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Independientemente del tamaño de la pieza o del tipo de plástico, los tres factores principales que afectan la calidad de los productos moldeados por inyección son la presión, la temperatura y el tiempo. Mold Hotrunner Solutions (MHS), ubicada en Georgetown, Ontario, optimizó estos parámetros cuando lanzó la máquina de moldeo por microinyección M3 en 2016. Este sistema de moldeo por inyección llave en mano y sin desperdicio proporciona nuevas capacidades para los fabricantes de dispositivos médicos y productos electrónicos. El desarrollo interno del sistema, incluidas las boquillas de canal caliente Rheo-Pro y la tecnología de moldeo ISOKOR, permite que la máquina M3-D08 produzca de manera eficiente y precisa micropiezas de accionamiento directo tan pequeñas como 1,3 mg.
¿¿¿¿a???? Hemos creado un nuevo proceso de moldeo por inyección para satisfacer las necesidades que otros fabricantes de máquinas no pueden satisfacer, â????? afirmó el fundador de MHS, Harald Schmidt. ¿¿¿¿a???? M3 es el primer sistema de moldeo por inyección que produce micropiezas de alta calidad en un proceso medible y repetible. ¿¿¿¿a???? Sin embargo, la empresa vio la oportunidad de mejorar aún más sus capacidades. En 2020, MHS comenzó a ampliar el M3 de un único módulo con 8 cavidades de micropiezas a cuatro módulos de 8, logrando una versión de 32 cavidades de mayor velocidad. El nuevo ALPHA M3-D32 combina robótica y sistemas de control avanzados para lograr un mayor rendimiento sin comprometer la calidad.
La tecnología de automatización flexible permite a MHS optimizar M3 y otros productos de su cartera de productos. MHS ofrece soluciones para piezas de diversos tamaños en las industrias del embalaje, la automoción, la construcción y los bienes de consumo. Fundada en 2002, MHS se compromete a crear innovadoras máquinas de moldeo por inyección y sistemas de canal caliente para mejorar la productividad, la calidad de las piezas y el impacto medioambiental. La empresa tiene su sede en Canadá y, como parte de la familia Westfall Technik, mantiene una influencia a escala mundial.
MHS se compromete a eliminar muchos defectos antiguos en el proceso de moldeo por inyección al diseñar el M3. Tradicionalmente, el proceso comienza cuando los gránulos de plástico caen de la tolva al barril tubular. El alimentador de tornillo mueve las partículas hacia adelante y el calentador fuera del barril las derrite. El plástico alcanza la temperatura y viscosidad requeridas antes de llegar a la boquilla para ser inyectado en el molde. A diferencia del moldeo por inyección tradicional, los canales calientes utilizan compuertas de válvula y canales calientes internos para reducir la cantidad de desechos plásticos inútiles que se reciclan o desechan después del moldeo. Sin embargo, no pueden eliminar por completo los residuos, sólo algunos plásticos pueden triturarse y reutilizarse.
El M3 original de ocho cavidades debe garantizar que aparezca una pieza perfecta cada vez que se abre el molde. La máquina requiere un movimiento horizontal y vertical coordinado para mover un molde de 500 libras con una precisión de 10 micrones en una fracción de segundo. Estos desafíos hacen que sea muy difícil diseñar una máquina repetible que pueda simplemente mantener parámetros precisos de presión, temperatura y tiempo. A medida que el equipo amplía la escala de la máquina en 2020, mantener estos movimientos precisos y funciones de canal caliente se vuelve aún más importante.
MHS recurrió a Beckhoff Automation en busca de una nueva solución de control durante la construcción inicial del M3 en 2016, y pudo utilizar la misma arquitectura de control para diseñar un sistema de 32 cavidades. ¿¿¿¿a???? Beckhoff ha estado trabajando con MHS desde 2012, cuando necesitaba más capacidades de automatización, red y acceso remoto. dijo Paul Pierre, director regional de ventas de Beckhoff Canadá. M3 logra estos objetivos a través de múltiples soluciones que se ejecutan en el PC industrial (IPC) Beckhoff C6920. El ordenador industrial del armario de control dispone de un procesador Intel Core i7 de cuatro núcleos. ¿¿¿¿a???? C6920 IPC nos proporciona una plataforma poderosa para realizar todas las funciones requeridas, lo cual es casi imposible con el PLC tradicional. El ingeniero de automatización de MHS, Amir Abbas Shoraka, Sr., explicó.
M3 tiene un panel de control CP3921 de pantalla ancha para hardware HMI. Esta pantalla multitáctil de 21,5 pulgadas permite a MHS reconfigurar la interfaz de control para adaptarse mejor al proceso de micromoldeado. Según Kai Thielen, director de ingeniería de MHS, en combinación con el IPC C6920, MHS proporciona una HMI con más variables de registrador y una interfaz de usuario más inteligente. La pantalla grande proporciona alta transparencia a la interfaz de usuario y mejora la capacitación del operador. Hemos desarrollado nuestras propias funciones en el diseño del software HMI. no tenemos-? ? ¿No siguió lo que hicieron otros proveedores de máquinas de moldeo por inyección——? ? ? ? Queremos algo más fácil de entender y más transparente, â????? Dijo Thielen.
La apertura del sistema del software de automatización TwinCAT 3 proporciona la mejor plataforma de ingeniería para M3. La plataforma de control abierta basada en PC se comunica eficazmente a través de todos los estándares de TI y hardware de otros proveedores industriales. Junto con un fácil acceso remoto, TwinCAT permite a MHS enviar datos del registrador por correo electrónico y también admite el archivado en la nube, porque muchos usuarios finales no quieren conceder acceso a la red. La mayoría de los usuarios finales de micromoldeo prefieren almacenar datos localmente en lugar de conectar la máquina a la nube. Sin embargo, las soluciones de recopilación de datos son la clave para brindar soporte técnico de alta calidad y mejorar los procesos.
El sistema Ethernet industrial EtherCAT proporciona comunicación en tiempo real para arquitecturas de movimiento complejas. Debido a que las micropiezas utilizan muy poco plástico, es difícil mantener la temperatura de procesamiento sin dañar el material. El proceso MHS no calienta el plástico fundido a la temperatura de procesamiento antes de que llegue a la compuerta de la válvula, lo que extiende el tiempo de trabajo del plástico y reduce significativamente el desperdicio.
El terminal EtherCAT de entrada de termopar de cuatro canales EL3314 y el software de control de temperatura TF4110 en TwinCAT hacen posible la implementación. MHS utiliza 14 calentadores con un requisito de tolerancia de ±0,1°C. EL3314 y el software de control de temperatura dieron excelentes resultados. Los servovariadores Beckhoff también incluyen la tarjeta de interfaz de codificador AX5721 para admitir codificadores lineales Heidenhain de alta resolución. Para E/S y seguridad del variador, la tecnología TwinSAFE controla bloqueos de seguridad, paradas de emergencia y opciones de desconexión de par segura (STO).
Para gestionar los requisitos de movimiento del molde, el servoaccionamiento AX5000 de Beckhoff proporciona energía para el servomotor lineal AL2815 de movimiento horizontal y el servomotor lineal AL2412 de movimiento vertical. ¿¿¿¿a???? Sin las capacidades en tiempo real de EtherCAT en E/S y unidades, sería imposible lograr rápidamente una precisión de 10 micrones, â???? explicó Craig. La versión de 32 cavidades también agrega un robot de alta velocidad de entrada lateral, que se mueve 1.000 milímetros dentro de la celda a una velocidad de 0,4 milisegundos y luego se mueve 0,4 milisegundos. Esto es posible gracias al variador AX5000, dos servomotores AM8042 y una resistencia externa. ¿¿¿a??? Esta aplicación â????? La arquitectura compleja de control de movimiento requiere una estrecha colaboración, especialmente al ajustar ejes lineales. añadió Pierre. ¿¿¿¿a???? Trabajar juntos durante todo el proceso nos permite construir relaciones sólidas con los ingenieros de MHS. ¿¿¿¿a????
La tecnología de Beckhoff respalda las soluciones de la industria del plástico de las que MHS fue pionera, incluido el M3 original y versiones más grandes. ¿¿¿¿a???? La automatización basada en PC de Beckhoff nos ayudó a lograr la precisión de las curvas de movimiento lineal dinámico, registrar registros por correo electrónico para evitar fallos de funcionamiento, conectarnos a la nube y comunicarnos con dispositivos de terceros, como cámaras y secadores de resina. ? ? Dijo Soraka. Lo más importante es que MHS implementa un perfil preciso de control del calentador para alcanzar y mantener el plástico. ? ? ? Control de temperatura de trabajo y calidad del ciclo durante la inyección de piezas. Especialmente en ALPHA M3-D32, 62 controladores de calentador funcionan en una plataforma de control que controla el eje móvil y la lógica de operación de la máquina en un ciclo de 5 milisegundos. ???? Además de la robótica, M3 también proporciona un procesamiento inteligente en la máquina y un sistema de visión para la inspección de piezas y la seguridad del molde, que está conectado en red a través de EtherCAT. Hicimos esto con el mismo potente controlador de máquina basado en PC sin pérdida de rendimiento. ? ? ? ? Debido al éxito de MHS en el uso de EtherCAT, la empresa se unió al grupo de tecnología EtherCAT, que es el grupo de usuarios de bus de campo más grande con más de 6.000 miembros.
La máquina M3 original produjo un promedio de 170.000 micropiezas en un día laborable, sin desperdicio, y superó el estándar de la industria. Por ejemplo, si el peso de la pieza es de 10 mg, se necesitará exactamente 1 kg de pellets de plástico para realizar todo el proceso. Incluso con PEEK y otros materiales de alta temperatura, M3 logra esta eficiencia manteniendo los estándares de calidad. ¿¿¿¿a???? A partir de la primera máquina M3 en 2016, los parámetros del prototipo de las piezas son consistentes con los parámetros de procesamiento de la producción en masa. Dijo Schmidt.
Aunque el M3-D08 reduce la brecha de calidad en el micromoldeo, el ALPHA M3-D32 aumenta esta capacidad a un nivel de rendimiento incomparable sin comprometer su repetibilidad en términos de presión, temperatura y tiempo. Para el movimiento de la máquina, inyección, enfriamiento, expulsión y robótica, M3 puede lograr tiempos de ciclo de 4 segundos o menos. Esto permite que la máquina ampliada produzca un promedio de 690.000 piezas por día, más de cuatro veces. MHS continuará innovando en este campo, brindando a diferentes clientes productos plásticos de alta precisión y esforzándose por garantizar la mayor velocidad y calidad en el mercado del micromolde.
Hora de publicación: 05-nov-2021
