Starlim: microinyección de éxito gracias a Wittmann
En el moldeo por microinyección, la firma Starlim confía en las celdas de producción MicroPower de Wittmann para fabricar piezas minúsculas en gran cantidad y con la máxima precisión.
Las nuevas aplicaciones en tecnología médica, electrónica automotriz y otras industrias están generando una creciente demanda de microcomponentes de silicona. El transformador austriaco de silicona Starlim, referente en este campo, cuenta en su sede central de Marchtrenk con un departamento especializado en micromoldeo, equipado con inyectoras MicroPower de Wittmann y su propia sala limpia.
Como explica el responsable de marketing de Starlim, Dominik Kreuzmayr, ellos consideran todo lo que pese menos de diez miligramos como micro. Aunque no existe una definición universalmente aceptada de microinyección, en la firma austriaca cuentan con una amplia experiencia y un profundo conocimiento del comportamiento del material dentro de estructuras de molde extremadamente finas.
Entre las micropiezas que producen en serie en Starlim figuran una junta tórica de 0,7 x 0,4 mm, demasiado pequeña para cogerla con los dedos, y un componente de audífono, de 6 x 5 x 1 mm. Esta última es una pieza de dos componentes compuesta por una membrana de silicona líquida azul (LSR), rodeada por un robusto marco termoplástico de PBT, que facilita el montaje dentro del audífono.
Gran precisión y estabilidad
Este componente del audífono se fabrica en un molde de una sola cavidad en una inyectora MicroPower totalmente eléctrica. Como explica Kreuzmayr, para la producción industrial en masa, se limitan a cuatro cavidades. Dieciséis ya serían demasiadas, ya que, para lograr la máxima precisión a nivel submilimétrico, es clave que dichas cavidades estén muy juntas.
Igualmente, en el caso de la producción de los componentes de los audífonos el principal desafío lo constituyen las estrechas tolerancias de la zona corrugada del cuerpo de la membrana. Como cuenta Günter Polt, ingeniero de aplicaciones del departamento de micromoldeo por inyección de Starlim, «Aquí debemos poder confiar en la precisión de control de la máquina de moldeo por inyección, ya que, a diferencia del moldeo por inyección de piezas más grandes, el colchón de material fundido residual no influye en este caso». Con casi 30 años de experiencia en micromoldeo, Polt señala lo difícil que resulta comprobar la calidad de las piezas a simple vista, necesitando un microscopio a menudo.
«Las máquinas MicroPower destacan por su extraordinaria precisión en la ejecución de todos los ajustes de parámetros«, señala Kreuzmayr. Este dinamismo extremadamente sensible, combinado con una regulación absolutamente estable y precisa, está estableciendo nuevos estándares.
En el caso de estos componentes para audífonos, la alta precisión no solo es decisiva para un ensamblaje eficiente. En esta aplicación, la alta precisión es mucho más importante para una reproducción de sonido precisa. Los márgenes de tolerancia para la pieza bicomponente terminada son de más/menos dos micrómetros. Esto requiere un ajuste y control muy precisos de la fuerza de cierre, así como un molde de gran precisión.
Moldes propios
El molde procede del taller propio de fabricación de moldes, origen del grupo. En 1974, Franz Sterner fundó la empresa de fabricación de moldes Sterner Werkzeugbau GmbH (anteriormente Franz Sterner GesmbH). Diez años después, se creó la empresa Starlim Spritzguss GmbH (anteriormente Starlim Gummi- und Kunststoffverarbeitung GmbH).
Estos dos segmentos de negocio se han convertido en una entidad inseparable. Actualmente, los moldes se fabrican exclusivamente para la producción propia de la empresa. Esto representa una gran ventaja para los clientes, quienes obtienen soluciones coordinadas de un único proveedor y se benefician de la transferencia de conocimientos y el desarrollo integrado. Solo las nuevas tecnologías láser y la microimpresión 3D permiten construir moldes para componentes tan pequeños de audífonos con estándares de calidad acústica tan estrictos.
Control de calidad
Para la producción en masa, se prueban las propiedades vibracionales de la membrana en línea, justo después del moldeo por inyección, aún dentro de la cavidad. Este es el método más eficiente, ya que las piezas diminutas permanecen en una posición definida y no necesitan realinearse para el control de calidad.
Para la prueba de vibración, los fabricantes de moldes han integrado un emisor de sonido y un sistema de medición láser dentro de la pinza del robot. «Con este componente para audífonos, hemos logrado un verdadero avance, gracias a una tecnología de moldes innovadora y una tecnología de procesamiento extremadamente eficiente«, afirma Kreuzmayr.
Celdas de producción compactas
La integración de etapas de producción adicionales, como el control de calidad, se ve perfectamente facilitada por el concepto de diseño de MicroPower. Así, en solo dos metros cuadrados, la célula de trabajo totalmente eléctrica alberga todo el equipo, incluyendo la unidad de cierre con placa giratoria, el sistema de inyección patentado de dos etapas, además de la manipulación de materiales, la automatización, el controlador de temperatura, el sistema de control de calidad y otras unidades de proceso. Todo ello manteniendo un fácil acceso al espacio del molde, con una distancia de 400 mm entre placas.
Las guías lineales garantizan una protección del molde de alta sensibilidad y, gracias a un sistema de palanca de cinco puntos de alta precisión, la fuerza de cierre se distribuye de manera muy uniforme a lo largo de la línea de separación del molde.
«El diseño de la máquina nos permite acercar el émbolo de inyección hasta la línea de separación del molde«, explica Jochen Sassmann, director regional de ventas del Grupo Wittmann. Sassmann colabora estrechamente con el equipo de micromoldeo de Starlim. Precisamente, dicha característica contribuye a la alta eficiencia del proceso. Esto reduce significativamente el tamaño de la rebaba o incluso lo elimina por completo. Dado que el LSR totalmente vulcanizado no se puede reciclar, el moldeo por inyección de silicona es el que más se beneficia de este proceso de ahorro de material.
Una colaboración a largo plazo
Starlim creó su departamente de micromoldeo hace 15 años incorporando una máquina de micromoldeo de Battenfeld. Como explica Kreuzmayr, «Entonces, Battenfeld era la única empresa capaz de suministrar micromáquinas para la producción industrial en masa«. Por su parte, Sassmann añade: “El concepto de la máquina se ha perfeccionado continuamente y hoy define la tecnología de vanguardia en el moldeo por microinyección en términos de precisión y eficiencia”.
El departamento de microinyección de Starlim
Actualmente, son varias las máquinas de moldeo por inyección MicroPower instaladas en la planta de Starlim, en Marchtrenk, algunas dentro de la nueva sala limpia, donde se fabrican productos de alta precisión para cirugía ocular, entre otros.
Cada una de estas máquinas está adaptada a las necesidades de un grupo de productos específico. Existen máquinas totalmente equipadas para el moldeo por inyección de un solo componente, así como máquinas para dos componentes y un sistema integrado compuesto por dos máquinas individuales conectadas entre sí mediante un robot.
El sistema integrado aumenta la flexibilidad, permitiendo la producción altamente eficiente de piezas de dos componentes, aunque las dos máquinas también pueden utilizarse de forma independiente con moldes de un solo componente.
En términos de automatización, el concepto MicroPower ofrece una gran libertad. Además del robot Scara, instalado verticalmente y que forma parte integral de la célula de producción MicroPower, se pueden integrar diversos sistemas de manipulación mediante interfaces, incluyendo sistemas desarrollados internamente por Starlim.
Metodología
Para cada nuevo proyecto, Starlim analiza exhaustivamente qué concepto de producción ofrece la mayor eficiencia general. Actualmente, la proporción de productos de dos componentes ronda el 40%, pero aumentará, según creen en la empresa. Y es que las peticiones de piezas de dos componentes son cada vez más frecuentes, pero también requieren más tiempo en el desarrollo del producto.
La producción en masa, que inicialmente inclinó la balanza hacia la colaboración con el Grupo Wittmann en micromoldeo, sigue dominando la producción diaria en Marchtrenk. Los lotes de millones de unidades son habituales. «Las máquinas MicroPower afrontan con fiabilidad estos desafíos extremos y nos garantizan un proceso seguro«, afirma Dominik Kreuzmayr. En este contexto, el equipo de micromoldeo de Starlim también destaca la buena colaboración con el Grupo Wittmann para aprovechar al máximo todas las capacidades tecnológicas de las máquinas.
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*Para más información: www.wittmann-group.com
