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Abril de 2018 Página 1 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.

Reclutamiento, networking e innovación fueron los temas claves que abordó el reconocido Instituto de Procesamiento de Polímeros (IKV) de la Universidad RWTH de Aachen, Alemania, en su acostumbrado coloquio bienal. El esperado evento en su edición 29 presentó resultados de investigación a toda la audiencia científica e industrial del mundo. Contó con presentaciones de 36 especialistas del IKV junto a 18 conferencias de expertos de la industria, que proporcionaron un resumen de las innovaciones actuales, nuevos procesos de producción, métodos de desarrollo de producto y estrategias corporativas para la industria del plástico. El presente artículo presentará cuatro avances en tecnología que definen a la industria 4.0 como el camino hacia el éxito y la competitividad del procesamiento de plástico a nivel mundial.

Modelo inteligente facilita configuración del proceso en moldeo por inyección

El aprendizaje de máquinas o ‘machine learning,’ representa una buena posibilidad para facilitar y automatizar la configuración del proceso en una inyectora. Con la generación de un modelo inteligente dentro del lema del IKV “Kunststoffindustrie 4.0” (industria del plástico 4.0) se presentó un nuevo enfoque que demuestra cómo la simulación y los datos experimentales pueden combinarse para facilitar el proceso completo.

Desde hace unos años la optimización del proceso por inyección viene siendo tema de investigación en el IKV, y la pregunta que guía el trabajo es: ¿Cómo un sistema productivo podría optimizarse de forma autónoma, en términos de características de calidad predefinidas por los componentes que se van a fabricar? El machine learning brinda una solución articulando datos complejos con la configuración de proceso; sin embargo, los algoritmos empleados deben entrenarse con el soporte de experimentos complejos al pie de máquina.

Aunque los algoritmos son cada vez más y más poderosos, el machine learning aún no tiene el éxito que se espera. Por esto, una solución para reducir el entrenamiento práctico requerido es usar simulaciones numéricas que sean factibles automáticamente hablando, un ejercicio que se emplea para entender las complejidades entre los parámetros del proceso y los datos de calidad de salida de la máquina sin necesidad de invertir tiempo y altos costos en pruebas reales.

El nuevo enfoque del IKV es articular la simulación con datos reales de producción adecuados al modelo de ‘machine learning’ para encontrar la configuración óptima del proceso. A través de la combinación de datos, se quiere minimizar las pruebas en máquina y hacer posible el empleo del método de forma económica. Al mismo tiempo, proporciona un conocimiento tanto de las correlaciones y de los parámetros para obtener una calidad superior, como de la eficiencia en todo el proceso. Un set-up sistemático del proceso e independiente de la intuición y la experiencia es lo que requieren los operarios de las plantas de inyección alrededor del mundo.

Celdas de manufactura aditiva desarrolladas en el IKV

El grupo de manufactura aditiva del IKV este año presentó una combinación automática de varios procesos de fabricación. Este sistema ofrece una productividad superior gracias a la minimización en la intervención manual y la aplicación de tecnología y materiales de alto valor. Dentro de esta celda de manufactura se produjeron de manera eficiente piezas multi-componente de alta tecnología. En su demostración en vivo se observó la producción de una pieza estructural reforzada con fibra, así como una pista conductora impresa 3D sobre un termoplástico altamente cargado.

En la actualidad se utilizan varios métodos de fabricación de piezas multi-componente con alto grado tecnológico; sin embargo, para la fabricación total del componente se requieren de etapas separadas. Está claro que la manufactura aditiva tiene ventajas de libertad de diseño geométrico e individualización, pero resulta deficiente en aspectos como calidad superficial, precisión dimensional, espectro de materiales procesables y baja productividad. Para afrontar las desventajas de este proceso, el IKV ha abierto una línea de trabajo con proyectos de investigación y desarrollo que permitan al final aplicar un método de fabricación estándar, orientado a la producción eficiente a través de la manufactura aditiva.

El desarrollo del IKV consiste en una celda de manufactura que permita la combinación automática de varios métodos de fabricación realizados de manera secuencial. El método consiste en hacer la combinación del proceso de manufactura aditiva con procesos de fabricación sustractiva y la integración automática de insertos (roscados o componentes electrónicos). Adicionalmente, se pueden adaptar procesos de manufactura adicionales a través del portaherramientas estándar. Gracias a la tarea exhaustiva de investigación y desarrollo, fue posible incrementar la descarga de material a través del proceso de Modelado por Deposición de Fundido (MDM) y así se mejoró en un factor de siete la productividad en comparación con métodos convencionales, como el Modelado de Capas por Fusión (FLM).


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