Nuevos horizontes en inyección (segunda parte)

Nuevos horizontes en inyección (segunda parte)

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Los procesos altamente productivos, confiables y los productos novedosos de alta calidad, fueron el común denominador de lo exhibido en la K 2004. El sector médico, la electrónica, las telecomunicaciones, el sector de empaques y el automotor siguen siendo los mayores impulsores de nuevas y revolucionarias tecnologías.

En el primer artículo del mes de enero, titulado "Velocidad, productividad y precisión, el enfoque de la inyección en K 2004", se hizo énfasis en la inyección de pared delgada, los desarrollos en máquinas inyectoras, la microinyección, la decoración interna en el molde y la inyección multi-componente. En este artículo se hará énfasis en algunas aplicaciones automotrices mostradas en la feria, la inyección asistida con agua y el proceso X-Melt presentado por Engel, la tecnología de doble molde rotatorio, innovación presentada por Ferromatik Milacron, la oferta de máquinas inyectoras para la inyección de preformas y algunos desarrollos en sistemas de colada caliente.

Aplicaciones automotrices mostradas en K 2004
La producción de ventanas para el sector automotor fabricadas por el proceso de inyección viene de años atrás; sin embargo, en la feria Battenfeld y Engel presentaron tecnologías maduras para la fabricación de este tipo de piezas de gran tamaño con bajo nivel de tensiones internas, que aseguran una buena estabilidad a la intemperie y una excelente resistencia al rayado.

Battenfeld presentó el proceso de inyección -compresión IMPmore (In-Mould-Pressing) en compañía con Summerer Technologies (fabricante del molde) y Exatec (firma especializada en el tratamiento superficial para el recubrimiento con plasma). Con este proceso se obtiene una ventana en policarbonato de 1.050 mm x 1.050 mm, con un espesor de pared de 4 mm, en una máquina HM 20000/19000 de dos placas con columnas retráctiles. La extracción se lleva a cabo mediante un robot Kuka (ver figura 1) . El tiempo ciclo es de 2 minutos.

En este proceso el molde tiene un mecanismo abatible especial con 4 pistones que asegura una presión uniforme durante el proceso, del orden de 200 bar. La máquina incorpora un sistema hidráulico de desarrollo propio, especial para la tecnología IMPmore. Está equipada con una servo-válvula reguladora para los 4 cilindros de compensación que actúan como una balanza, manteniendo la presión la uniforme durante el llenado. Estos cilindros están ubicados en la zona superior e inferior del molde, porque es aquí donde se produce una gran carga asimétrica debido al mecanismo abatible y a un punto de inyección localizado muy cerca del borde la pieza.

Por su parte, Engel presentó la tecnología GlazeMelt, un proceso de inyección—compresión para la fabricación de ventanas plásticas de 1.100 mm x 680 mm y 4 mm de espesor, en dos componentes de policarbonato: transparente y pigmentado de color negro en la zona exterior para la sujeción.

Esta tecnología comprende una máquina de dos placas, con dos unidades de inyección horizontales opuestas y paralelas al eje de la máquina, y con un molde de dos superficies de apertura; así mismo, cuenta con un bloque central rotatorio y un sistema de control integrado a la máquina altamente sensitivo para mantener el paralelismo de las placas (ver figura 2) .

La máquina utilizada fue una Engel DUO 11050H/2250M/1500 Combi (fuerza de cierre de 15.000 KN) de dos placas que se caracteriza por tener cilindros hidráulicos en cada columna. El sistema de control de paralelismo permite controlar las dos partes del molde con una desviación de 0,05 mm. La corrección de paralelismo se realiza ajustando la presión hidráulica individualmente en cada una de las columnas de la máquina.

El molde fue fabricado por la firma Italiana Incos y el desarrollo para el tratamiento superficial con plasma fue realizado con la firma Exatec.

Husky presentó el sistema de moldeo tándem en la máquina Quadloc Tandem 1350 (ver figura 3) . Este sistema permite la inyección simultánea en dos moldes de piezas iguales o similares. En esta máquina se estaban inyectando dos paneles de puerta (izquierdo y derecho) del Renault Megane en un ciclo de 45 segundos. Las ventajas de esta nueva generación de moldeo tándem comparada con las anteriores son, en primer lugar, que permite la inyección de piezas de diferente peso, y en segundo lugar, que es posible operar moldes con diferentes carreras de apertura. Adicionalmente, la placa central que aloja las dos mitades de los moldes tiene incorporado el sistema de colada caliente, el cual es alimentado lateralmente, facilitando la instalación de los moldes y ampliando la carrera de apertura disponible para el procesamiento.

Entre otras aplicaciones para el sector automotor se encuentra la innovación Skin-Form presentada por las compañías Krauss Maffei, Sernamotive Schenk GmbH y Rühl Puromer GMBH. Consiste en la inyección de un termoplástico con una piel de poliuretano (PUR), en donde es utilizado un cabezal mezclador de PUR como segunda unidad de inyección ubicado en la parte móvil de la máquina. Con esta tecnología se estaba inyectando una hebilla de cinturón de seguridad con un molde rotatorio de dos estaciones. El proceso inicia con la inyección de la poliamida; una vez terminado el enfriamiento de ésta el molde se abre, rota y se inyecta el poliuretano sobre la pieza para formar su piel, la cual le da textura y suavidad al tacto. Finalmente, el molde se abre para extraer la pieza mediante un robot LR 100 de Krauss Maffei.

Inyección Asistida con Agua y Proceso X-Melt de Engel


Engel presentó el proceso Watermelt con un molde de multicavidades (tipo familia) para la inyección del fondo y los 4 laterales de una caja colapsible de 600 mm x 400 mm x 280 mm (ver figura 4) empleando el proceso de inyección asistido con agua. La máquina inyectora utilizada fue la DUO 7050/1100 (11.000 KN de fuerza de cierre).

Para la inyección del agua en el molde multicavidades se utilizó únicamente una unidad manejadora de agua (Watermelt) con un sistema de inyección multipunto. El material plástico que era desplazado por el agua del núcleo de cada pieza llenaba cavidades auxiliares, proceso conocido como "blow-out". Una vez finalizado el llenado y enfriamiento de las piezas se expulsaba el agua por medio de aire comprimido hasta que éstas quedaban completamente secas. Luego, un robot extraía las piezas del molde, separaba las cavidades auxiliares y realizaba el ensamble de la caja, convirtiendo este conjunto de procesos en una celda de manufactura.

Igualmente Engel presentó el proceso X-Melt para la inyección de piezas de pared delgada en una máquina E-Motion 200/55. Con este proceso se inyectó un molde de 4 cavidades para una tapa de batería de un teléfono celular, con un espesor de 0,17 mm y un recorrido de flujo de 30 mm en un tiempo de ciclo de 4,9 segundos. El material utilizado era una mezcla de policarbonato y ABS.

El proceso utiliza un sistema de colada caliente de boquillas con válvula de Mold-Masters, en donde el husillo de inyección avanza para realizar la inyección mientras las boquillas del sistema de colada caliente permanecen cerradas. Esto genera la compresión de la masa en la unidad de plastificación alcanzando presiones del orden de 2.000 bar, para luego abrir simultáneamente las válvulas y llenar el molde en fracciones de segundo.

Con este método se asegura que los parámetros de proceso sean altamente repetibles, y se obtiene como resultado una alta reproducibilidad en el peso, especialmente en piezas pequeñas. El peso típico de las piezas producidas en este proceso oscila entre 0,1 y 20 gramos, con espesores entre 0,1 y 0,8 mm.

DETW — Tecnología doble cubo

Buscando incrementos de productividad, Ferromatik Milacron mostró una de las grandes innovaciones de la feria, con la tecnología de molde de doble cubo para la inyección de un recipiente con su tapa. En esta tecnología se integran los procesos de inyección de dos materiales (cuerpo y tapa), decoración interna en el molde, ensamble de las piezas y extracción de las mismas por medio de robot.

La tecnología está compuesta por una máquina Ferromatik Milacron K-TEC 250 DETW con apertura extendida de molde en 400 mm y una distancia entre barras de 825 mm x 825 mm, y un molde Foboha de dos cubos, con 16 cavidades en cada cara (ver figura 5 ). El diseño del molde permite la operación simultánea de varias fases del proceso: mientras se inyectan el cuerpo y la tapa en una cara de cada cubo, en dos de las cuatro caras expuestas ocurren dos procesos diferentes: en una se coloca la película decorativa y en la otra se extrae el producto terminado. Luego, el molde se abre, rota 90 grados y al momento de cerrar se realiza el ensamble entre el cuerpo y la tapa. El tiempo de ciclo para obtener el recipiente en dos colores, con decoración en la tapa y ensamblado es de 6,5 segundos.

Inyección de Preformas de PET
La oferta de preformas de PET incluye capacidades de producción desde 1.100 preformas/hora para empresas de pequeño o mediano tamaño, empleando tecnología Boy, hasta producciones de 36.000 preformas/hora, ofrecidas por Netstal y Kortec, entre otros.

Los adelantos en tecnología de sistemas de colada caliente más compactos y la fabricación de máquinas con placas de mayor tamaño, han permitido la fabricación de moldes para preformas de PET más eficientes. Husky, con su línea HyPET, ofrece la utilización de moldes de 96 cavidades en máquinas de 400 toneladas, y de 144 cavidades en máquinas de 500 toneladas (estos moldes anteriormente tenían que ser utilizados en máquinas de 600 toneladas). Tal avance representa un ahorro en costos de operación. Igualmente, Engel con su línea McPET, utiliza moldes de 96 cavidades en máquinas de 320 toneladas de fuerza de cierre. Por su parte, Krauss Maffei ofrece la utilización de moldes de 46 cavidades en máquinas de 175 toneladas de fuerza de cierre.

Kortec, líder en la fabricación de preformas de PET multicapa, exhibió el sistema Ultra 144, empleando un molde de 144 cavidades para la inyección de preformas de tres capas con diámetro de cuello de 28 mm y una producción de 576 preformas/minuto. Este tipo de envases de barrera es ampliamente utilizado para bebidas carbonatadas o cerveza.

La empresa Chen Hsong Group ofrece equipos para el procesamiento de PET de pequeño y mediano tamaño a precios que aseguran ser del orden del 50%, comparando con empresas fabricantes de equipos fuera de China.

Sistemas de Colada Caliente
Los fabricantes de colada caliente ofrecen actualmente sistemas en los cuales el montaje de boquillas, termocuplas y resistencias se realiza por la superficie de partición del molde, ahorrando tiempos de montaje y mantenimiento de los mismos. Estos sistemas fueron mostrados en la feria por DME y Husky, entre otros.

Se exhibieron grandes avances en el desarrollo de sistemas de colada caliente para la microinyección. DME presentó la línea de estelar, con distancias entre centros de boquillas de 17,0 mm y 7 diferentes longitudes entre 45 a 105 mm; los sistemas distribuidores pueden ofrecer hasta de 16 boquillas.

Heitec, por su parte, presentó la nueva generación de boquillas multipunto serie Star-Line para inyección lateral (ver pag. 21 en la edición de Octubre de 2004, número 149). La ventaja del sistema es que el ensamble de los puntos de inyección se realiza con la boquilla instalada. Este tipo de dispositivos se ofrece entre 1 y 8 puntos de inyección, lo cual constituye un ahorro significativo, pues sólo se requiere inversión en un controlador y una termocupla para la inyección de varias cavidades.

Nomenclatura

  • PUR - poliuretano
  • ABS - Acrilonitrilo butadieno estireno
  • PET - Polietilentereftalato (poliéster)

Vea la primera parte de este artículo

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