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Abril de 2018 Página 2 de 2

Coloquio del IKV muestra hacia dónde va el desarrollo en la industria plástica

Por: Andrés Urbina, redactor técnico

El instituto alemán líder en innovación presentó las últimas investigaciones en nuevas tecnologías para el procesamiento de plásticos en su Coloquio Internacional.

El alto grado de automatización y en efecto, la minimización de intervenciones manuales aseguraron un nivel superior de productividad. Finalmente, el uso dirigido de materiales altamente especializados incrementa la productividad del material. Con estos indicadores de eficiencia, la nueva celda de manufactura reúne los requisitos necesarios para una aplicación industrial y la hace muy atractiva para inversión.

iComposite 4.0: Producción autoregulada de piezas reforzadas con fibra

La cifra que más dejo sorprendidos a los asistentes fue 50% en reducción de costos en la fabricación de compuestos. La clave del éxito para este proyecto de producción de piezas reforzadas con fibra fue romper el paradigma de controlar tolerancias en producción y focalizarse en la auto-regulación articulada con la producción y la obtención de productos terminados libres de generación de residuos y averías.

Las industrias más beneficiadas con el proyecto de cooperación entre el IKV y el AZL (Centro para la Construcción Ligera Integrada) son evidentemente la automotriz y la aeroespacial. La situación actual para este tipo de industria está en que procesos costosos y complejos dominan la manufactura del componente, aunque tengan nivel bajo de automatización, una mezcla deficiente de los materiales, altas tasas de residuos y gastos monetarios elevados. Esto es una oportunidad para el desarrollo de la industria 4.0 con la digitalización de la producción y el trabajo en red de las máquinas para cumplir objetivos de fabricación auto-regulada en piezas reforzadas con fibra a bajo costo.

La base para este sistema de producción eficiente en recursos fue bautizado por el IKV como proceso de pulverización 3D de fibra, donde los retazos de fibra se cortan automáticamente a un flujo másico alto y se pueden obtener la longitud y orientación deseada al paso posterior de una herramienta compleja de depósito. Es por esto que el proceso ofrece la posibilidad de producir una preforma con producción superior, sin cortes de alto costo ni productos de fibra semi-terminados con operaciones de vaciado, que ocasionen variaciones en las propiedades mecánicas.

Para que el iComposite 4.0 pueda emplearse para producción a gran escala sin tener en cuenta estas fluctuaciones, integra un monitoreo en línea de las variaciones de la orientación y distribución de fibra en cada preforma, para luego hacer una compensación focalizada donde haga falta. La calidad del producto semi-terminado de entrada no es importante, ya que el iComposite 4.0 da garantía en calidad y propiedades mecánicas constantes en el componente.

Integración permite eficiencia e innovación

Detrás de la tendencia ‘Tecnología de Plásticos Integradores’ se encuentra una combinación de conceptos como ciencia de materiales, ingeniería de proceso, funcionalidades y métodos de simulación. El objetivo es realizar procesos más eficientes y encontrar nuevos productos. El camino para cumplir este objetivo ha sido un trabajo arduo a través de los años por parte del IKV y la universidad RWTH. Este año, en el ‘IKV Colloquium’, el instituto mostró sus avances usando un perfil de extrusión.

El diseño de cabezales para extrusión de perfiles requiere de varias iteraciones en simulación y en experimentos. Las razones para esto residen en la alta complejidad del comportamiento reológico del polímero al entrar al cabezal, además de la hinchazón que experimenta el plástico al salir de la boquilla, y que se atribuye a su naturaleza viscoelástica. Debido a esto, es difícil determinar la geometría ideal del dado de extrusión solamente a partir de la geometría del diseño de un perfil.

El IKV trabaja en un sistema de simulación completamente automatizado, que conecta los espacios computacionales dentro y fuera de la herramienta y es fundamentado con las etapas de optimización “Determinar la Calidad” y “Cambiar de Geometría”. Así sin intervención humana, se puede determinar una geometría de herramienta ideal para moldear con libertar un perfil particular.

Un segundo ejemplo de integración es la mezcla entre material y propiedades de producto: es posible alcanzar nuevas funcionalidades para el perfil a través de los compuestos desarrollados en el IKV, que brindan aislamiento térmico real y conductividad eléctrica a los plásticos. Una vista holística asegura que el compuesto tenga buenas condiciones de procesamiento y propiedades de aplicación aceptables.

Fin.

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