Tecnologie di processo innovative per una maggiore competitivit�

Per la produzione di lenti LED a pareti spesse, ENGEL ha collegato due stampanti ad iniezione del tipo duo alla Chinaplas. (Immagine: ENGEL)

Nella produzione di lenti a pareti spesse, è importante combinare un'elevata qualità ottica con un'alta efficienza di produzione. La tecnologia multi-strato di ENGEL con raffreddamento esterno realizza questa impresa. (Immagine: ENGEL)

iQ weight control compensa le variazioni di processo prima che si verifichi lo scarto. Il sistema di assistenza intelligente è disponibile sia per presse ad iniezione elettriche che idrauliche. (Immagine: ENGEL)

L'accesso libero alla sala attrezzi della macchina di stampaggio e-victory consente di avvicinare l'automazione alla unità di chiusura durante la produzione di punte per pipette. (Immagine: ENGEL)

L'accesso libero alla sala attrezzi della macchina di stampaggio e-victory consente di avvicinare l'automazione alla unità di chiusura durante la produzione di punte per pipette. (Immagine: ENGEL)

Poiché le punte di pipetta vengono utilizzate nei sistemi di analisi completamente automatizzati, la qualità riproducibile delle parti è di massima priorità. (Immagine: ENGEL)

Poiché le punte di pipetta vengono utilizzate nei sistemi di analisi completamente automatizzati, la qualità riproducibile delle parti ha la massima priorità. (Immagine: ENGEL)

“L’innovazione è la chiave del futuro” – con questo motto si svolge la Chinaplas 2018 dal 24 al 27 aprile a Shanghai. Come si può espandere il vantaggio competitivo e garantire la capacità di affrontare il futuro con tecnologie di stampaggio a iniezione innovative, lo dimostra ENGEL nel suo stand con numerose applicazioni entusiasmanti e presentazioni di tecnologia. Quando si tratta di prodotti complessi, il costruttore di macchine per lo stampaggio a iniezione e soluzioni di sistema con sede principale in Austria è tra i fornitori preferiti dai trasformatori di plastica in Asia.

La Chinaplas 2018 si concentra sulla crescita “Il clima di investimento in Cina è a un nuovo massimo”, riferisce Gero Willmeroth, amministratore delegato vendite e servizi di ENGEL Machinery Shanghai, in vista della più importante fiera delle materie plastiche in Asia. “La Chinaplas darà ulteriore impulso a questa evoluzione.” Non da ultimo, la crescente pressione competitiva tra i produttori locali di componenti in plastica contribuisce a questa tendenza positiva. Si investe nella modernizzazione delle flotte di macchine e in nuove tecnologie che portano a una maggiore efficienza di produzione e qualità del prodotto.

Stampaggio economico di lenti a pareti spesse

La sezione Automotive dello stand di ENGEL riflette la tendenza all’uso di tecnologie di processo innovative. È la prima volta che ENGEL presenta a Chinaplas un processo complesso multi-componente con macchine di stampaggio collegate tra loro. Su due macchine duo vengono prodotte lenti a LED per fari di veicoli in PMMA con uno spessore di 22 mm.

Sempre più frequentemente vengono realizzati componenti ottici di alta qualità in plastica. I materiali polimerici sono più leggeri del vetro e offrono ai progettisti maggiore libertà. La sfida consiste nel combinare un’elevata qualità ottica con un’alta efficienza di produzione. La tecnologia multi-strato sviluppata e brevettata da ENGEL, con raffreddamento esterno, ottimizza proprio questa sfida.

Inizialmente si produce un pre-impasto e, successivamente, si riveste con ulteriori strati dello stesso materiale. La sovrastampaggio permette di compensare i punti di incidenza sulla superficie dello strato precedentemente formato, raggiungendo così un’elevata qualità ottica. Studi ottici hanno dimostrato che le superfici di confine tra gli strati non influenzano le prestazioni e la funzionalità dell’illuminazione.

Poiché il tempo di raffreddamento nello stampaggio a iniezione aumenta con il quadrato dello spessore della parete, la tecnologia multi-strato aumenta significativamente l’efficienza nella produzione di parti a pareti spesse. Più strati sottili si raffreddano complessivamente più rapidamente di uno spesso. Inoltre, se il corpo della lente viene rimosso dal tool per il raffreddamento, si riduce ulteriormente il ciclo. Il raffreddamento all’aria richiede più tempo rispetto a quello nello stampo, ma non influisce più sul ciclo complessivo.
Durante Chinaplas, i corpi delle lenti vengono prodotti su una macchina da stampaggio duo 1060/400 in uno stampo a 4 cavità. Il robot a braccio articolato easix, integrato nella cella di produzione, preleva i quattro pezzi e li trasferisce a una stazione di raffreddamento esterna. Da lì, il robot preleva contemporaneamente quattro pre-impasti già sufficientemente raffreddati e li consegna allo stampo multi-componente 4+4 con tavolo rotante della macchina duo 600H/600H/500 combi, equipaggiata con un sistema di movimentazione rotante. Successivamente, vengono stampate altre due strati di PMMA prima che easix rimuova le lenti finite. Il ciclo dura meno di 3 minuti, nonostante i pre-impasti si raffreddino per circa 30 minuti. Il tempo di raffreddamento può essere controllato tramite il numero di posizioni di raffreddamento nella stazione di raffreddamento esterna.

Il collegamento di una macchina standard di stampaggio a iniezione con una macchina a due componenti garantisce un’elevata flessibilità di produzione. Entrambe le macchine possono essere utilizzate indipendentemente con altri stampi.

ENGEL realizza la mostra in collaborazione con partner di sistema, tra cui Skymould (Ningbo/ Cina), HRSflow (San Polo di Piave/ Italia), Innolite (Aquisgrana/ Germania), Opsira (Weingarten/ Germania) e Gimatic (Shanghai/ Cina). Per integrare oltre ai robot e alle tecnologie di processo sviluppate internamente anche altre unità periferiche e strumenti, ENGEL ha costruito una rete globale di partner di sistema. “Abbiamo partner molto forti in Cina, che conoscono bene le esigenze dei trasformatori locali e le traducono in soluzioni ottimali”, afferma Willmeroth. “Attraverso la collaborazione con fornitori locali, possiamo garantire anche applicazioni complesse con un’elevata efficienza dei costi e mantenere brevi i tempi di consegna dell’intera linea.”

Concetti di lightweight design innovativi e completi

La sostituzione dei materiali con l’obiettivo di ridurre il peso delle parti rappresenta anche in Cina una tendenza importante nell’industria automobilistica. I veicoli elettrici sono in forte espansione. I trasformatori in Asia si concentrano su quattro aree principali: lenti LED in PMMA, parti di copertura in policarbonato, stampaggio a schiuma e tecnologie composite a sandwich.

ENGEL dedica un’area dedicata ai compositi nel suo stand. Nel suo centro tecnologico per i compositi leggeri in Austria, il costruttore di macchine sviluppa, in collaborazione con partner e università, processi compositi particolarmente efficienti che accelerano l’introduzione delle tecnologie composite nella produzione automobilistica di serie. Dall’HP-RTM e SMC alla lavorazione di semilavorati termoplastici come fogli e nastri, fino alle tecnologie reattive di termoplastica come la polimerizzazione in situ (T-RTM), gli sviluppatori di ENGEL si occupano di tutte le tecnologie più promettenti e hanno già raggiunto diversi traguardi internazionali di rilievo. La forte competenza di ENGEL in automazione e soluzioni di sistema si è dimostrata un fattore chiave di successo. Con la v-duo, ENGEL offre inoltre una propria serie di macchine appositamente sviluppata per le esigenze dell’industria dei compositi.

Elaborazione di silicone liquido senza post-trattamento

L’elettrificazione non richiede solo nuove tecniche di lavorazione, ma anche nuove soluzioni di design. Per guidare in modo sicuro i cavi dal motore all’interno dell’abitacolo, i veicoli elettrici richiedono una gamma più ampia di guarnizioni per passaggio dei cavi rispetto ai veicoli con motore a combustione. Durante Chinaplas, ENGEL produce guarnizioni per passaggio cavi in silicone liquido (LSR) per singoli cavi, caratterizzate da una struttura molto sottile. Per lavorare il LSR a viscosità estremamente bassa in modo altamente preciso ed efficiente, viene utilizzata una macchina a iniezione senza montante e con unità di iniezione elettrica e sistema di dosaggio LSR integrato, di tipo e-victory 50/80. Il brevettato Force-Divider assicura che, durante la chiusura, la piastra di supporto mobile segua esattamente lo stampo e distribuisca uniformemente la forza di chiusura. In questo modo, tutte le cavità vengono mantenute con la stessa forza, garantendo una compressione uniforme dello stampo e una qualità costante dei pezzi. “Solo grazie a una produzione priva di sbavature e senza post-trattamenti si può rendere economicamente possibile la produzione di componenti high-tech in silicone liquido mediante stampaggio a iniezione”, sottolinea Willmeroth. Il silicone liquido viene sempre più utilizzato in Cina. Oltre alle guarnizioni per molte applicazioni diverse, vengono prodotti anche sempre più microcomponenti, ad esempio per dispositivi mobili o applicazioni mediche, su macchine ENGEL senza montante, in LSR.

ENGEL presenta la lavorazione del silicone liquido in collaborazione con il partner Elmet Elastomere Produktions- und Dienstleistungs-GmbH (Oftering, Austria). In questa applicazione, vengono utilizzati lo stampo a 4 cavità e il sistema di dosaggio LSR integrato nel controllo CC300 della macchina e-victory di Elmet.

Soluzione cleanroom integrata in uno spazio ridotto

Un’altra novità nel settore Medical è rappresentata da una cella di produzione altamente integrata per la produzione di punte di pipetta in ambiente sterile. Anche questa esposizione è frutto di una collaborazione europea-cinese. ENGEL, Waldorf Technik (Engen, Germania) e Wellmei Mold (Dongguan, Cina) hanno unito le loro competenze e la loro esperienza nel campo di articoli di precisione medico e hanno adattato la soluzione di sistema alle specifiche esigenze dei trasformatori cinesi.

Poiché le punte di pipetta vengono utilizzate in sistemi di analisi automatizzati per la diagnostica medica, la priorità assoluta è garantire una qualità riproducibile dei pezzi. In quanto prodotto di massa, sono soggette a una forte pressione sui costi. Per combinare un processo stabile e altamente efficiente, i partner di sistema integrano una macchina di stampaggio a iniezione e-victory senza montante di ENGEL con uno stampo di precisione a 32 cavità di Wellmei e un sistema di automazione ad alta velocità di Waldorf Technik, in uno spazio estremamente compatto. L’accesso libero alla cella di produzione permette di avvicinare l’automazione alla zona di chiusura della macchina e-victory.

Unità di iniezione elettrica della macchina ibrida garantisce un’elevata precisione nell’iniezione del materiale plastico. Per compensare variazioni nelle condizioni ambientali e nel materiale grezzo, viene utilizzato il sistema di controllo del peso iQ. Questo sistema di assistenza, parte del programma inject 4.0 di ENGEL, analizza in tempo reale la curva di pressione durante il processo di iniezione e confronta i dati con un ciclo di riferimento. Per ogni colpo, il profilo di iniezione, il punto di commutazione e il profilo di sovrappressione vengono automaticamente adattati alle condizioni attuali, mantenendo costante il volume di materiale iniettato durante tutta la produzione. In questo modo, si previene proattivamente il rifiuto dei pezzi.

Automazione rappresenta un altro elemento chiave per garantire una qualità costante dei pezzi. La soluzione di automazione sviluppata da Waldorf Technik preleva 32 punte di pipetta dal stampo in modo sincronizzato con il ciclo di stampaggio e le dispone in rack con gruppi di 96 pezzi ciascuno. Ogni 18 secondi, 96 punte di pipetta vengono espulse dalla cella di produzione sterile.

In pratica, le fasi successive come il controllo qualità o l’imballaggio vengono sempre più spesso integrate direttamente nel ciclo di stampaggio. A titolo di esempio, durante Chinaplas, un robot collaborativo Rethink Robotics di tipo Sawyer (Boston, USA) preleva i rack pieni alla fine del processo di produzione. La particolarità dei robot collaborativi è che non richiedono barriere di protezione e possono lavorare in modo sicuro fianco a fianco con gli operatori.

inject 4.0: qualità costante senza conoscenze specialistiche

Con sistemi di assistenza intelligenti come iQ weight control, ENGEL rende molto semplice ai clienti garantire una qualità costante dei pezzi anche senza conoscenze specialistiche. I sistemi iQ analizzano continuamente parametri critici del processo e li regolano automaticamente colpo dopo colpo. Il risultato è una macchina per lo stampaggio a iniezione che si auto-ottimizza.

L’aumento dell’intelligenza del controllo macchina è una caratteristica fondamentale della smart factory, che rappresenta l’obiettivo di Industry 4.0. Inoltre, la connessione tra sistemi di produzione e l’uso sistematico di dati di macchina, processo e produzione contribuiscono ad aumentare produttività, qualità e flessibilità della produzione. Sotto il nome inject 4.0, ENGEL offre già oggi una serie di prodotti e soluzioni mature e ampiamente sperimentate per la digitalizzazione e la connessione della produzione di stampaggio a iniezione, che possono essere utilizzate singolarmente o come parte di una strategia di digitalizzazione più ampia, portando un alto valore aggiunto. “Passo dopo passo verso la smart factory, questa è la strategia dei nostri clienti”, afferma Willmeroth.

Con la produzione del logo inject 4.0 su una macchina di stampaggio a iniezione completamente elettrica e senza montante e di grandi dimensioni e-motion 80 TL, ENGEL evidenzia chiaramente il grande potenziale delle soluzioni inject 4.0. Nel controllo CC300 della macchina, è possibile simulare condizioni di processo variabili per monitorare la regolazione automatica tramite i sistemi di assistenza intelligenti sul display. Mentre iQ weight control mantiene costante il volume di materiale iniettato durante tutto il ciclo di stampaggio, iQ clamp control calcola la forza di chiusura ottimale e la regola automaticamente. “Con la nostra macchina di stampaggio a iniezione auto-ottimizzante, rendiamo molto semplice ai trasformatori sfruttare appieno l’efficienza e la qualità offerte dalle macchine e dalle tecnologie”, afferma Gero Willmeroth. “Le prime macchine con iQ sono già in uso in Cina.”

ENGEL a Chinaplas 2018: Padiglione 5.1, Stand E71