ENGEL presenta una celda robótica de infrarrojos para la producción de grandes series de compuestos termoplásticos ligeros

La celda de producción de ENGEL utiliza radiación infrarroja para calentar y formar tres láminas orgánicas de diferentes espesores, y da forma a una superficie visible de alta calidad en la misma etapa del proceso de moldeo por inyección.

Fuente | ENGEL

El fabricante de máquinas de moldeo por inyección y proveedor de soluciones de sistemas ENGEL Austria ha anunciado que en la feria K 2019 (Düsseldorf, Alemania, del 16 al 23 de octubre) presentará una tecnología de curado por infrarrojos como parte de su celda de fabricación que presenta compuestos preformados con inyección termoplástica. sobremoldeo.

ENGEL utilizará el proceso de organomelt para producir piezas de demostración que reflejen las últimas innovaciones para los módulos de puertas de automóviles. Se dice que la celda de producción de ENGEL es la primera en el mundo en utilizar radiación infrarroja para calentar y formar tres láminas orgánicas de diferentes espesores, además de dar forma a una superficie visible de alta calidad en la misma etapa del proceso de moldeo por inyección. El sistema estará equipado con tres robots articulados ENGEL easix operando simultáneamente.

“Los compuestos termoplásticos están adquiriendo una importancia creciente cuando se trata de aligeramiento en la industria automotriz”, dice el Dr. Norbert Müller, director del Centro de Tecnologías de Compuestos Ligeros de ENGEL.

Existen dos motivos principales para esto. En primer lugar, el enfoque termoplástico consistente hace posible integrar de manera eficiente la formación y funcionalización de preimpregnados reforzados con fibra, lo que reduce los costos unitarios. En segundo lugar, el uso de polímeros exclusivamente termoplásticos facilita el desarrollo de estrategias de reciclaje.

“Devolver los componentes compuestos al bucle de material al final de su vida útil es una de las prioridades para el desarrollo continuo en el sector de los vehículos eléctricos”, señala Müller. "Las soluciones termoplásticas se están convirtiendo en un método cada vez más frecuente, incluso dentro de la construcción de aviones".

La respuesta de ENGEL a la necesidad de un transporte sostenible es el organomelt. En el proceso de organomelt, los preimpregnados reforzados con fibras con una matriz termoplástica como láminas y cintas orgánicas se calientan, se insertan en el molde, se forman allí y se sobremoldean directamente con termoplástico. El proceso ya se ha utilizado en la fabricación de gran volumen, con el organomelt ENGEL utilizado para la producción totalmente automatizada de artículos como los soportes frontales.

A medida que el proceso experimenta un mayor desarrollo, ENGEL está trabajando junto con sus clientes y socios en los aspectos de producción del diseño de componentes compuestos con una distribución de carga específica.

"En el futuro, se combinarán varios preimpregnados diferentes para cada componente para adaptar las características de construcción liviana a la forma del componente relevante, así como a las diferentes tensiones en áreas individuales dentro del componente", explica Müller. "La célula de producción de la feria K demostrará claramente ese gran potencial".

El proceso de moldeo se desarrolló en asociación con el proveedor automotriz Brose (Coburg, Alemania). ENGEL dice que la celda de producción es actualmente el único sistema en el mundo que puede procesar simultáneamente tres láminas orgánicas de formas diferentes entre 0,6 mm y 2,5 mm de espesor en un proceso totalmente automatizado que involucra hornos IR integrados. Las diferentes tensiones en las áreas de componentes individuales se pueden tratar gracias a la selección específica de láminas orgánicas sobre la base de la distribución de la carga, un resultado que Brose ha ayudado a garantizar a través de una variedad de procesos de simulación. La pieza de demostración que se producirá en la feria K, por ejemplo, es más rígida en el área del marco de la ventana que en el interior de la puerta.

Las diferentes tensiones en las áreas de componentes individuales se pueden tratar gracias a la selección específica de láminas orgánicas sobre la base de la distribución de la carga.

Fuente | ENGEL

Integración de horno infrarrojo ultracompacto

Uno de los desafíos del procesamiento de láminas orgánicas es el calentamiento de los preimpregnados. El tiempo que tardan en calentar y enfriar depende de su grosor. Es importante calentar el material rápidamente sin dañarlo, al igual que una transición rápida y sencilla al molde para el preimpregnado calentado. La celda de producción de organomelt de ENGEL se basa en una máquina de moldeo por inyección duo 3660/800 e incluye dos hornos IR integrados por este motivo. Hay un horno de infrarrojos vertical colocado directamente encima de la unidad de sujeción para calentar la hoja orgánica, que tiene solo 0,6 mm de espesor. De esta manera, la fina hoja orgánica llega rápidamente al molde, asegurando que aún no se haya enfriado y sea imposible de formar. Se utilizará un horno IR horizontal estándar en un pedestal sobre la platina móvil para las dos láminas orgánicas más gruesas (1 mm y 2,5 mm). Esta disposición acorta la distancia entre el horno y el molde, además de ahorrar espacio ya que el horno no necesita espacio en el piso separado. Ambos hornos IR fueron desarrollados y fabricados internamente por ENGEL. Estos y los tres robots easix están completamente integrados con la unidad de control CC300 del IMM y pueden controlarse de forma centralizada a través de la pantalla de la máquina.

Las tres hojas orgánicas se calientan al mismo tiempo. Dos de los tres robots easix están disponibles para manipular las hojas orgánicas. Estos se encuentran uno al lado del otro encima de la unidad de sujeción. Mientras que el primer robot se encarga de manipular las dos hojas orgánicas más gruesas, el segundo robot se encarga de la hoja más fina. Durante todo el proceso de calentamiento, mantiene la hoja orgánica frente al campo de radiación vertical para que pueda colocarse en el molde una vez finalizado el período de calentamiento establecido. El tercer robot se encuentra junto a la unidad de sujeción. Su trabajo consiste en retirar la pieza moldeada, mientras que al mismo tiempo se mueve una de las tres láminas orgánicas al molde para el proceso de moldeo por inyección.

Las láminas orgánicas, que se obtuvieron del productor chino de materias primas Kingfa (Shanghai, China), están hechas de fibras de vidrio y utilizan polipropileno como material de matriz. Cuando el molde, construido por Georg Kaufmann Formenbau (Remetschwil, Suiza), se cierra, se forman las láminas orgánicas. A continuación, se sobremoldea con polipropileno reforzado con fibra de vidrio dentro del mismo molde. Las nervaduras de refuerzo tienen forma en la parte posterior del componente, mientras que en el lado visible se forma una flor con apariencia de cuero.

“Al sobremoldear directamente las láminas orgánicas, podemos lograr un aspecto de cuero granulado excepcional, que antes se consideraba imposible cuando se trataba de láminas orgánicas”, afirma Müller. "En ese sentido, estamos sentando las bases para producir grandes estructuras de puertas termoplásticas estructurales utilizando el proceso de organomelt en el futuro".

La automatización juega un papel clave

Las soluciones de producción desarrolladas por ENGEL en su Centro de Tecnologías de Compuestos Ligeros se distinguen por su alta eficiencia y rentabilidad, ambos requisitos esenciales para aplicaciones de producción de alto volumen.

“La considerable experiencia de ENGEL en automatización juega un papel importante”, dice Walter Aumayr, vicepresidente de la división de Automatización y Sistemas Compuestos de ENGEL.

Con tres robots articulados ENGEL easix operando todos al mismo tiempo, la celda de organomelt en el stand de la feria de ENGEL proporcionará un ejemplo de vanguardia de procesamiento integrado de compuestos, y es la celda de producción más compleja que ENGEL haya exhibido en una feria comercial.

“Cuantas más etapas del proceso incorporemos y más sistemas individuales incluya una celda de producción, más complicado se volverá el proceso en su conjunto”, dice Aumayr. “Entonces, como proveedor de soluciones de sistemas, ENGEL se ha asegurado de que exista una lógica operativa coherente y una gestión conjunta de datos en toda la celda, lo que facilita mucho el uso de robots articulados. Los robots easix pueden ser operados de manera relativamente simple por los trabajadores involucrados en el moldeo por inyección en el piso de producción ”.

Un aspecto especial de los sistemas ENGEL es que los hornos IR también están completamente integrados en la unidad de control CC300, lo que garantiza que haya una lógica de funcionamiento uniforme para todo el proceso. Además, dado que la máquina de moldeo, los robots y las unidades periféricas acceden a la misma base de datos en la solución de sistemas ENGEL, el riesgo de error disminuye y la eficiencia aumenta. Sin necesidad de hardware adicional, los robots articulados easix pueden sincronizar sus movimientos con los movimientos en el molde, como los de extracción de núcleos o eyectores.

“Como resultado, podemos reducir tanto los tiempos de ciclo como el desembolso de capital, especialmente cuando se trata de sistemas a gran escala”, dice Aumayr.