Ligero y hermoso: reducción de peso en K2013

La tendencia a reducir el consumo energético y a suministrar piezas cada vez más resistentes ha motivado el desarrollo de materiales reforzados y espumados. Las innovaciones presentadas en la K2013 enfatizan el uso de materiales de fibra larga, así como la integración de varios procesos de manufactura para la producción de materiales espumados. Las aplicaciones de fibra corta se caracterizan por su sofisticación y alto valor agregado.

Aplicaciones espumadas

En su tradicional stand 13A13, Arburg lanza como primicia la tecnología de sobremoldeo por inyección de compuesto de partículas espumadas (PCIM).La exposición contará con una nueva solución de automatización basada en una Allrounder 470 S para dos componentes, que permitirá ver el último desarrollo del sobremoldeo por inyección de PCIM. Este proceso, aún joven, ha sido desarrollado conjuntamente por las empresas Ruch Novaplast, Krallmann y Arburg, y abre posibilidades totalmente nuevas para la construcción ligera. En la máquina expuesta en la K se inyecta en un primer paso la llanta de plástico en el neumático de espuma de partículas introducido. Tras el traslado de la pre-pieza en el molde se realiza la sobreinyección del neumático con un TPE. El robot de seis ejes realiza todas las operaciones de manipulación, desde la introducción del neumático espumado hasta la entrega de las piezas terminadas a la instalación de embalaje. Aquí, las bolsas se imprimen durante el proceso.

Una cooperación entre Wittmann Battenfeld y Schaumform de Alemania permitirá la manufactura de una pieza interior en tecnología de espuma estructurada. En esta aplicación los procesos Cellmould y BFMold serán combinados con el programa de apertura HiP (High Precision Opening) para permitir la fabricación de piezas de peso ligero en espuma estructurada con una superficie de alta calidad. El control de temperatura requerido para el proceso Variotherm se opera directamente desde el sistema de control de la máquina.

El proceso Cellmould para hacer piezas estructuradas en espuma permite la adición de nitrógeno directamente en el barril durante el proceso de plastificación. La tecnología permite tener una alta estabilidad dimensional de las piezas al mismo tiempo que se logran sustanciales ahorros en material. De esta forma se ha logrado reducir peso de las piezas, fuerza de cierre y tiempos de ciclo. La aplicación de la tecnología BFMold en combinación con el programa especial de apertura de alta precisión permite la producción de piezas que además presentan un atractivo terminado superficial. Para esta demostración se usará la máquina EcoPower 240/1330 completamente eléctrica y un robot W822 de Witmmann.

Aparte de la demanda sostenida de la industria automotriz de máquinas de mediano y largo tamaño con la tecnología MuCell, el proceso también juega un papel cada vez más importante en el area de piezas técnicas moldeadas para electrodomésticos u otros artículos del hogar. Estos sectores buscan particularmente soluciones que conserven los recursos en orden de extender el concepto de sostenibilidad en todas las fases del ciclo de vida de los productos. En lo que se refiere a las máquinas de inyección de menor tamaño, en particular las series totalmente eléctricas, son ideales para los procesos de espumado CellForm debido a que la parte del ciclo de mantener una presión de compensación no es necesaria.

Reforzados con preformas y fibras largas

Otro proceso innovador para la construcción ligera que presentará Arburg es el moldeo por inyección directa de fibras largas. En este proceso, una alimentación lateral en la unidad de inyección incorpora fibras de hasta 50 mm de longitud directamente en la masa fundida líquida y las distribuye homogéneamente. Es posible ajustar individualmente la longitud de las fibras, el porcentaje de las mismas y la combinación de materiales.

El nuevo proceso ofrece una gran flexibilidad y la posibilidad de desarrollar un know-how propio. A ello se suma una ventaja de costes significativa, ya que los materiales de partida (plástico y rovings de fibra de vidrio) son más baratos que los granulados de fibra larga. El proceso se mostrará en una Allrounder 820 S hidráulica de consumo energético optimizado dotada de servohidráulica trabajando con un molde de la empresa Georg Kaufmann Formenbau AG. Mediante la sobreinyección de insertos termoplásticos reforzados con fibra continua (chapas orgánicas) se obtienen componentes compuestos estables y de alta resistencia con pesos inferiores a 300 gramos para longitudes superiores a 500 mm

KraussMaffei también impulsa el diseño de peso liviano con termoplásticos.La empresa alemana presentará una celda de trabajo totalmente automatizada para la manufactura de un elemento estructural hecho con una placa orgánica que tiene áreas de refuerzo locales sujetas a cargas particularmente altas. Este proceso de manufactura de compuestos reforzados con fibras continuas llamado FiberForm, promete tiempos de ciclo cortos garantizando una alta productividad y que los procesos sean integrables en maquinaria y plantas de producción actuales. El manejo de las delicadas placas orgánicas requiere de un control exacto de las temperaturas de producción y de un traslado al molde por parte de robots de manera rápida y reproducible.

Engel presentará en una máquina de inyección Engel Insert 1050H/200 vertical, dotada de un robot multiaxial y un horno infrarrojo, la producción de pedales de frenos compuestos en un sólo paso. En el horno, placas orgánicas termoplásticas reforzadas con fibras continuas son calentadas, preformadas y directamente recubiertas mediante un proceso de inyección con poliamidas. La máquina entrega piezas listas para su instalación sin necesidad de ningún proceso de corte posterior.
Las placas orgánicas se destacan por su alta resistencia a la tensión y rigidez. De acuerdo con el fabricante, los pedales producidos resisten lo mismo que la misma pieza hecha en acero por métodos convencionales y pesan un 30% menos. Además, su diseño ahorra muchos pasos del proceso que ahora son innecesarios, redundando en una mayor productividad y reducción de costos por pieza.Gracias a que el sistema de control del robot está acoplado al del proceso de la máquina, el agarre de las piezas terminadas puede tomar lugar durante la apertura del molde, reduciendo tiempos de ciclo.

Aplicaciones reforzadas con fibra corta

Engel presentará una celda de producción de alto desempeño demostrando la fabricación de carcasas para dispositivos móviles producidas en materiales compuestos de termoplásticos reforzados con fibra de vidrio. En el corazón de la acción se encuentra en una máquina Engel e-mac 170/100 de la nueva línea completamente eléctrica de inyectoras de la firma austriaca. La máquina se encuentra acompañada de un robot lineal Viper 12 de Engel. Para la manufactura de carcasas para productos como tablet-PCs, teléfonos inteligentes olectores de libros electrónicos se usarán placas orgánicas preformadas que se han prensado previamente con la tecnología Variotherm. Éstas se insertarán en el molde y de nuevo usando la tecnología Variotherm serán recubiertas por inyección con PC-ABS. De esta manera, apesar de los diferentes grados de contracción de la fibra de carbono y del material de recubrimiento, se pueden obtener superficies extremadamente regulares y paredes delgadas.

Las piezas se producirán con un acabado de alto brillo de laca de piano y recibirán un acabado adicional con un recubrimiento de deposición física de vapor (PVD). La metalización de la superficie sirve como aislamiento electromagnético. Mientras el recubrimiento por PVD de superficies plásticas normalmente se realiza en un proceso discontinuo separado, Engel mostrará en su exhibición cómo este proceso de alto vacío se puede desarrollar en línea en la celda de inyección. Para la tecnología de recubrimiento PVD,Engel trabaja con la empresa Impact Coatings (Linköping / Suecia).

Durante la K 2013, una máquina EcoPower 300/1300 equipada con la tecnología Airmould de inyección de gas de Wittmann Battenfeld fabricará un palo de Hockey usando un polipropileno reforzado con fibra de vidrio (LGF-PP) y un molde de la empresa Haidlmair, de Austria.Con el nuevo generador de nitrógeno y presión es posible crear un canal de 1300 mm de largo dentro de la parte moldeada. Para contrarrestar el alabeo de la parte a lo largo de su extensión y a la vez mantener el tiempo de enfriamiento tan corto como sea posible, las partes de depositan en una estación de enfriamiento especialemente diseñada para este propósito. El robot usado es un W832 de Wittmann.

El tiempo de ciclo es de 105 s y el tiempo de enfriamiento de 60 s. El efecto de ahorro energético de esta máquina se pronuncia especialmente en los casos de largos ciclos de enfriamiento. Dado que los motores están apagados, no se consume energía durante esta fase.