Soluzioni intelligenti per una maggiore chiarezza, sicurezza ed efficienza

In uno stand completamente automatizzato, ENGEL produce spazzolini interdentali a singolo componente sulla sua macchina per stampaggio ad iniezione elettrica e-motion 170/110 T. (Immagine: ENGEL)

La tecnologia di produzione sviluppata da ENGEL in collaborazione con Hack Formenbau e Hekuma consente di formare fino a 500 setole utilizzando un processo a singolo componente. (Immagine: ENGEL)

La tecnologia di produzione sviluppata da ENGEL in collaborazione con Hack Formenbau e Hekuma consente di formare fino a 500 setole utilizzando un processo a singolo componente. (Immagine: ENGEL)

Integrati nel controllo CC300 della macchina per stampaggio ad iniezione e-motion, i sistemi di assistenza iQ compensano le fluttuazioni del processo in tempo reale. (Immagine: ENGEL)

Massima qualità e massima efficienza – che ciò non sia un contraddizione, ENGEL lo dimostra alla NPE2018 dal 7 all'11 maggio a Orlando, Florida, con una vasta gamma di applicazioni di stampaggio a iniezione entusiasmanti. Per garantire ai propri clienti nei settori Automotive, Teletronics, Technical Moulding, Packaging e Medical il vantaggio decisivo, il costruttore di macchine per stampaggio e soluzioni di sistema si affida a tecnologie innovative, concetti di produzione su misura e controlli intelligenti.

Da singole macchine per stampaggio a iniezione a celle di produzione altamente integrate, ENGEL fornisce soluzioni su misura per l'industria dello stampaggio a iniezione. Sviluppare soluzioni personalizzate richiede più di semplice know-how tecnologico. È fondamentale comprendere nei dettagli le esigenze individuali dei clienti e implementarle in modo efficiente. A tal fine, ENGEL concentra la propria expertise di settore in cinque Business Units, e non solo presso la sede principale in Austria. Tre anni fa, ENGEL Machinery Inc., con sede a York, Pennsylvania, ha nominato responsabili di Business Unit dedicati all'America del Nord e da allora ha rafforzato continuamente sia la conoscenza del settore locale sia le capacità applicative. "Il feedback dei nostri clienti è molto positivo. I recenti successi confermano che abbiamo intrapreso la strada giusta", riferisce Mark Sankovitch, amministratore delegato di ENGEL negli USA, in vista della NPE2018. "Possiamo rispondere ancora più rapidamente alle esigenze e ai desideri dei nostri clienti nei diversi settori e supportarli in modo più mirato nel risolvere le loro sfide individuali. Come fornitore di sistemi, accompagniamo i nostri clienti sempre più spesso durante l'intero ciclo di vita delle macchine e degli impianti – proprio a questa tendenza risponde la nuova struttura."

Da Automotive a Technical Moulding e Teletronics fino a Medical e Packaging, ogni settore presenta requisiti molto specifici, anche se le tendenze generali sono le stesse. L'integrazione dei processi e l'automazione continuano a guadagnare importanza in Nord America. Contemporaneamente, i temi della digitalizzazione e della connettività diventano centrali per gli operatori. Queste tendenze condividono il fatto di portare a una maggiore qualità, efficienza e redditività, ma anche a una maggiore complessità dei processi produttivi. "Come fornitore di sistemi, ci assicuriamo che anche processi complessi possano essere gestiti in modo semplice e sicuro", afferma Sankovitch. "Gli espositori nel nostro stand dimostrano chiaramente questo."

Automotive: componenti di alta qualità per interni a costi contenuti

Per la prima volta in Nord America, ENGEL presenta nel suo stand una cella di produzione completamente automatizzata e integrata per il processo DecoJect. La tecnologia combina stampaggio a iniezione e IMG (In-Mould Graining), aprendo nuovi orizzonti per la produzione di componenti di alta qualità per gli interni delle automobili. A differenza delle tradizionali procedure IMD (In-Mould Decorating), in cui la vernice viene semplicemente trasferita dalla pellicola sul componente, in questo processo la pellicola viene ritagliata e rimane sul pezzo. In questo modo, oltre a colore e motivo, si ottengono anche texture superficiali e sensazioni tattili. Contemporaneamente, la resistenza ai graffi delle superfici viene notevolmente aumentata. "Decoject ci offre anche per piccole quantità un'opportunità estremamente economica di valorizzare visivamente i pezzi stampati e di armonizzare le superfici all'interno del veicolo", sottolinea Larry Alvey, responsabile della Business Unit Automotive di ENGEL in Nord America.
Durante la NPE, ENGEL produrrà su una macchina per stampaggio a iniezione duo 5160/1000 portelloni per auto con superfici molto diverse: da una pelle con dettagli complessi e cuciture a un look moderno in fibra di carbonio. Le pellicole sottili DecoJect sono state sviluppate da Benecke-Kaliko, membro del gruppo Continental con sede a Hannover, Germania.

Per avviare il processo, la pellicola viene estratta dal rotolo e inserita nello stampo aperto, riscaldata da un raggio IR montato sul robot e modellata direttamente nello stampo a iniezione tramite vuoto. Immediatamente dopo, la pellicola viene sottoposta a iniezione di polipropilene e ritagliata prima che il robot rimuova il pezzo e lo trasferisca alla stazione laser integrata per il finissaggio. Ogni 60 secondi, un pezzo finito esce dalla cella di produzione. Un cambio di design richiede solo pochi minuti per lo scambio delle bobine di pellicola, senza incidere sui costi unitari. Per risparmiare ulteriore materiale, si utilizza la tecnologia di stampaggio a schiuma MuCell di Trexel (Wilmington, MA, USA). Altri partner coinvolti nel progetto sono Georg Kaufmann Formenbau (Svizzera), Galvanoform Gesellschaft für Galvanoplastik (Germania), HRSflow (Italia), ICO SYSTEM international coating (Germania) e Borealis (Austria).

Grazie alla sua elevata competenza nell'automazione, ENGEL contribuisce in modo sostanziale alla redditività e alla flessibilità del processo. Il riscaldamento della pellicola e l'estrazione del pezzo dallo stampo sono affidati a un robot lineare ENGEL viper. Inoltre, un robot a braccio articolato ENGEL easix, insieme alla stazione laser per il finissaggio delle pellicole, è integrato in una easiCell posizionata accanto all'unità di chiusura della macchina per lo stampaggio a iniezione. Grazie alla sua struttura standardizzata e modulare, la cella di automazione sviluppata da ENGEL permette un'integrazione estremamente compatta di robot e unità di processo anteriore e posteriore alla stampante. Inoltre, riduce notevolmente la complessità dell'applicazione. Il processo complessivo può essere gestito tramite il controllo CC300 della macchina per lo stampaggio a iniezione. La logica di comando unificata, applicabile a tutte le componenti della cella di produzione, rende particolarmente semplice per l'operatore controllare il processo integrato anche senza formazione specifica.

Medical: spazzolini interdentali in processo one-shot

Con un livello di integrazione molto elevato, anche l'applicazione presentata a Orlando si distingue. Su una macchina per stampaggio a iniezione completamente elettrica e-motion 170/110 T, vengono prodotti spazzolini interdentali di tipo "scrub!" sviluppati da pheneo (Germania). Fino a 500 setole vengono formate direttamente in un componente mono-iniezione insieme alla parte centrale e alla superficie di impugnatura. Lo stampo ad alte prestazioni con otto cavità, molto delicato, proveniente da Hack Formenbau (Germania), garantisce alta precisione, mentre Hekuma in Germania si occupa dell'automazione. È stata presentata una cella di produzione completamente automatizzata, realizzata secondo il design modulare HEKUflex di Hekuma. Subito dopo lo stampaggio, i pezzi vengono controllati con telecamere e confezionati in sacchetti da 16 pezzi ciascuno. Ogni quattro secondi, un sacchetto esce dalla cella di produzione.

"Con il processo di produzione altamente integrato e la realizzazione mono-iniezione, superiamo di molte volte l'efficienza di prodotti e processi consolidati sul mercato", afferma Jon Kelm, responsabile delle Business Units Medical e Packaging di ENGEL in Nord America. "Di norma, gli spazzolini interdentali sono composti da tre componenti – superficie di impugnatura, reticolo di filo e filamenti – prodotti in processi indipendenti. La nostra soluzione invece elimina interi passaggi di lavoro e riduce anche gli sforzi logistici."

Riempire completamente otto cavità con strutture estremamente delicate, con un peso totale di soli 1,93 grammi, richiede requisiti molto elevati non solo per lo stampo, ma anche per la precisione e la costanza della macchina per lo stampaggio a iniezione. A questo scopo, ENGEL propone due soluzioni: prima di tutto, la macchina completamente elettrica ad alte prestazioni e-motion, e in secondo luogo, inject 4.0. Sotto il nome di inject 4.0, ENGEL raggruppa software per la digitalizzazione e la connettività dei processi di produzione, come i sistemi di assistenza intelligenti della famiglia di prodotti iQ, che riconoscono e compensano automaticamente variazioni nelle condizioni ambientali e nel materiale grezzo prima che si verifichino scarti. I visitatori della NPE possono seguire in tempo reale sul controllo CC300 della macchina e-motion come iQ weight control analizza il profilo di pressione durante l'iniezione e adatta in modo automatico il punto di commutazione, il profilo di iniezione e la pressione residua alle condizioni attuali. Parallelamente, iQ clamp control, basato sulla respirazione dello stampo, determina la forza di chiusura ottimale per il processo e la regola automaticamente. Come terzo sistema di assistenza, iQ flow control regola le differenze di temperatura nei vari circuiti di distribuzione dello stampo e la potenza delle pompe di riscaldamento, garantendo condizioni di temperatura costanti e riducendo il consumo energetico. "Con i sistemi di assistenza intelligenti, la macchina per lo stampaggio si ottimizza continuamente da sola", spiega Kelm. "Anche gli operatori meno esperti possono ottenere risultati ottimali."

Teletronics: integrazione rigorosa dei processi per aumentare la competitività

Nell'industria della Teletronics, il tema dell'integrazione dei processi riguarda spesso componenti compositi plastica/metallo. ENGEL dimostra anche in questa sfida di offrire soluzioni su misura con la produzione di involucri per termostati. Da punzonatura dei contatti a verifica e etichettatura di componenti elettronici pronti all'uso, tutte le fasi di lavoro sono completamente automatizzate. Il materiale grezzo per le piastrine di supporto in ottone viene alimentato direttamente dal rotolo e inline viene punzonato con foro filettato. La filettatura viene formata con azionamento servo-elettrico, prima che le piastrine – ancora sul nastro – vengano rivestite con uno stampo a iniezione ENGEL insert 60V/35 singolo verticale, con poliammide rinforzato con fibra di vetro. Anche il controllo qualità avviene inline. Oltre alla verifica tramite telecamera, è integrato un test di alta tensione nel sistema di stampo a ciclo continuo, che garantisce un controllo al 100% di assenza di cortocircuiti durante la produzione. Per garantire una tracciabilità completa, i pezzi conformi vengono etichettati con laser prima di rimuovere i canali di colata e i sottosupporti, e i pezzi finiti vengono separati dalla linea. Ogni 20 secondi, otto pezzi pronti vengono rimossi dalla cella di produzione.

La soluzione di produzione realizzata da ENGEL in collaborazione con il partner MMS Modular Molding Systems (Austria) garantisce i costi minimi per pezzo e alta flessibilità. Grazie alla struttura modulare dei sistemi MMS, è possibile integrare ulteriori moduli di lavorazione, come saldatura a resistenza o laser, rivettatura, assemblaggio o pulizia dei componenti, secondo necessità. "Indipendentemente dal numero di moduli, l'intero processo può essere visualizzato e controllato tramite il controllo CC300 della macchina insert", afferma Stefan Aberl, responsabile automazione di ENGEL Nord America. Ciò riduce notevolmente la complessità e semplifica la gestione dell'intero processo."

Tradizionalmente, gli interruttori termici, come quelli utilizzati per il monitoraggio di motori elettrici in automobili o elettrodomestici, vengono prodotti con un procedimento complesso e a più fasi. Di norma, punzonatura e rivestimento delle componenti metalliche avvengono in sedi diverse. Ciò richiede non solo un notevole sforzo logistico, ma anche un elevato utilizzo di materiali, poiché devono essere avviati due processi indipendenti. Questo rappresenta un costo significativo, soprattutto nell'uso di metalli non ferrosi.

Packaging: massima efficienza produttiva e qualità ottimale

Massima efficienza, qualità eccellente e cicli di produzione rapidi: questa è la sfida quotidiana dei produttori di tappi per bevande. Per la produzione di tappi da 26 mm, compresi i nastri di originalità in HDPE, ENGEL presenta una soluzione all'avanguardia. In condizioni di produzione reali, la cella di produzione opera con un ciclo di circa 2 secondi durante i cinque giorni di fiera, offrendo anche un'elevata efficienza energetica e massima stabilità del processo.

Il cuore della soluzione altamente integrata è una macchina per stampaggio a iniezione e-motion 2440/420 completamente elettrica, equipaggiata con uno stampo da 96 cavità di z-moulds (Austria). A integrazione del sistema, ENGEL include un sistema di aria secca di Eisbär Trockentechnik (Austria) e un sistema di controllo ottico di Intravis (Germania).

Per combinare un consumo energetico minimo con un'eccellente costanza e precisione del processo, ENGEL utilizza macchine di chiusura completamente elettriche della serie e-cap, appositamente sviluppate per questo segmento di mercato. Con i loro potenti attuatori servo-azionati, le macchine e-cap garantiscono anche durante l'uso di materiali HDPE ad alta resistenza, con MFI molto inferiore a 2 o addirittura 1 g/10 min, la plastificazione richiesta e un massimo di pezzi conformi. "Geometricamente, i tappi per bevande hanno raggiunto il loro minimo di peso leggero", spiega l'esperto di packaging Jon Kelm. "Ciò impone requisiti più elevati di precisione e ripetibilità rispetto al passato. Nonostante le alte prestazioni, la macchina e-cap consuma pochissima energia e acqua di raffreddamento anche in ciclo rapido. La maggiore forza di espulsione e il rafforzato sistema di chiusura assicurano cicli molto brevi."

Massima potenza per contenitori sottili

In totale, ENGEL packaging presenta due celle di produzione integrate alla NPE2018. Campetella Robotic Center dall'Italia produce nel suo stand (Padiglione Sud, Stand S27009) bicchieri per aerolinee in tecnologia sottile con una macchina per stampaggio a iniezione completamente elettrica ENGEL e-motion 740/240 T US, utilizzando uno stampo di Fostag (Svizzera). I bicchieri vengono rimossi dallo stampo tramite un sistema di automazione ad alta velocità e immediatamente confezionati dopo lo stampaggio.

Con cicli inferiori a 3 secondi e velocità di iniezione superiori a 500 mm/sec, le macchine per stampaggio a iniezione della serie e-motion sono particolarmente adatte alla produzione di contenitori sottili. Il sistema chiuso per articolazioni a ginocchio e vite garantisce una lubrificazione ottimale e pulita di tutte le componenti mobili della macchina, rispettando gli elevati standard di purezza richiesti dall'industria alimentare.

Technical Moulding: lenti LED complesse in silicone liquido

Nell'area espositiva Technical Moulding di ENGEL alla NPE2018, si concentra l'attenzione sulla lavorazione avanzata del silicone liquido (LSR). Su una macchina per stampaggio a iniezione e-victory 310/120 US con robot lineare viper 40 integrato, vengono prodotte lenti per fari LED con uno stampo a due cavità di ACH solution (Austria). I componenti rappresentano un'ampia gamma di applicazioni. Dai sistemi di illuminazione automobilistici a quelli per edifici e illuminazione stradale, il LSR sta rapidamente acquisendo importanza per la produzione di sistemi di illuminazione LED di alta qualità.

Ciò è dovuto alle sue caratteristiche peculiari. Il LSR altamente trasparente ha un indice di ingiallimento inferiore rispetto ai materiali tradizionali per lenti, è resistente ai raggi UV e stabile in un ampio intervallo di temperature da -20 a +150 °C. Inoltre, anche geometrie di lenti complesse possono essere riprodotte in modo efficiente e ripetibile tramite stampaggio a iniezione.

ENGEL vanta una vasta esperienza a livello mondiale con progetti LSR in diversi settori ed è quindi uno dei partner preferiti dell'industria dell'illuminazione per l'introduzione sul mercato del nuovo materiale per lenti. È la prima volta che ENGEL presenta la produzione di lenti in LSR in una fiera.

"Per produrre in modo economico prodotti complessi in silicone liquido, sono necessari processi automatizzati e un'elevata precisione e stabilità del processo di stampaggio", sottolinea Steve Broadbent, responsabile dei progetti elastomerici in ENGEL Nord America. "Grazie alla loro unità di chiusura senza montante, le macchine e-victory sono ideali per questo scopo." L'accesso libero alla camera dello stampo semplifica la messa a punto e mantiene compatta la cella di produzione. Poiché le piastre di montaggio possono essere completamente sfruttate fino ai bordi, lo stampo voluminoso per le lenti con geometrie complesse può essere installato su una macchina da 120 tonnellate, relativamente piccola. Inoltre, il robot può raggiungere direttamente le cavità senza angoli morti, richiedendo meno spazio in altezza.

Le macchine di stampaggio a iniezione senza montante di ENGEL si distinguono per un'eccellente planarità delle piastre di montaggio. Il Force Divider brevettato assicura che la piastra di chiusura mobile segua esattamente lo stampo durante la fase di chiusura e distribuisca uniformemente la forza applicata. In questo modo, si evita affidabilmente la formazione di sbavature anche con materiali a bassa viscosità come il LSR. I pezzi non richiedono lavorazioni successive e sono pronti all'uso subito dopo il ciclo di stampaggio.

ENGEL realizza questa soluzione high-tech in collaborazione con il partner ACH solution, che ha sviluppato e costruito sia lo stampo che il sistema di dosaggio, dotato della nuova regolazione elettrica della bocchetta ServoShot.

Come fornitore di sistemi, ENGEL integra anche nel processo di lavorazione del LSR tutte le componenti della cella di produzione in un'unica gestione, consentendo di impostare e controllare l'intero processo, compresa la dosatura del LSR e la movimentazione, tramite il pannello di controllo della macchina per lo stampaggio a iniezione.

Controllo sicuro dei processi LSR con tecnologia senza montante ENGEL

La NPE2018 conferma ancora una volta la posizione leader di ENGEL e delle macchine senza montante nella lavorazione del LSR. In totale, alla fiera vengono presentate quattro applicazioni LSR con macchine ENGEL, di cui tre senza montante. Presso lo stand di Wacker Silicones (Germania), nel Padiglione Sud (Stand S24179), viene prodotta una base per sottobicchieri in silicone liquido su una macchina idraulica victory 200/120, in uno stampo a quattro cavità. Un'altra applicazione senza montante viene realizzata su una victory 200/55 presso lo stand di Burteck, produttore di stampi di Windsor, CT, USA, nel Padiglione Sud. Infine, Shin-Etsu Silicones di Akron, Ohio, produce occhiali ottici in LSR su una macchina completamente elettrica e-mac 170/55, in uno stampo di Roembke di Ossian, Indiana.