Tecnologías de procesos innovadoras para una mayor competitividad

Para la fabricación de lentes LED de paredes gruesas, ENGEL encadenó dos máquinas de inyección del tipo duo en Chinaplas. (Imagen: ENGEL)

En la producción de lentes de paredes gruesas, es importante combinar una alta calidad óptica con una alta eficiencia de fabricación. La tecnología de múltiples capas de ENGEL, que optimiza con enfriamiento externo, logra este equilibrio. (Imagen: ENGEL)

iQ control de peso compensa las fluctuaciones del proceso incluso antes de que se produzca el rechazo. El sistema de asistencia inteligente está disponible tanto para máquinas de inyección eléctricas como hidráulicas. (Imagen: ENGEL)

El acceso libre a la sala de herramientas de la máquina de inyección e-victory permite acercar la automatización a la unidad de cierre durante la fabricación de puntas de pipeta. (Imagen: ENGEL)

El acceso libre al taller de herramientas de la máquina de inyección e-victory permite acercar la automatización a la unidad de cierre durante la fabricación de puntas de pipeta. (Imagen: ENGEL)

Dado que las puntas de pipeta se utilizan en sistemas de análisis totalmente automatizados, la calidad de las piezas reproducible tiene la máxima prioridad. (Imagen: ENGEL)

Dado que las puntas de pipeta se utilizan en sistemas de análisis totalmente automatizados, la calidad reproducible de las piezas tiene la máxima prioridad. (Imagen: ENGEL)

“La innovación es clave para el futuro” – bajo este lema se celebra Chinaplas 2018 del 24 al 27 de abril en Shanghái. Cómo potenciar la ventaja competitiva mediante tecnologías innovadoras de inyección y asegurar la viabilidad futura, ENGEL lo demuestra en su stand con numerosas aplicaciones emocionantes y presentaciones tecnológicas. Cuando se trata de productos exigentes, el fabricante de máquinas de inyección y soluciones con sede en Austria es uno de los proveedores preferidos de los procesadores de plásticos en Asia.

Chinaplas 2018 está marcada por el crecimiento “El clima de inversión en China está en un nuevo máximo”, informa Gero Willmeroth, director general de ventas y servicio de ENGEL Machinery Shanghai, en la antesala de la principal feria de plásticos de Asia. “Chinaplas dará un impulso adicional a esta tendencia.” No menos importante, la creciente presión competitiva entre los productores locales de piezas plásticas contribuye a este desarrollo positivo. Se invierte en la modernización de los parques de máquinas y en nuevas tecnologías que conducen a una mayor eficiencia de fabricación y calidad del producto.

Inyección económica de lentes de paredes gruesas

El área de exhibición Automotive en el stand de ENGEL refleja la tendencia hacia el uso de tecnologías de proceso innovadoras. Es la primera vez que ENGEL presenta en Chinaplas un proceso complejo de múltiples componentes con máquinas de inyección en línea. En dos máquinas de inyección duo se producen lentes LED para faros de vehículos de PMMA con un grosor de 22 mm.

Cada vez se fabrican con mayor frecuencia componentes ópticos de alta calidad a partir de plásticos. Los materiales poliméricos son más ligeros que el vidrio y ofrecen más libertad en el diseño del producto. Sin embargo, el desafío consiste en combinar una alta calidad óptica con una alta eficiencia de fabricación. La tecnología multicapa desarrollada y patentada por ENGEL, que optimiza con enfriamiento externo, logra precisamente este equilibrio.

Primero se produce una preforma y, en pasos posteriores, se recubre con capas adicionales del mismo material. La sobreinyección permite compensar los puntos de entrada en la superficie de la capa previamente conformada y lograr así una alta calidad óptica. Estudios ópticos han demostrado que las interfaces entre las capas no afectan el rendimiento ni la función de la óptica de iluminación.

Como el tiempo de enfriamiento en la inyección aumenta con el cuadrado del grosor de la pared, la tecnología multicapa aumenta significativamente la eficiencia en la fabricación de piezas de paredes gruesas. Varias capas delgadas se enfrían en conjunto más rápido que una sola capa gruesa. Además, si el núcleo de la lente se retira del molde para enfriarlo, el ciclo se acorta aún más. Aunque enfriar al aire lleva más tiempo que en el molde, esto no afecta el ciclo de producción.
Durante Chinaplas, los núcleos de las lentes se producen en una máquina de inyección duo 1060/400 en un molde de 4 cavidades. El robot articulado easix, integrado en la celda de producción, recoge las cuatro piezas y las transfiere a una estación de enfriamiento externa. Desde allí, el robot recoge simultáneamente cuatro preformas ya enfriadas y las transfiere a la herramienta de 4+4 cavidades de la máquina de múltiples componentes duo 600H/600H/500, equipada con mesa giratoria. Allí se inyectan sucesivamente otras dos capas de PMMA antes de que easix retire las lentes terminadas. El ciclo dura claramente menos de 3 minutos, aunque las preformas se enfrían durante unos 30 minutos. El tiempo de enfriamiento puede controlarse mediante el número de posiciones de enfriamiento en la estación externa.

La conexión de una máquina de inyección estándar con una máquina de dos componentes representa una flexibilidad de producción muy alta. Ambas máquinas pueden ser utilizadas independientemente con diferentes herramientas.

ENGEL realiza la exhibición en colaboración con socios del sistema, incluyendo Skymould (Ningbo/China), HRSflow (San Polo di Piave/Italia), Innolite (Aachen/Alemania), Opsira (Weingarten/Alemania) y Gimatic (Shanghái/China). Para integrar además unidades periféricas y herramientas adicionales además de robots y tecnologías de proceso propias, ENGEL ha establecido una red mundial de socios del sistema. “Contamos con socios muy fuertes en China, que, al igual que nosotros, conocen muy bien las necesidades de los procesadores locales y las implementan en soluciones óptimas”, afirma Willmeroth. “Gracias a la colaboración con proveedores locales, podemos garantizar una alta eficiencia de costos incluso para aplicaciones exigentes y mantener cortos los tiempos de entrega de la planta completa.”

Conceptos innovadores de peso ligero en una mano

La sustitución de materiales con el objetivo de reducir el peso de las piezas también es una tendencia importante en la industria automotriz en China. Los vehículos eléctricos están en auge allí. Los procesadores en Asia se enfocan principalmente en cuatro áreas: lentes LED de PMMA, piezas de cubierta de polycarbonato, inyección de espuma y tecnologías compuestas de materiales híbridos.

ENGEL dedica un rincón especializado a las tecnologías compuestas en su stand. En su centro de tecnología para compuestos ligeros en Austria, el fabricante de máquinas desarrolla junto con socios y universidades procedimientos de unión especialmente económicos que aceleran la incorporación de tecnologías compuestas en la producción en serie de automóviles. Desde HP-RTM y SMC, pasando por el procesamiento de semiproductos termoplásticos como láminas y tapes, hasta tecnologías reactivas de termoplásticos como la polimerización in situ (T-RTM), los desarrolladores de ENGEL trabajan con todas las tecnologías actuales con visión de futuro y ya han alcanzado varios hitos internacionales importantes. La alta competencia en automatización y soluciones de sistemas de ENGEL ha sido clave para el éxito. Además, ENGEL ofrece la serie de máquinas propia v-duo, diseñada específicamente para las necesidades de la industria de los compuestos.

Procesamiento sin retoques de silicona líquida

La movilidad eléctrica requiere no solo nuevos procesos de fabricación, sino también soluciones constructivas innovadoras. Para guiar de manera segura los cables desde el motor hasta el interior del vehículo, los vehículos eléctricos necesitan una mayor variedad de sellos de paso de cables que los vehículos con motor de combustión. Durante Chinaplas, ENGEL produce sellos de paso de cables de silicona líquida (LSR) para cables individuales, que presentan una estructura muy delicada. Para procesar la LSR de viscosidad extremadamente baja de manera precisa y eficiente, se utiliza una máquina de inyección sin pórtico e-victory 50/80 con unidad de inyección eléctrica. El divisor de fuerza patentado asegura que la placa de sujeción móvil siga exactamente el molde durante la fase de cierre y distribuya uniformemente la fuerza de cierre sobre toda la superficie de contacto. De esta manera, se mantienen con precisión iguales todas las cavidades, garantizando una compresión uniforme del molde y una calidad constante de las piezas. “Solo la producción sin rebabas y sin necesidad de retoques hace posible fabricar componentes de alta tecnología de silicona líquida de manera rentable en el moldeo por inyección”, destaca Willmeroth. La silicona líquida se usa cada vez más en China. Además de sellos para diversas aplicaciones, se producen cada vez más microcomponentes, por ejemplo, para teléfonos móviles o dispositivos médicos, en máquinas ENGEL sin pórtico y con LSR.

ENGEL presenta el procesamiento de silicona líquida junto con su socio Elmet Elastomere Produktions- und Dienstleistungs-GmbH (Oftering, Austria). En esta aplicación, Elmet suministra la herramienta de 4 cavidades y el sistema de dosificación de LSR integrado en el control CC300 de la máquina e-victory.

Solución limpia en espacio mínimo integrada

Otra primicia en el área de Medical. Por primera vez, se presenta una celda de producción altamente integrada para la fabricación de puntas de pipeta en un entorno limpio. Este expositor también es resultado de una cooperación europea-china. ENGEL, Waldorf Technik (Engen, Alemania) y Wellmei Mold (Dongguan, China) han unido su know-how y experiencia en artículos de precisión médica y han adaptado la solución del sistema exactamente a los requisitos específicos de los procesadores chinos.

Como las puntas de pipeta se usan en diagnóstica médica en sistemas de análisis totalmente automatizados, la calidad reproducible de las piezas es la máxima prioridad. Como producto de masa, también están sometidas a una presión de costos muy alta. Para combinar un proceso estable con alta rentabilidad, los socios del sistema integran una máquina de inyección e-victory sin pórtico de ENGEL con una herramienta de precisión de 32 cavidades de Wellmei y una automatización de alta velocidad de Waldorf Technik en un espacio sumamente compacto. El acceso libre al espacio del molde permite acercar la automatización a la unidad de cierre de la máquina e-victory.

La unidad de inyección eléctrica de la máquina híbrida garantiza una alta precisión en la inyección del fundido plástico. Para compensar las variaciones en las condiciones ambientales y en la materia prima, se emplea iQ weight control. Este sistema auxiliar, parte del programa inject 4.0 de ENGEL, analiza en tiempo real la presión durante el proceso de inyección y compara los valores con un ciclo de referencia. Para cada disparo, el perfil de inyección, el punto de cambio y el perfil de presión posterior se ajustan automáticamente a las condiciones actuales, manteniendo constante el volumen de fundido inyectado durante toda la producción. De esta manera, se previene activamente la generación de rechazos.

La automatización en esta aplicación es otra clave para mantener una calidad constante en las piezas. La solución de automatización desarrollada por Waldorf Technik recoge en sincronía con el ciclo de inyección 32 puntas de pipeta del molde y coloca en racks grupos de 96 puntas cada uno. Cada 18 segundos, se expulsan 96 puntas de pipeta de la celda de producción en ambiente controlado.

En la práctica, los pasos posteriores como el control de calidad o el envasado se conectan cada vez más directamente con el proceso de inyección. Como ejemplo de los diversos procesos downstream, durante Chinaplas un robot colaborativo del tipo Sawyer de Rethink Robotics (Boston, EE. UU.) recoge los racks llenos al final del proceso de producción. La particularidad de estos robots colaborativos es que no necesitan una protección de jaula y pueden trabajar de manera segura junto a los empleados.

inject 4.0: Calidad constante sin conocimientos especializados

Con sistemas de asistencia inteligentes como iQ weight control, ENGEL facilita a sus clientes garantizar una calidad constante en las piezas, incluso sin conocimientos especializados. Los sistemas iQ analizan continuamente parámetros críticos del proceso y los ajustan automáticamente disparo tras disparo. El resultado es una máquina de inyección que se autoregula.

La creciente inteligencia del control de las máquinas es una característica esencial de la fábrica inteligente, que describe el objetivo de la Industria 4.0. Además, la interconexión de los sistemas de producción y el uso sistemático de datos de máquinas, procesos y producción contribuyen a aumentar la productividad, calidad y flexibilidad de la fabricación. Bajo el nombre de inject 4.0, ENGEL ya ofrece hoy una serie de productos y soluciones maduras y ampliamente probadas para la digitalización y conectividad de la producción de inyección, que aportan un gran valor tanto individualmente como en el marco de una estrategia de digitalización global. “Paso a paso hacia la fábrica inteligente, esa es la estrategia de nuestros clientes”, afirma Willmeroth.

Con la fabricación de logotipos inject 4.0 en una máquina de inyección totalmente eléctrica y sin pórtico e-motion 80 TL, ENGEL ilustra claramente el gran potencial de las soluciones inject 4.0. En el control CC300, se pueden simular condiciones de proceso variables para seguir en la pantalla el autoregulado de los sistemas de asistencia inteligentes. Mientras que iQ weight control mantiene constante el volumen de fundido inyectado durante todo el proceso, iQ clamp control calcula la fuerza de cierre óptima y la ajusta automáticamente. “Con la máquina de inyección que se autoregula, facilitamos especialmente a los procesadores aprovechar todo el potencial de eficiencia y calidad que ofrecen las máquinas y tecnologías”, afirma Gero Willmeroth. “Las primeras máquinas con iQ ya están en uso en China.”

ENGEL en Chinaplas 2018: Hall 5.1, Stand E71