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Plastic Metal - Prensas de inyección para el moldeo de los materiales termoplásticos

Alta calidad, fiabilidad y tecnología son, desde siempre, las características distintivas de las prensas de Plastic Metal y las que han marcado la evolución de la empresa a lo largo de los años.
Los productos Gefran son coherentes con tales características y contribuyen a alcanzar niveles de calidad cada vez más elevados. Gefran opera para ofrecer productos de calidad, fiables y fáciles de usar, de manera de simplificar el trabajo en el ámbito de las máquinas para moldeo.

Alta calidad, fiabilidad y tecnología son, desde siempre, las características distintivas de las prensas de Plastic Metal y las que han marcado la evolución de la empresa a lo largo de los años.

Las prensas tienen una estructura mecánica extremadamente robusta y son fabricadas con componentes de alta calidad, cuyas especificaciones técnicas llegan a superar los estándares industriales aplicados normalmente en el sector de las máquinas para la elaboración de los materiales plásticos.

Los productos Gefran son coherentes con tales características y contribuyen a alcanzar niveles de calidad cada vez más elevados. Gefran opera para ofrecer productos de calidad, fiables y fáciles de usar, de manera de simplificar el trabajo en el ámbito de las máquinas para moldeo.

El cliente

Fundada en 1954, Plastic Metal Spa es una empresa líder en la producción de prensas de inyección para el moldeo de los materiales termoplásticos. En la actualidad, la empresa es uno de los principales puntos de referencia en el mercado italiano para la producción de prensas de inyección de alta calidad y rigurosamente Made in Italy. La empresa propone soluciones flexibles, orientadas a la satisfacción de las exigencias productivas del cliente.

Plastic Metal Spa produce prensas de inyección para el moldeo de los materiales termoplásticos con sistema de cierre mediante doble rodillera y fuerza de cierre de 35 a 3200 toneladas.

Desde el año 2000, Plastic Metal ocupa un establecimiento de 15.000 m² y emplea alrededor de un centenar de personas. A través de su propia red comercial y de asistencia, Plastic Metal está presente en casi todas las regiones italianas y en los principales países extranjeros, desde Europa a los Estados Unidos, desde América Latina al Medio Oriente.

El proceso

La inyección es un proceso con un elevado número de parámetros físicos que deben ser controlados de manera de obtener una relación optimizada prestaciones/precio.

El proceso de moldeo por inyección permite realizar productos muy complejos, alcanzando una elevada precisión en los detalles. El proceso consiste en un calentamiento del material plástico hasta el punto de fusión y una posterior inyección a presión dentro de un molde cerrado, de manera de rellenar completamente la cavidad. Después de una fase de solidificación, realizada mediante refrigeración, se abre el molde y se extrae el producto.

El problema

Las principales magnitudes físicas que intervienen en el proceso de inyección son la posición, la presión y la temperatura. El cliente necesita mantener bajo control estas magnitudes con precisión para poder garantizar un proceso fiable y un producto final de elevada calidad.
En el proceso de inyección se deben medir con un transductor lineal los siguientes cuatro movimientos: la posición de la unidad de inyección y del tornillo, la apertura y el cierre del molde y la extracción.

La mayor parte de los movimientos son de tipo oleodinámico, como el cierre, la dosificación y la presión de inyección, por lo que es necesario controlar la presión del aceite a fin de mejorar las prestaciones de la máquina y garantizar una elevada precisión en los productos moldeados.

Un último parámetro que se ha de tener en cuenta es la temperatura presente en el interior del "barrel" (parte de la unidad de inyección, calentada exteriormente mediante resistencias eléctricas, en la que el material plástico es plastificado), en la tobera y en el interior de los canales calientes (sistema de conductos calentados que llevan el material fundido a las cavidades del molde), ya que la temperatura influye sobre la viscosidad del material termoplástico y, por consiguiente, sobre el llenado del molde.

La línea de producción de Plastic Metal requería elevadas dinámicas, precisión y rápidas secuencias de operaciones, por lo que se necesitaba un producto que ofreciera altas prestaciones para el control de motores sin escobillas y que fuese capaz de coordinar los principales órganos mecánicos para los movimientos de la máquina: carga, extractor, inyección y molde.
En definitiva, se necesitaba un producto de automatización con un software de aplicación que contase con diversas opciones. Este producto debía ser capaz de configurar el diseño y de adaptarlo a las diferentes gamas de productos, sin tener que intervenir con el SW de desarrollo.

 

La solución

Sensores

Plastic Metal encontró en Gefran a un especialista del sector con larga experiencia en el campo de las IMM (Máquinas de Moldeo por Inyección) y en el diseño y producción de sensores para la medición de las principales magnitudes físicas, esto es: posición, presión y temperatura.
Para garantizar un control preciso y puntual de los movimientos del tornillo de inyección, la solución adoptada por Plastic Metal consiste en un transductor rectilíneo de posición sin vástago pero con cursor, esto es, el potenciómetro PK. El diseño compacto sin vástago permite tener también versiones con carreras muy largas.

Para controlar el movimiento de la unidad de inyección y el movimiento de apertura/cierre del molde, Plastic Metal ha instalado la serie LT, tecnología consolidada con los años, de fácil instalación, robusta, fiable y de alta resolución (0,01 mm incluso en condiciones extremas).
En cambio, para controlar la presión hidráulica se ha utilizado el transmisor de la serie TPSA, basado en el principio de medición extensométrica.

La robustez garantizada, sin desmedro de una elevada precisión (±0,1% PE), hace del transductor TPSA uno de los productos Gefran más idóneos para este tipo de aplicación, en un ambiente de medición inevitablemente muy severo, con presencia de polvos, alto nivel de vibraciones y altas temperaturas.

Por lo que se refiere al mapeo de las temperaturas en las zonas estratégicas, Plastic Metal equipa sus propias prensas de inyección con los termopares TC1, especialmente dedicados para el empleo en la industria de los materiales plásticos.
 

Motion Control

Los principales órganos mecánicos de la máquina para los movimientos y la coordinación -carga, extractor, inyección y molde- son coordinados por el servoaccionamiento modular AXV300. Un producto que ofrece altas prestaciones para el control de motores sin escobillas en líneas de producción que requieren elevadas dinámicas, precisión y rápidas secuencias de operaciones.

El método de alimentación a través de bus común de CC para cada sistema multieje garantiza la optimización de los costos y de la gestión de las energías en juego que, equilibradas por el bus común, son disipadas cuando son excesivas, en frenado dinámico en una única resistencia o con tecnología de energía limpia (clean power) mediante alimentadores regenerativos.

La sincronización de los ejes de control del motor es gestionada por una única y potente CPU, capaz de cerrar los anillos en 250 µs. La velocidad de elaboración de los anillos de velocidad y corriente son respectivamente de 1250 µs y 62,5 µs.
Se trata, por lo tanto, de prestaciones verdaderamente importantes que garantizan velocidad en los ciclos máquina, repetitividad y precisión de los movimientos y controles rigurosos de presión y temperatura.
 

Automatización

Además, la automatización suministrada por Gefran proporciona una interfaz HMI completamente personalizada: la pantalla táctil a todo color TFT de 12” está acompañada por un teclado diseñado y realizado según el proyecto de Plastic Metal.

El software de aplicación, realizado especialmente y que incluye una gran cantidad de opciones, permite configurar el diseño y adaptarlo a las diferentes gamas de productos, sin tener que intervenir con el SW de desarrollo.
Se ha dado gran importancia al ahorro energético, por lo que se ha utilizado una tecnología que permite ahorrar hasta entre el  30 y el 60 % de energía, según los modelos, en el moldeo de material termoplástico.

Además de la atención prestada al medioambiente, la solución SW adoptada con el control combinado de velocidad de los motores/presión permite limitar contextualmente el sobrecalentamiento del aceite y las pérdidas de carga típicas de las instalaciones hidráulicas tradicionales, prolongando la vida de las instalaciones y garantizando elevada fiabilidad en el tiempo.