Conferencia Roberto Gava

Nuevas tendencias
en i
inyección de
ió d
termoplásticos
p

Roberto Gava. Fundació Ascamm
Noviembre de 2010 | Queréraro

Quiénes somos
La institución

FUNDACIÓN ASCAMM es un Centro Tecnológico de DISEÑO Y PRODUCCIÓN INDUSTRIAL,
Ó ló d Ñ Ó
referente en Europa en la generación de tecnología propia orientada a la obtención de
productos y procesos de alto valor añadido. Ascamm desarrolla, desde hace 20 años,
actividades de:
• Investigación industrial
• Asistencia técnica
• Transferencia de conocimiento
Transferencia de conocimiento

Ascamm cuenta con una plantilla de 130 personas altamente cualificadas en sus avanzadas
instalaciones de 11.000 m2 ubicadas en el Parc Tecnològic del Vallès, cerca de Barcelona.

Quiénes somos
La institución
1979 Constitución de la Asociación
1987 Inicio de Actividades del Centro Tecnológico
1990 Nuevo laboratorio de ensayos al PTV
990 ue o abo ato o de e sayos a
1992 Nuevas instalaciones para Formación, Servicios Tecnológicos I+D+i
1996 Constitución Fundación Ascamm
Constitución Fundación Ascamm
2000 Ampliación hasta 6.000 m2
2003… Creación de tres spin‐offs: Plastia, NeosSurgery , Hexascreen, …
2003 Creación de tres spin‐offs: Plastia NeosSurgery Hexascreen
2009‐11 3ª ampliación hasta 11.000 m2

MÁS DE 30 AÑOS AL SERVICIO DE LA INDUSTRIA

Quiénes somos
La persona

ROBERTO HÉCTOR GAVA, soy el Director del Departamento de Formación de Ascamm
Centro Tecnológico.

En este departamento se realiza formación en temas de diseño y fabricación de piezas de
En este departamento se realiza formación en temas de diseño y fabricación de piezas de
plástico, de moldes de inyección, de piezas de chapa metálica y de piezas de aleaciones no
férreas fundidas a presión y de temas tecnológicos punteros relacionados con estas
tecnologías.

Nací en el Sanatorio Metalúrgico de Buenos Aires hace 41 años, hijo de un industrial
matricero y moldista y de una profesora de piano.

Inyección de termoplásticos

Nuevas tendencias

Nuevas tendencias en inyección…
El entorno
La industria manufacturera moderna se enfrenta a nuevos desafíos
continuamente:

• "Para cuando llegas a entender como funciona la tecnología, ya está
obsoleta“
b l “

• "No es el grande el que se come al pequeño, sino el rápido el que se come
al lento“
al lento“

La inyección de termoplásticos no es ajena a esta realidad y avanza
continuamente para proporcionar productos cada vez más tecnificados.
continuamente para proporcionar productos cada vez más tecnificados


Inyección microcelular
Procesos avanzados

Inyección Inyección
asistida por gas Multicomponente asistida por agua

Multicolor Multimaterial Coinyección Jaspeado

Mismo material Diferentes Piel de gran calidad Distribución
diferentes colores materiales Núcleo mat. reciclado mat.irregular
compatibles
Bicolor
Bicolor Piel tacto soft Distribución
Diferentes Núcleo mat. reforzado mat. regular
Tricolor
Tricolor materiales
incompatibles
Cuatricolor
Cuatricolor Piel de gran calidad
Bimaterial o Núcleo
Nú l espumado d
Bicomponente
Bi-
Bi-inyección
(Inyección en paralelo)
Trimaterial o Coinyección de dos
Tricomponente
materiales y gas o
t i l
cualquier otra
combinación posible

Inyección multicolor o multimaterial

Inyección sucesiva de dos, tres o más materiales termoplásticos distintos o no y
adosados o superpuestos en un ciclo combinado de inyección.


Tacto Hard HIPS

Tacto Soft TPE

Pieza bimaterial Pieza bicolor PMMA

Pieza bimaterial (mat. incompatibles)

SISTEMAS DE TRABAJO

SISTEMAS DE TRABAJO: Overmoulding

Sistema de sobremoldeado de un material termoplástico sobre otro inyectado
con anterioridad (Inserto), en el mismo o en distinto molde, en la misma o en
diferentes máquinas estándar de un solo plastificador.
df á á d d l l f d

Material 1 (Inserto)
( )

Material 2
sobremoldeado

Clip

SISTEMAS DE TRABAJO: Core back

Clip

SISTEMAS DE TRABAJO: Turntable

Clip

SISTEMAS DE TRABAJO: Rotación interna

Clip

SISTEMAS DE TRABAJO: Rotación eje vertical e inyección simultánea

Grupo de
p Primera parte de la pieza
iny. 2

Grupo de iny. 1

Primera fase del proceso
Segunda fase del proceso

Clip

SISTEMAS DE TRABAJO: Rotación eje vertical e inyección simultánea

Plato giratorio
Fuerza de cierre: 775 t Molde
M ld sandwich
d i h
Fuerza de cierre: 400 t

SISTEMAS DE TRABAJO: Rotación eje vertical (cuatro caras) e inyección simultánea

Clip Clip

CONFIGURACIÓN DE MÁQUINA: 2 plastificadores en “L”

CONFIGURACIÓN DE MÁQUINA: 2 plastificadores en “v”

CONFIGURACIÓN DE MÁQUINA: 2 plastificadores a 90o

CONFIGURACIÓN DE MÁQUINA: plastificadores en paralelo

CONFIGURACIONES COMPLEJAS: 2 plastificadores en paralelo y 1 en “L”

CONFIGURACIONES COMPLEJAS: hasta 6 plastificadores

Clip

Coinyección o inyección sandwich

Inyección bicomponente

PRIMER MATERIAL PIEL

SEGUNDO MATERIAL NÚCLEO

Una piel recubre un núcleo en su totalidad

SISTEMA TWINSHOT MEDIANTE HUSILLO DOBLE

SISTEMA MONOSANDWICH

SISTEMA JASPEADA (MARBLE EFFECT)

Inyección asistida por gas (N2) GAIM

Un gas inerte (N2) a presión es introducido en un molde atacando el núcleo de
una pieza recién inyectada, desplazando la vena líquida del plástico y
compactando la pieza.
d l

SISTEMAS DE TRABAJO

Short shot Spillover

SISTEMAS DE TRABAJO: Airpress III

Inyección asistida por gas (N2)
GAS FRÍO (GAIM LT) O GAS CRIOGENIZADO (GAIM LTC)

Inyección asistida por gas externo
(PLANCHADO)

Una vez inyectada la pieza, el gas entra en el molde por unas agujas situadas en
su superficie.
La presión del gas actúa entre la pared del molde y la pieza, planchando la
ó d l ú l dd l ld l l h d l
misma.

Inyección asistida por gas externo
(PLANCHADO)

Inyección con agua

Similar a la inyección asistida por gas convencional.
Agua a presión es introducida en un molde atacando el núcleo de una pieza
recién inyectada, desplazando la vena líquida del plástico y compactando la
é d d l d l lí d d l lá d l
pieza.

Inyección microcelular
MuCell® de TREXEL

Inyección sobre textil

Reducción de presión de inyección por (Inyección a baja presión):

•Inyección con molde parcialmente abierto
ó ld l b
•Inyección multipunto secuencial

Inyección sobre textil

Lado inyección Lado expulsión

Acabado y decoración en el molde
INYECCIÓN IN MOULD

Tecnologías mas relevantes:

• IML     (In Mould Labelling)
( ld b ll )
• FIM     (Film in Mould)
• IMD     (In Mould Decoration)

ETIQUETADO EN EL MOLDE

Una etiqueta como máximo de 0,2 mm previamente impresa e ionizada a unos
20.000 V. se inserta en el molde mediante un robot, la prensa cierra y
sobremoldea.
b ld

Clip

DECORACIÓN EN EL MOLDE: FIM (Film in mould)

Un rollo de film previamente impreso y colocado en un útil fijado en un lado
del molde, se posiciona delante de sus figuras, la prensa cierra y se
sobremoldea.
b ld
Rollo film impreso
Molde lado móvil
Molde lado fijo

Plastificador

Rollo film gastado

DECORACIÓN EN EL MOLDE: IMD (Insert moulding)

Una lámina decorada y previamente termoconformada se inserta en el molde
mediante un robot, la prensa cierra y se sobremoldea.

Inyección secuencial

Microinyección

Inyección de termoplásticos

Innovaciones

Innovaciones en inyección…
El molde “inteligente”
Proyecto EMOLD

El proyecto EMOLD ha propuesto un nuevo concepto en el proceso de
inyección de plásticos en el que los moldes pasarán de ser meros elementos
pasivos del proceso a convertirse en elementos activos con conocimiento
d l l
embebido y conectados en red.

INTERNET

EMOLD server

Data acquisition
Modeling
Reasoning
Net connected PC
Data Repository
Knowledge

LOS OBJETIVOS

1.‐ Diseñar moldes mecatrónicos equipados con sensores y dispositivos, moldes
que llegaran a ser elementos vivos e inteligentes en la cadena productiva del
p
plástico.
2.‐ Desarrollar un control empotrado en el molde capaz de recoger y analizar los
datos provenientes de las lecturas de los sensores de molde, de los parámetros de
máquina y de los datadores o marcadores electrónicos en pieza con los que pueda
á i d l d t d d l tó i i l d
estar equipado el molde.
3.‐ Integrar estos moldes mecatrónicos en redes, es decir, que puedan ser
controlados a distancia, gracias al sistema empotrado, y suministrar información a
los diferentes actores de la cadena de producción.
4.‐ Desarrollar un Sistema Basado en el Conocimiento (KBS – Knowledge Based
4 Desarrollar un Sistema Basado en el Conocimiento (KBS Knowledge Based
Syste m) para que los datos recogidos por estos moldes inteligentes sean
almacenados y analizados para optimizar eficientemente el proceso en los
siguientes aspectos: set up de máquina, nuevos procesos y diseño de nuevos
siguientes aspectos: set‐up de máquina nuevos procesos y diseño de nuevos
moldes.

METODOLOGÍA

• Un estudio de los parámetros más importantes que serán recogidos desde el
molde y desde la máquina
• Un estudio de los protocolos de comunicación de las máquinas de inyección
p q y

Protocolos de máquina. Elección de parámetros de control

•Un estudio de los requerimientos de los moldistas así como de las necesidades
de los usuarios finales.

METODOLOGÍA

• Integración de sensores en moldes de inyección para la validación del sistema

Moldes mecatrónicos con sensores embebidos
• Integración de marcadores electrónicos en el molde para codificar las piezas
de plástico y mejorar la funcionalidad de EMOLD en base a la trazabilidad de los
componentes inyectados.

Datador integrado en el molde que reproduce una marca en la pieza inyectada

METODOLOGÍA

• Investigación y desarrollo de una plataforma de hardware/software para recoger
los parámetros de los moldes sensorizados y de la máquina de inyectar: eBox

Prototipo final del dispositivo eBox
• Desarrollo del configurador, una interficie entre el sistema EMOLD y el usuario
que es capaz de recoger, interpretar y procesar los datos que le llegan de la
eBox. Asimismo es la plataforma desde la que configurar la eBox y los sensores
de molde.

Pantallas inciales de configuración del interface

METODOLOGÍA

• Desarrollo de un algoritmo de razonamiento basado en casos (CBR ‐case based
reasoning‐) que permite al sistema decidir automáticamente sobre la calidad de
p
pieza y sugerir cambios en los parámetros de inyección para optimizar el proceso.
g p y p p p

Interface del algoritmo de control de parámetros CBR.

• Validación industrial del prototipo final
final.
• Análisis del impacto potencial en términos técnicos y económicos.
• Desarrollo de un completo módulo educacional para permitir el acceso a los
resultados del proyecto a las industrias europeas vinculadas a la construcción
p y p
de moldes y a la inyección de plástico.


Esquema de conexionado del sistema EMOLD.


For more information:

http://www.emold.eu

Microinyección por ultrasonidos
High temperature
resist.
High Waste ratio
Uncertainty Reinfor. materials
of results

Material
ate a
Rheology
Rh l
Process CAE
Scale down of big machines
Dosage -> High waste ratio
Little Process stability
High precision
Scaling down Packing useless
equipments High residence time
approach
Lack standards High Energy consumpt
Lack of standards
Microparts < Heating: thermal Machine invest.
Dimensions gate,
expansion (life, Machine size
1mg ejectors
accuracy,...)
Handling of
Filling: Vacuum part demands
repetibility of
process

Part design Microinjection Quality
Mold design Mold manufac.

Proyecto SONOPLAST: Los Objetivos
1.‐ Desarrollo y construcción de una máquina innovadora de moldeo por inyección
mediante ultrasonidos para la producción de piezas plásticas en escala micro y
mini.
2.‐ Producción complementaria adaptada a los principios físicos de los
ultrasonidos y a la cinemática de la nueva máquina de moldeo:
• Nuevo concepto de molde
• Nuevo concepto de sistema de alimentación de material plástico

Proyecto SONOPLAST: Metodología

1.-User requirement 2.- Study of ultrasound melting process

3.-Moulding machine mechanical 4.-New mould concept 5.-Development feeding 6.-Process
concept system control

Ultrasound
Moulding machine
Precommercial

7.-Performance testing and 8.-Construction of prototype
demonstration


Microprobes

8 cavity Micromould Weight 1 pieza = 0.011 gr.
Mould Dimensions= Material: PP HD
100×100 mm Weight Sprue = 0.162 gr.


Ultrasound
Generator

UNIDAD DE INYECCION
INJECTION UNIT
Mould

UNIDAD DE CIERRE
CUMPLING UNIT

Electric
Linial
Actuator

Proyecto SONOPLAST: Máquina prototipo

Proyecto SONOPLAST


http://www.sonoplast.eu

Integración de procesos
Proyecto EBIT (Extrusion – Blow Molding – Injection Molding Technology).
LOS OBJETIVOS
LOS OBJETIVOS

El objetivo de EBIT es el desarrollo de una nueva e innovadora tecnología para la
transformación de plásticos con las siguientes características:
p g
Multiproceso
Multimaterial
Reconfigurable
Inteligente

EBIT es una tecnología de una etapa que combina e integra extrusión-soplado e
inyección de termoplásticos así como controles empotrados y mecatrónica.

Esta nueva tecnología permite la producción de productos de valor añadido
altamente innovadores dirigidos al mercado automotriz.

Proyecto EBIT (Extrusion – Blow Molding – Injection Molding Technology).
METODOLOGÍA

Process
integration
i i

Demostration

Process Intelligent
automation tool l

Proyecto EBIT
METODOLOGÍA

ACTUAL DRAWING
REF. FKK303/012
REF FKK303/012

SIMPLIFIED DESIGN
FOR PROVING EBIT

Proyecto EBIT

Proyecto EBIT


http://www.ascamm.com/es/Showroom/ebit.php

Muchas gracias por vuestra atención

La innovación tecnológica requiere
L i ió t ló i i
conocimiento, experiencia,
perseverancia y cooperación.

Levantar un buen proyecto es el
resultado de una buena preparación
y un excelente trabajo en equipo.

www.castellersdevilafranca.cat

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