realizables con las tecnologías de clasificación existentes, entre ellas:

- Diferenciación entre envases alimentarios y no alimentarios
- Identificación correcta de botellas con etiquetas retráctiles completas
- Envases ODR (opacos y difíciles de reciclar, incluyendo envases negros)
- Identificación clara de envases flexibles de varias capas (termoconformados, botellas, etc.)
- Identificación correcta de materiales de envases de múltiples capas (termoconformados, botellas, etc.)
- Introducción segura de nuevos materiales que no interfieran con los flujos de reciclaje existentes y correcta identificación de envases reciclables frente a los compostables
- Posibilidad de un ciclo cerrado de reciclaje.

A lo largo del proyecto, se lograron avances significativos en la tecnología de marcas de agua digitales, con “códigos invisibles” integrados en materiales impresos (etiquetas, mangas, etiquetas en molde), así como directamente en una forma (botellas PET, botellas HDPE, bandejas termoformadas, cajas inyectadas, etc.).

De este modo, el envase se vuelve inteligente, una característica que puede usarse en toda la cadena de valor: control de calidad y gestión de inventarios en los envasadores; controles antifalsificación en tiendas, verificaciones rápidas en minoristas (los códigos de barras 2D y QR se vuelven innecesarios), compromiso del consumidor y, en última instancia, para cerrar el ciclo, una clasificación y recuperación mejoradas.

El aspecto del compromiso del consumidor es especialmente interesante, ya que los códigos invisibles pueden leerse fácilmente con teléfonos móviles, ofreciendo nuevas propiedades: transparencia de ingredientes, cupones/recompensas de fidelidad, información sobre uso/dosis del producto y cómo tratar el envase al final de su vida útil, todo con un solo clic. En un siguiente paso, la línea de prueba existente debe evolucionar hacia una línea (semi)industrial antes de que la tecnología pueda implementarse a mayor escala.

En resumen, HolyGrail ha demostrado que la tecnología de marcas de agua digitales puede revolucionar el enfoque de la industria para clasificar, aumentando la eficiencia y mejorando la calidad y cantidad del material reciclado.