Alianza entre Sumitomo (SHI) Demag y BASF para polímeros de alto rendimiento

La máquina de moldeo por inyección IntElect 1000 kN de Sumitomo (SHI) Demag funciona en la planta piloto de moldeo por inyección de Basf para el desarrollo de nuevos polímeros.

La innovación en el desarrollo de nuevos polímeros tiene como punto de partida la comprobación del rendimiento químico y mecánico y de las condiciones de procesamiento de los materiales. Basf cuenta en su central de Luswigshafen (Alemania) con una planta piloto de moldeo por inyección y extrusión para este tipo de pruebas. Recientemente ha sumado en esta planta una nueva celda de moldeo por inyección completamente eléctrica y totalmente automatizada de Sumitomo (SHI) Demag. Esta instalación está permitiendo a Basf lograr resultados pioneros con más de 4.000 configuraciones de pruebas al año.

Combinando sus competencias de ingeniería y recursos tecnológicos, la división Performance Materials de Basf, en colaboración con Sumitomo (SHI) Demag y H + S Automatisierung han creado una celda de fabricación innovadora; para producir una amplia gama de muestras de prueba diferentes para el desarrollo de productos polímeros termoplásticos y compuestos.

Inyectora IntElect de Sumitomo en la planta piloto de Basf

La celda está protagonizada por la máquina de moldeo por inyección ultraprecisa IntElect 1000 kN de Sumitomo (SHI) Demag. Esta inyectora destaca por su diseño compacto, eficiencia energética y repetibilidad.

Además, los 30 investigadores de Basf que trabajan en la planta piloto también han valorado las características mejoradas de bienestar y seguridad de la IntElect. Entre ellas, figuran sus soluciones progresivas para automatizar los cambios de molde; bajas emisiones de ruido y la combinación con soluciones de procesamiento robótico totalmente digitalizadas.

Automatización

En este punto, la celda cuenta con un robot lineal SDR 5-35S, seguro y eficiente, que permite la automatización completa de la selección y colocación de cada uno de los 12 insertos de molde intercambiables de un cargador ubicado dentro de la celda. Una vez moldeada la pieza, el mismo robot, equipado con una pinza multifuncional, extrae suavemente la muestra de prueba del molde. Y la pasa al pequeño robot Yaskawa GP8 de seis ejes y brazo articulado para un corte preciso desde la puerta, utilizando una máquina punzonadora servoaccionada.

Al integrar el concepto de inserto de molde existente de Basf y las características especiales en la unidad de inyección, la instalación también incluye una unidad de control de temperatura térmica y un nuevo Sistema de Ejecución de Fabricación (MES) digital para mapear cada secuencia de prueba.

Ingeniería avanzada

Reinhard Jakobi, Jefe de Procesamiento de Materiales de Alto Rendimiento de Basf, describe el proyecto como un logro de ingeniería avanzada; que combina tecnología madura con automatización de vanguardia y precisión de moldeo. Él acredita la dedicación, la flexibilidad y el enfoque orientado a las soluciones de todo el equipo para la entrega de un proyecto tan pionero.

Por su parte, Angelika Homes, ingeniera de proyectos sénior de Basf explica: Aunque tenemos una amplia experiencia colaborando con el equipo de Sumitomo (SHI) Demag en la producción de piezas de prueba estándar, desde el principio todos los socios tuvimos la audacia de desviarnos de los conceptos anteriores y abrir nuevos caminos. A pesar de la complejidad del proyecto, Sumitomo (SHI) Demag y H + S entregaron un diseño de celda de producción innovador con una huella energética y de espacio mucho más pequeña.

Más detalles técnicos

Muchas de las muestras procesadas en el centro técnico de Basf son termoplásticos de alta temperatura, reforzados con fibra y, a menudo, con retardadores de llama. En consecuencia, las temperaturas de la masa fundida pueden alcanzar hasta 400 ° C y las temperaturas del molde alcanzan los 180 ° C. En cualquier momento, se pueden cargar hasta 12 insertos intercambiables en el cargador lateral y luego intercambiarlos automáticamente en la máquina de moldeo por inyección.

Al integrar un sistema de control de temperatura HB-Therm con el control de la máquina de Sumitomo (SHI) Demag, los cambios automatizados de insertos de molde se pueden completar de manera segura y eficiente; incluso cuando el proceso se ejecuta a altas temperaturas de molde.

El ingeniero sénior de sistemas de automatización en Sumitomo (SHI) Demag, Markus Hausmann, expone: Para bajar la temperatura a 80 ° C y despresurizar el inserto para garantizar que el robot SDR pueda quitar el inserto del molde de forma segura, nuestro control de máquina tiene que hablar e interactuar perfectamente con el MES de Basf.

Sistema MES

El MES de Basf informa a la celda cuando la configuración de la muestra producida actual está a punto de terminar, alineando la siguiente aplicación de molde. Inmediatamente después de que se detiene el proceso de inyección, la interfaz de la unidad de control de temperatura integrada dirige el enfriamiento del inserto del molde. Luego, el cambio de los insertos del molde se sincroniza con el control de la celda a través de señales de salida y entrada con la transmisión del nuevo registro de datos del molde a través de la interfaz del robot.

Después del cambio del inserto de molde, las unidades de control de temperatura se calientan nuevamente. El funcionamiento automático se reanuda y se inicia un nuevo registro de datos de molde tan pronto como se alcanza la temperatura objetivo.

Precisión

Debido a su amplio perfil de aplicaciones, Basf prueba una amplia gama de materiales, desde polímeros blandos y duros hasta rígidos y quebradizos. También hay muchas geometrías de muestra diferentes, incluidos espesores que varían de 0,8 mm a 4 mm. Todos los test de muestras de Basf cumplen la norma ISO 294. Esto especifica la precisión del sistema de bebedero y los requisitos específicos que debe cumplir la geometría de cada muestra. La retirada mediante punzonado es un requisito previo, ya que no modifica las propiedades del material y elimina las partículas de polvo, explica Markus Hausmann.

En este sentido, la pinza multifuncional garantiza que todas las geometrías de las muestras se coloquen con una precisión exacta en la placa perforada. Esto es complejo en sí mismo debido a que muchos de los materiales con los que trabaja Basf tienen un alto contenido en fibra de vidrio que puede causar deformaciones.

Al describir cómo la pinza servoaccionada supera el desafío de colocar las piezas de forma segura en la placa perforada, Markus Hausmann señala: Si las muestras de prueba no se mantienen lo suficientemente bien colocadas, las perforaciones podrían estar torcidas o no cumplir con los estándares de calidad especificados.

Integracion digital

Al ser un centro piloto, el equipo de investigación de Basf generalmente establece 20 configuraciones de prueba diarias en esta máquina. Eso significa que el programa de control de la celda debe adaptarse a diferentes materiales, geometrías, temperaturas y parámetros de procesamiento. Cada configuración que se ejecuta se registra y documenta digitalmente.

Angelika Homes comenta: A diferencia de nuestros sistemas MES anteriores, este registra todos los aspectos de una prueba y los resultados. Estos datos son extremadamente valiosos, ya que representan la secuencia de procesamiento completa. Ello nos permite sacar conclusiones más profundas sobre cómo se comportan los materiales bajo ciertas condiciones y cómo un cliente podría procesarlos más tarde.

Otro de los aspectos más destacados en el éxito del proceso es la flexibilidad de la máquina. Así, según Jakobi, Esta nueva celda valida la importancia de la automatización y la digitalización en el desarrollo de materiales; y la simulación y el diseño de componentes.

Sin embargo, como señala Basf, el éxito también depende de que todos los socios combinen la visión de la industria y la ingeniería; y compartan su respectiva experiencia en automatización, procesamiento e integración. De esta manera, reuniendo este conocimiento, Basf, Sumitomo (SHI) Demag y H + S Automatisierung han desarrollado un sistema que lleva la producción de muestras de prueba y los experimentos con materiales a un nivel completamente nuevo.

A medida que BASF continúa intensificando sus esfuerzos para desarrollar productos y soluciones sostenibles para la industria, esta celda de moldeo por inyección automatizada ya está demostrando ser indispensable. Capaz de realizar más de 4.000 configuraciones de prueba sistemáticas en polímeros de alto rendimiento con formulaciones complejas cada año; y rastrear los resultados digitalmente a través del sistema MES, acelera este esfuerzo de innovación, concluye Markus Hausmann.

*Para más información:

www.plastics.basf.com / www.sumitomo-shi-demag.eu

MundoPlast

15.03.2021

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