Reciclaje, economía circular y digitalización

Innovaciones en el procesado de material reciclado, en la fabricación aditiva, caracterización de materiales y recubrimiento de plasma fueron presentadas por el renombrado instituto de investigación IKV en la K 2022.

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En la K 2022, el Instituto de Procesamiento de Plásticos de la Universidad RWTH Aachen (IKV), de Alemania, mostró tres procesos en funcionamiento: un control de proceso que se ajusta a la variación de lotes para el procesamiento de reciclado en el moldeo por inyección, una tecnología de fabricación aditiva para la producción de grandes componentes, y una máquina prototipo para recubrir piezas moldeadas por soplado de gran volumen de la empresa emergente de tecnología IonKraft, que tiene sus raíces en el IKV.

Procesamiento de reciclado tolerante a la variación en los lotes

El sistema de control de procesos Injectix, desarrollado en el IKV, puede compensar las fluctuaciones de los lotes en el reciclado durante el proceso de moldeo por inyección. A diferencia de los diseños de procesos anteriores, Injectix aplica un control de fase cruzada de la fase de presión de inyección y sostenimiento utilizando la presión de la cavidad como parámetro de control, informa el instituto.

El control de calidad de funcionamiento cíclico especifica las trayectorias de presión de la cavidad que deben controlarse en función de las interacciones entre el material, los valores del proceso y la calidad de los componentes trazados en un modelo de calidad. Para demostrar la efectividad de Injectix, el IKV produjo cajas apilables hechas de PCR-PP en el stand de IKV en la feria K 2022. La producción se llevó a cabo con y sin control inteligente de procesos.

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Una celda de medición para monitorear la calidad del componente se combinó con la máquina de moldeo por inyección para hacer que las diferencias fueran evidentes. Las piezas producidas cuentan con un marcado láser en forma de código QR, contribuyendo a las tendencias actuales que existen para el pasaporte digital de plásticos, con el que se puede identificar toda la información referente a cada producto.

El sistema de control de procesos Injectix puede compensar las fluctuaciones de los lotes en el
reciclado durante el proceso de moldeo por inyección.

Caracterización eficiente de materiales

Un análisis de material específico ayuda a identificar las posibilidades y limitaciones del reciclado en relación con la aplicación prevista. En la K 2022, el Centro de Análisis y Ensayo de Plásticos (KAP) mostró un ejemplo de su portafolio para la identificación de materiales enfocándose en la caracterización de reciclados. Utilizando el método FTIRATR (espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier – de reflexión total atenuada), se puede detectar la presencia de componentes orgánicos o parcialmente orgánicos dominantes, como rellenos e impurezas, en el material estudiado. En el caso de los reciclados, por ejemplo, el polipropileno se puede rastrear en polietileno y viceversa. Además de la identificación de materiales, los servicios de KAP también incluyen análisis de daños, evaluación de calidades de productos y pruebas de productos.

ADAM: fabricación aditiva de dimensiones avanzadas

Los componentes de gran volumen se pueden fabricar de manera eficiente mediante la fabricación aditiva, si la entrega de masa fundida de una extrusora de tornillo se combina con el espacio de instalación de un robot de brazo articulado. La Fabricación Aditiva de Dimensiones Avanzadas (ADAM en inglés) desarrollada en IKV mejora aún más el rango de aplicación de los procesos de fabricación aditiva de plastificación. Con ADAM, las capas individuales pueden curvarse y disponerse tridimensionalmente, según se desee, y ya no tienen que estar en un plano paralelo a la plataforma de construcción, como en el método convencional. De esta forma, el proceso hace un uso específico de la anisotropía de las propiedades mecánicas causadas por la acumulación de componentes capa por capa al alinear las capas con las cargas relevantes. En la K 2022, se demostró el desempeño de ADAM y producirá muebles en una celda de producción totalmente integrada.

Recubrimiento de plasma: Máquina prototipo de IonKraft

La compañía “startup” de tecnología profunda IonKraft, que tiene sus raíces en el IKV, presentó por primera vez al público su prototipo de tecnología de máquina para el recubrimiento de piezas moldeadas por soplado de gran volumen. Se ha demostrado que la capa de barrera evita la migración de sustancias fuera del contenido, así como del empaque al contenido.

Además, se puede aplicar a la superficie exterior del empaque, donde podría servir como barrera contra el olor (a menudo desagradable) inherente al material reciclado. Ambas características abren nuevas posibilidades para el uso de reciclados en los empaques. Durante la K 2022, IonKraft aplicó un recubrimiento de plasma a los contenedores en una demostración en la máquina prototipo y mostró cómo se puede integrar en una línea de producción para moldes por soplado de gran volumen.