L'ús del termoconformat s'estén al sector de l'automòbil

Cada dia hi ha més aplicacions
La regulació de la temperatura de la làmina és fonamental per a la qualitat de l'acabat
Les característiques identificadores del termoconformat són la reproductibilitat dels paràmetres de procés, la utilització de motlles econòmics i l'alta flexibilitat en emprar màquines universals. En virtut d'aquests avantatges, les peces termoconformades troben al mercat un gran camp d'aplicació, sobretot en la indústria de l'automòbil.

Si els plàstics són, des de fa molts anys, part integrant de la indústria de l'automòbil, s'ha d'atribuir en gran mesura als processos d'injecció i extrusió. L'aplicació de peces termoconformades s'ha limitat preferentment a la instal·lació interior i les peces exteriors de la carrosseria. En les petites sèries, els models especials o en el sector de la indústria de vehicles industrials, el termoconformat troba però també una gran utilització.

La indústria de les caravanes i els proveïdors d'accessoris d'automòbil han integrat des de fa temps els avantatges del termoconformat en el seu programa de producció i fabriquen quantitats importants de peces com portaequipatges, alerons i altres parts de la carrosseria dels automòbils.

Figura 1 Tauler d'instruments folrat (cortesia Heywinkel)



Gràcies a la quantitat creixent de material reciclat procedent de la indústria de l'automòbil, especialment de PP i PE, es descobreixen contínuament noves aplicacions per a les peces de l'automòbil. Un avantatge del termoconformat és la possibilitat de la transformació de làmines i planxes extrudides de diverses capes, és a dir, el reciclatge està limitat a la capa central i les capes de recobriment es componen de material nou. Però també és possible la transformació de materials amb un percentatge de reciclatge de fins al 100%.


La regulació de la temperatura, fonamental

Les especials exigències al termoconformat en transformar i reciclar el PP ha conduït al perfeccionament de l'enginyeria d'operacions i processos. El desencadenant d'aquests desenvolupaments ha estat la indústria de l'envàs i embalatge que, des de fa molts anys, utilitza aquests materials en màquines d'elevada producció.

La característica principal és la reproducció que s'aconsegueix de tots els paràmetres quan es termoconformat. La regulació de les velocitats, pressions i recorreguts es pot realitzar d'una manera relativament senzilla amb la utilització dels corresponents components mecànics. La necessitat de sistemes de calefacció mitjançant resistències per escalfar els termoplàstics exigeix, però, mesures especials per poder garantir una temperatura de la làmina constant.

La regulació de la temperatura de la làmina mitjançant el control de cadascuna de les resistències no només és costós sinó també problemàtic a causa de la influència recíproca de les resistències. Només amb una regulació a intervals, tan llargs com calgui, es pot mantenir la temperatura requerida per mitjà de resistències.

En les màquines que giren molt de pressa es necessiten diversos cicles per poder regular la temperatura i, durant aquest temps, la qualitat de les peces modelades és molt difícil de determinar. Per aquest motiu, i després d'innombrables proves, una empresa de maquinària de Heilbronn ha marcat un altre camí: a base de disposar resistències ceràmiques en les trucades isotermes s'aconsegueix eliminar les influències ambientals i escalfar de manera uniforme tota la làmina, de manera que es milloren els resultats d'emmotllament (figura 2).

Figura 2 La calefacció és modular i per la part superior, les resistències es col loquen en les isotermes i les regulen tres resistències pilot (cortesia Illiger)



La regulació de la calefacció es pot limitar al manteniment constant de la temperatura de les resistències si al mateix temps es controla el funcionament de cadascuna de les resistències. El mesurament de la temperatura a la superfície de la làmina es limita a un o dos punts de referència. Només dóna suport a la posada en funcionament de nous motlles i es pot imprimir com a documentació. Per a això es poden protocol també altres paràmetres per una impressora.

Amb aquest desenvolupament només cal calcular un cop els paràmetres òptims de funcionament ja que són reproduïbles. Gràcies a aquesta enginyeria d'operacions i processos i amb l'ajuda d'un ajust bàsic assistit per ordinador en els nous motlles es pot realitzar en totes les màquines automàtiques de termoconformat un càlcul de les dades d'ajust i temps del procés en funció de la làmina, de la geometria de la peça modelada i de la construcció del motlle.

Això també és vàlid per les màquines d'emmotllament de planxes amb propietats universals per a diferents aplicacions que s'utilitzen amb preferència en la indústria de l'automòbil (figura 3). En el model bàsic, aquestes màquines poden treballar amb alimentació de planxes oa partir de la bobina. Instal una estació de calefacció separada es pot connectar en paral lel l'operació de calefacció amb el procés d'emmotllament.

Figura 3 Màquina d'emmotllament de planxes UA 100g amb alimentació automàtica de les planxes i panell de comandament de pantalla (cortesia Illiger)



Aquesta mesura condueix a un creixement important de la capacitat de la màquina que es pot augmentar addicionalment insten una alimentació doble. Per l'acabat de les peces es pot realitzar una retallada bast a l'estació de modelatge. Els dispositius de tall longitudinal i tall transversal connectats a continuació completen el panorama.

Per a aplicacions especials amb altes exigències de capacitat s'utilitzen màquines automàtiques a partir de bobina per al emmotllament i el troquelat en estacions separades que fan possible una elaboració completa. També es disposa per a aquestes màquines de dispositius automàtics de canvi ràpid del motlle per a totes les peces en funció del format i guia de l'operador a la pantalla. Després d'introduir el conjunt de paràmetres es pot fabricar un nou producte sense rebuig de posada en marxa digne d'atenció.

Motlles més econòmics

Davant d'altres procediments de transformació de plàstics, els motlles per al termoconformat són molt més econòmics. En funció de l'aplicació s'han d'establir les exigències en la qualitat superficial i en el material. En combinació amb la reproductibilitat exigida s'haurà de projectar molt acuradament la regulació de la temperatura del motlle.

Es poden fabricar geometries complicades de la peça d'emmotllament mitjançant els corresponents comandaments de postissos i disseny del pistó superior. Hi ha la possibilitat de tenir superfícies del motlle, estructurades, així com la reproducció de traços i símbols.


Les aplicacions que es presenten a continuació es poden fabricar, per regla general, en màquines universals ja que en el motlle s'ubiquen les peculiaritats específiques del procés. En especial en el sector de la subcontractació aquestes màquines ofereixen la flexibilitat exigida i, per tant, la possibilitat d'un grau d'ocupació òptim. En tots els exemples són necessaris coneixements detallats de la construcció de motlles.

És obligatori, en aquest sentit, la utilització dels manuals per a la construcciñón de motlles i el subministrament de peces normalitzades i peces estàndard per al canvi ràpid del motlle.

Noves aplicacions en automoció

Els punts essencials de l'aplicació de les peces termoconformades són la instal·lació interior del vehicle i la carrosseria exterior. La carrosseria defineix l'aspecte exterior del vehicle i ha de satisfer les exigències de l'usuari d'una manera especial. A més, està sotmesa a intensos esforços de corrosió i accions dels raigs UV.

També per a la instal·lació interior regeixen les elevades exigències d'aspecte i durada. Però també la seguretat interior dels passatgers està determinada decisivament per la instal·lació interior del vehicle. Els sistemes de calefacció, d'aire condicionat i de ventilació tenen cura del benestar dels passatgers en totes les condicions atmosfèriques.

Figura 4 Construcció del cinturó de tres punts així com del coixí de seguretat per al conductor i el copilot. Llegenda: 1 - mòdul del conductor; 2 - mòdul del copilot, 3 - aparell de comandament amb sensor; 4 - llum d'avís d'errors, 5 - cinturó de seguretat; 6 - connexió diagnòstics (cortesia de Kolbenschmidt)

La qualitat constant del producte i les toleràncies de fabricació definides exigeixen una alta seguretat del procés. Aquesta seguretat es pot realitzar amb les màquines d'emmotllament de planxes en virtut de la reproductibilitat de tots els paràmetres essencials. Això ho il·lustra una peça de seguretat com l'airbag (figura 4). Un gruix de làmina definit a la zona de sortida del sac amortidor es garanteix per l'escalfament regulat de la làmina i un encunyat mecànic del gruix de la làmina amb toleràncies fines (figura 5).

Figura 5 capa exterior coixí de seguretat, fabricada amb una màquina d'emmotllament de planxes UA 100 g (cortesia Kolbenschmidt)




Les peces superficials per a la carcassa són prou conegudes. Les possibilitats d'estructuració de la superfície de la peça modelada en el motlle o l'aplicació de símbols o la inserció de peces metàl·liques com casquets roscats s'han utilitzat fins ara poc en la indústria de l'automòbil. Els revestiments del portaequipatges o els recobriments de peces de xapa es poden fabricar amb qualitat constant. Els revestiments de la part exterior com la protecció contra encastament en vehicles industrials són aplicacions a títol d'exemple (figura 6).

Figura 6 Revestiments laterals termoconformats per camió com a protecció contra encastament (cortesia de Vital)



Qualitat objectiva i subjectiva

Un altre exemple de les aplicacions interiors en el vehicle són les safates posteriors, fabricades de material de planxa que tenen una capa intermèdia de PP reciclat i, a més, una superfície tèxtil exterior. Es poden modelar en una operació de treball mitjançant l'escalfament corresponent.

Els taulers d'instruments dels vehicles de la classe mitjana / alta i de la classe superior es componen gairebé sempre d'un suport entapissat amb plàstic cel lular, folrat amb una capa exterior. El suport, gairebé l'espina dorsal del tauler d'instruments, allotja els instruments i dóna suport al reforç transversal. La seva posició a la zona on es pot colpejar el cap exigeix, a més, una deformació que redueixi les lesions i un comportament inestellable al trencament en el cas d'esforç per xocs.

Aquestes funcions les compleixen avui els moderns termoplàstics tan bé com la xapa d'acer, usual fins ara, o els materials de fusta fibrosa. No obstant això, els termoplàstics presenten una atractiva avantatge afegit: el suport es pot fabricar de manera econòmica com a component d'una peça. El plàstic cel lular entre la làmina de recobriment i el suport, una escuma de poliuretà semirígida, serveix en primer terme per l'absorció d'energia en cas de xoc o impacte però també proporciona una sensació tàctil agradable en tenir contacte amb la làmina de recobriment, que és un criteri de qualitat subjectiu (figura 1).

Els revestiments per a les rodes es fabriquen cada vegada més pel procediment de termoconformat amb ocupació creixent de material reciclat. Una distribució uniforme del gruix de paret redueix considerablement el consum de material i el pes de la peça.

Figura 7 Peces amortidores per la porta del conductor de l'automòbil (cortesia de Illbruck)



S'utilitzen cada vegada més diverses peces aïllants per a les aplicacions més diverses. Per regla general es modelen per termoconformat làmines escumades de PE o PU senzilles o compostes. A més de la possibilitat d'un muntatge automàtic es poden integrar diferents propietats (insonorització, amortiment de vibracions, conducció d'aire per la ventilació de l'interior de la porta, etc). Per a la fabricació de peces amortidores, per exemple les portes d'automòbil (figura 7), estan especialment indicades les màquines automàtiques a partir de bobina (figura 8).

Figura 8 Màquina automàtica a partir de bobina, model RVH 75 (cortesia Illiger)



Ús de màquines universals

Amb el procediment Twin-Sheet es poden fabricar, en màquines d'emmotllament planxes, peces buides com conductes d'aire, carcasses o spoilers. També les peces superficials amb reforços al dors es poden fabricar en una operació de treball.

En màquines universals, es pot realitzar el procediment Twin-Sheet de forma manual, semiautomàtica i totalment automàtica amb la corresponent tècnica del motlle. Les més recents aplicacions d'aquest procediment són els spoilers posteriors fabricats per a turismes (figura 9). La configuració especial de la soldadura fa possible un mecanitzat, sense transción, de les vores.

Figura 9 Spoiler posterior per a turisme fabricat pel procediment Twin-Sheet (cortesia Flexicor)




Les peces posteriors formen la rematada òptic de molts turismes moderns. La majoria de les vegades es col·loquen els components de gran superfície en la part vertical de la tapa del portequipajes entre els pilots posteriors. Aquestes peces porten la matrícula al centre. S'han previst altres buits per a accés a la panys o similars. Aquestes peces exteriors de la carrosseria, de gran superfície, han de complir elevades òptiques pel que fa a la seva qualitat superficial. Per aquesta raó s'utilitza gairebé sempre Lurano S (ASA) per a aquesta classe de components.

Tot i que aquestes peces de la mateixa manera que altres peces exteriors estan exposades a les influències atmosfèriques, les peces exteriors del vehicle de Lurano S (ASA) no necessiten pintura. Gràcies a la molt bona resistència a la intempèrie d'aquest material, els components amb prou feines presenten alteracions del color fins i tot després d'una prolongada exposició a la intempèrie amb intensa radiació UV.

El folrat dels revestiments de les portes (figura 10) o de les consoles té, per la creixent utilització de làmines de PP, altres exigències en les màquines de termoconformat. Els dissenys especials de la peça modelada permeten la col·locació sense problemes de catifes o altres materials superficials decoratius. També les peces petites-com agafadors de tancament-es poden folrar d'una manera fiable. Es poden fabricar amb qualitat constant gruixos de làmina definits a la zona d'unió amb altres peces.

Figura 10 Porta del conductor del turisme folrada (cortesia Illiger)




Resumint es pot demostrar: la reproductibilitat dels paràmetres del procés, els motlles econòmics i l'alta flexibilitat en màquines universals fa que cada vegada hi hagi nous camps d'aplicació del termoconformat en la indústria de l'automòbil.

B. Rost
Adolf Illiger

L'empresa Adolf Illiger està representada a Espanya per Helmut Roegele, SA