Nuevas tecnologías de soplado de envases generan mayor productividad y calidad

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Los últimos desarrollos en equipos para moldeo por soplado de envases se han centrado en alcanzar mayor capacidad y versatilidad de producción, incrementando el número de cavidades que es posible trabajar por ciclo e introduciendo configuraciones de máquina que hacen un uso más eficiente de la energía. Otra importante característica de las ofertas tecnológicas recientes es que tienen diseños más flexibles y modulares, que pueden adaptarse para suplir necesidades específicas de los transformadores. En el presente artículo se hace una revisión de los desarrollos alcanzados en maquinaria, equipos de inspección y dispositivos control dentro de las diferentes tecnologías de moldeo por soplado.

Inyección – estirado – soplado
Los sistemas SBO de Sidel para fabricación de envases de PET se basan en el procedimiento IRES (inyección-recalentado-estirado-soplado). Las preformas se acondicionan térmicamente en hornos lineales o de cadena sin fin mediante lámparas infrarrojas, y el soplado se lleva a cabo en una rueda de soplo que puede tener desde 4 hasta 28 estaciones. La serie estándar SBO Series2 está compuesta por 12 máquinas que manejan desde 4 hasta 28 moldes de una cavidad, para producción de unidades de 0,25 a 3 litros en tasas de 5.000 a 42.000 botellas por hora (bph). La SBO Series2 Wide Mouth (WM), permite manufacturar contenedores y envases de boca ancha con cuellos de alta calidad, alcanzando tasas de hasta 1.300 bph por molde, y pueden incluirse modelos de 4, 6 y 8 moldes. Los equipos protegen los cuellos durante el acondicionamiento térmico en el horno, previniendo la deformación durante la transferencia y el soplado.

La serie SBO Heat Resistant (HR) fabrica envases resistentes al llenado en caliente, que pueden recibir líquidos a temperaturas hasta de 94° C y ser pasteurizados a 75° C durante 10 minutos, a velocidades que alcanzan las 1.300 bph en cada molde. Los equipos realizan un calentamiento reforzado que aumenta la cristalinidad para mejorar la resistencia térmica del PET y se obtienen tasas de producción entre 5.200 y 26.000 bph. Además de esta versión, la oferta de la empresa se amplía con la SBO de calentamiento preferencial, útil para producción de envases planos y botellas con formas complejas; la empresa afirma que con esta máquina se obtienen envases hasta un 20% más ligeros, gracias a que se logra una repartición más eficiente del material.

La empresa Krones, por su parte, ofrece su serie Contiform de máquinas de recalentado estirado soplado. Los sistemas Contiform S ofrecen producción económica de botellas PET con un volumen de hasta 3,0 litros y botellas de cuello ancho en rendimientos de 4.000 a 60.000 bph. Se manejan mediante una pantalla táctil que permite una rápida orientación dentro del programa operativo, haciendo posible además memorizar los parámetros de los diferentes modelos de preformas y botellas.

La serie se amplía con la Contiform H, diseñada para producir botellas resistentes a la temperatura. La resistencia se logra mediante una fase de post cristalización durante el moldeo por estirado soplado, ya que las botellas no se soplan en un molde frío sino en moldes a temperaturas de hasta 160° C. La varilla de estirado posee orificios a través de los cuales fluye aire al interior de las botellas, enfriándolas antes de que sean removidas.

La novedosa Contiform Compact está diseñada para emplearse en espacios pequeños, es controlada por computador y contiene dos ruedas: una para calentamiento y otra para soplado. Las ruedas están localizadas una sobre la otra, y están conectadas mediante un sistema de transferencia vertical.

SIG Blowtec introdujo su serie de maquinas Ecomax, de construcción modular. La empresa asegura que la relación de 5 a 1 entre el número de cavidades de los módulos de inyección y soplado, es óptima para disminuir los costos de moldes cuando se fabrican botellas de forma y diseño distintos. La máquina permite fabricar envases desde 100 hasta 2.000 ml, y posee el sistema de cambio rápido de moldes Ecoshell, calefacción de luz infrarroja ajustable y plastificación continua en un acumulador de masa fundida según el principio "first in / first out". El sistema patentado Pancake para mantener el molde cerrado evita que las mitades del molde respiren, y según afirma la empresa, de esta forma se obtienen botellas sin líneas de separación visibles. Los procesos se controlan con un panel táctil y con el software ECO Command 2.

Por otro lado, Uniloy Milacron amplió su plataforma U750 para incluir una unidad dedicada a los contenedores de cuello ancho. La nueva U750-130 posee una fuerza de cierre de 60 ton y un cierre de inyección de 130 ton. La empresa afirma que imparte excelente claridad y precisión en el terminado del cuello para contenedores en PET, PS, PP, PVC Y PC, y está diseñada para cambios rápidos de producción.

La línea BA de Bekum provee capacidades de producción de contenedores y partes especiales de gran tamaño (hasta 100 litros), para el procesamiento de PC, PEAD, PP y materiales de ingeniería, pudiendo configurarse ya sea con cabezales acumuladores o continuos en aplicaciones mono o multicapa. Las series SB por su parte, aplican el concepto de dos etapas para la producción de contenedores de 200 a 2.000ml en producciones de hasta 22.000 bph. Poseen un diseño modular en el que la sección de carga, el horno, el sistema de inyección, la unidad de estirado soplado y el sistema de remoción se configuran usando un método de construcción lineal que optimiza el espacio ocupado.

La empresa Nissei ASB Co. está introduciendo la ASB-150DP, una extensión de más alta producción que la serie 650 de máquinas de estirado soplado de 4 estaciones. La unidad cuenta con mayor fuerza de cierre (165 ton) y un tiempo de ciclo seco 30% más corto. Puede tener de 2 a 16 cavidades con tamaños máximos de botella de 15 litros y 350 ml, respectivamente.

Jomar, por su parte, ofrece los equipos de la serie M, con un rango de capacidad entre 12 y 175 Ton y plastificador vertical. La empresa declara que esta configuración emplea 1/3 menos de energía que la de tornillo horizontal reciprocante, y que es posible producir entre 1 y 32 botellas por ciclo; cada ciclo puede durar entre 9 y 20 seg. Las máquinas del rango M65-M175 pueden ser equipadas con un plastificador reciprocante horizontal controlado por microprocesador.

Según afirma Aoki, el alto volumen de producción de botellas ya no basta para satisfacer el mercado, y el costo por botella se convirtió en el factor fundamental de competencia. Es por esto que han desarrollado las máquinas de moldeo IES de una etapa, que se basan en el sistema de acondicionamiento térmico directo; en él se utiliza el calor que permanece en las preformas después de inyectarlas para estirar y soplar, sin tener que llevar a cabo el proceso de recalentamiento. El sistema acondiciona térmicamente la preforma en la estación de inyección y la transporta a la estación de estirado soplado, asegurándose de que tenga una temperatura óptima. La empresa declara que se reduce el costo de producción de la botella terminada debido a que se hace un uso más eficiente de la energía; además no se corre el riesgo de dañar las preformas, porque no se requiere que sean almacenadas ni transportadas. El sistema se puede emplear para moldear PET y otras resinas como PP, PC, PEN, SAN, PE, PES y Nylon.

Extrusión - soplado
En moldeo por extrusión soplado los nuevos modelos han sido diseñados para mejorar la eficiencia energética, especialmente mediante reemplazo de la tecnología hidráulica por eléctrica. También se han hecho esfuerzos para mejorar la capacidad de coextrusión en la fabricación de empaques de barrera especiales.

Magic of Italy ha desarrollado un sistema de extrusión soplado de doble lado y seis cavidades, para fabricar botellas de 800ml en PEAD, a una tasa de 2.200bph. La máquina, totalmente eléctrica, representa 50% de ahorro en energía y 75% de ahorro en costos de mantenimiento comparándola con sus contrapartes hidráulicas. Japan Steel Works(JSW) se encuentra expandiendo su línea totalmente eléctrica con un modelo para producir botellas pequeñas de 100 ml a 1.500 ml en PP y PEAD. El modelo JEB-R es una máquina de preforma dual con un cabezal diseñado para minimizar las líneas de soldadura y permitir un fácil ajuste.

Jomar está ofreciendo una nueva máquina de extrusión soplado para botellas cosméticas suaves al tacto en PP y PEAD. El modelo 6D es una máquina de doble estación con capacidad de adaptar carruajes deslizantes horizontales, con mayor distancia entre centros y una fuerza de cierre de 15 ton. Según representantes de la compañía, se destaca por reducir hasta en un 50% el consumo de energía, y por aliviar el desgaste de la bomba hidráulica; la flexibilidad en el diseño permite empezar con una configuración de cavidad 1 +1 para producir envases de 6-8 litros, e instalar hasta 8 + 8 cavidades en línea para capacidades de 50 ml. Debido a su configuración modular, la carrera del molde puede ajustarse según los requerimientos del cliente, alcanzando un máximo de 685 mm; de esta forma se pueden montar cabezales de hasta 12 cavidades, para llegar a producir 24 unidades por ciclo. La máquina está controlada con válvulas proporcionales retroactivadas desde transductores sin contacto, que son manejadas con un software suministrado por la compañía.

Bekum America apunta a la producción flexible de botellas en Poliolefinas y PC con su sistema de doble estación en las series BM-406D y BM-506D, fabricando partes de 12 y 20 litros, respectivamente. También introduce la BA-25 de una cavidad para fabricación de botellones de agua en PC de 20 litros, que según afirman representantes de la compañía, elimina líneas de flujo y produce superficies de mayor calidad.

SIG Blowtec introduce una máquina de cabezal lineal para fabricación de botellas en poliolefinas. La BlowPac 4/6-100D es un sistema de doble lado, 6 estaciones y 12 cavidades. El modelo BlowPac 2-10PC produce botellones retornables de PC a una tasa de 150 bph. Un software de monitoreo continuo de la zona de alimentación minimiza la variación en el peso del disparo, logrando un 5% de ahorro en el costoso PC.

Rochelau Tool & Die lanzó su máquina reciprocante RS-25, que emplea un tornillo de 2,5 pulgadas de diámetro para procesar hasta 200 libras de HDPE por hora; la capacidad de este equipo alcanza 3.000 bph, y ofrece la opción de instalar etiquetas encogibles de cuerpo entero en una etapa post-moldeo. Según afirman representantes de la compañía, la altura ajustable del extrusor permite la instalación de moldes de diferentes tamaños, y la hidráulica de las válvulas proporcionales hace que el arranque y la operación sean más eficientes. De forma opcional, pueden adaptarse sistemas de desbarbado y corte.

Wilmington Machinery sostiene que su nueva máquina rotativa de carrera larga RLS-3 es una alternativa competitiva para los modelos de cabezal lineal en la producción de contenedores con cuellos calibrados. El sistema opera ubicando los moldes sobre una tabla rotativa, mientras utiliza un cabezal de extrusión único. La empresa afirma que el sistema permite trabajar más rápido que con un cabezal lineal, elevando la producción en cerca del 50%. La unidad posee una capacidad de extrusión de 1.100 kg/hr y puede tener de 12 a 30 cavidades.

Graham Machinery Group (GMG) comenzó a fabricar máquinas de cabezal lineal con diseño alemán. La nueva estación dual de ocho cavidades, HLD 700, ofrece descarga sencilla o doble de botellas, controles mejorados, motores de paso y servo válvulas para mejorar la precisión en el control del espesor de la preforma. Con otro de sus lanzamientos, la GEC-4/600 de cabezal rotativo, la empresa afirma haber incrementado la producción en cerca de 80%. La máquina posee seis preformas y 24 cavidades, produce contenedores de 250 ml a 7.200/hr, incorpora detección integrada de grietas y equipo de visión QC, un mecanismo más eficiente para el desbastado y un modulo para etiquetado dentro del molde. Una versión de la C30 de GMG de máquina de tornillo reciprocante fabrica botellas de 20 litros en PC; afirman que la unidad de 25 ton con disparo máximo de 100 g es la más rápida de su clase.

Uniloy Milacron y FGH Systems introducen el nuevo BWF16D, modelo de cabezal horizontal de dos lados fabricado en Alemania por Uniloy. La máquina de tres preformas fabrica botellas de HDPE de 500 ml en ciclos de 12 segundos siendo 17% más rápida que los cabezales existentes, según declaran. Uniloy añadió tres nuevos tamaños a su línea de equipos de cabezal acumulador. Los T-1000, T-2300, T-2900 con fuerzas de cierre de 140, 295 y 325 ton respectivamente.

Davis Standard logro 70% de reducción en el tiempo de cambio de color en su cabezal acumulador de 15 kg, minimizando a su vez las líneas de unión y mejorando la uniformidad de la preforma. Un émbolo en bronce (en reemplazo del acero), minimiza el filtrado y reduce el desgaste del cuerpo durante el cambio de color de la materia prima.

Sistemas de control e inspección 
Una necesidad crítica durante los procesos de moldeo por inyección soplado, es el monitoreo de la distribución del material y la integridad de la barrera de los contenedores manufacturados. Krones ofrece el sistema PreCheck, el cual permite inspeccionar completamente las preformas antes de ser cargadas en la máquina de estirado soplado. El sistema se basa en una cámara CCD que revisa el acabado del área del cuello de la preforma conforme a un estándar especificado, eliminando las preformas que presentan irregularidades.

Por otro lado, el sistema PetWall plus de Agr*TopWave, combina medición infrarroja sin contacto del espesor de las paredes de las botellas con cámaras que detectan los defectos visuales. El sistema opera a 40.000 bph y realiza mediciones en tiempo real de la distribución del espesor de pared en diferentes localizaciones de medición a lo largo de la altura de las botellas, permitiendo detectar y remediar cualquier cambio en la distribución del material durante el proceso. La medición se basa en una técnica de absorción infrarroja que mantiene su precisión, independientemente del color o del vapor de agua presente durante el proceso. La empresa también introdujo un sistema total de control de calidad de preformas en PET que puede detectar grietas, fugas en sellos y defectos ópticos en las bases o en las paredes laterales. El inspector VPI puede inspeccionar hasta 22.000 preformas / hora. Las preformas defectuosas pueden ser expulsadas a tiempo, lo cual incrementa la producción y reduce tiempos muertos. Los equipos de Agr*TopWaveestán siendo usados en las máquinas de moldeo por estirado soplado BLOWMAX de SIG Corpoplast.

Davis Standard diseñó un sistema de control para moldeo por soplado llamado MACO 6500RS. El sistema posee capacidades Windows 2000 Pro Ethernet, cableado simplificado, tres modos de disparo, llenado en lazo cerrado, control de velocidad adaptativo de la extrusora y control estadístico de procesos (SPC). El arreglo PC/PLC del sistema permite secuenciamiento y control preciso de aspectos como la temperatura, la velocidad de la extrusora y el tamaño del disparo. La estación de operario permite entrada y almacenamiento de datos, visualización de tendencias y fácil solución de problemas. El sistema usa un formato Windows Dynamic Data Exchange, con opciones de trabajo en red, lo que permite una interfaz directa con programas Windows basados en SPC.

Sistemas de esterilizado
El sistema de enjuagado de preformas Prejet de Krones es aplicable en procesos de llenado con altos requerimientos higiénicos; se basa en una limpieza con aire ionizado de las preformas, para dejarlas libres de partículas de polvo. Por su parte, las máquinas de moldeo por soplado de Bekum pueden ser equipadas con un dispositivo para la producción aséptica de contenedores, en donde se utiliza un aire de soporte estéril durante el proceso de soplado. Un flujo laminar entre la extrusión de la preforma y la distribución de la botella protege el contenedor contra la intrusión de bacterias antes del sellado hermético sobre el cuello de la botella. Este método de producción ahorra el esterilizado de las botellas previo al llenado.

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