El mayor escaparate tecnológico de la industria del plástico

En ninguna otra feria especializada del mundo, los materiales poliméricos, así como las máquinas, tecnologías y herramientas para el procesamiento de plásticos y caucho se muestran en un número tan grande y a un nivel tan alto como en la feria K de Düsseldorf. En ningún otro lugar las aplicaciones son tan variadas y los objetos expuestos son de tan alto nivel y tan complejos. Werner Matthias Dornscheidt, presidente del consejo de dirección de la Feria de Düsseldorf, describió la última edición de la feria en 2013, con motivos fundados, como “la mayor fábrica de plásticos del mundo”. Como exposición de alto rendimiento de la industria mundial de plásticos, la feria K presentará también en 2016 la amplia variedad de tecnologías y los desarrollos más importantes.

A excepción de algunos biopolímeros, desde mediados de los años 1990 prácticamente no han vuelto a llegar nuevos polímeros a escala industrial. Por ello, la modificación, los aditivos y la funcionalización de los polímeros en bruto para crear compuestos a la medida para determinadas aplicaciones o características se sitúan en el punto central de las actividades de la industria de materiales. Los puntos principales actuales de las tareas son las homologaciones para el contacto con alimentos o agua potable y como productos médicos, la resistencia química, por ejemplo, a los cosméticos o productos químicos, así como la estabilización a las temperaturas de pico y el uso continuo cada vez mayores, por ejemplo, en la electrónica o el alumbrado.

Además de la conductividad térmica regulable, a menudo se requieren también conductividades o resistencias eléctricas regulables. Algo similar se aplica también a las aplicaciones de caucho: Los productores de compuestos integran un gran know-how en sus mezclas para obtener la homologación para agua potable o ignifugación. Las aplicaciones de caucho cerca de motores de combustión requieren una resistencia a las temperaturas de pico y de uso continuo cada vez más altas, así como contra los medios agresivos. En los vehículos eléctricos, entre otros, se requieren unos neumáticos especialmente eficientes energéticamente, que aumenten la adherencia y reduzcan la resistencia al rodaje.

La gestión responsable de los recursos limitados y su consumo restrictivo son una demanda social ampliamente difundida y, también con frecuencia, una necesidad económica en las empresas. Esto incluye un uso ahorrativo del material, también de los plásticos. El diseño apropiado para el material y la producción del producto final es, con frecuencia, el primer paso para poder organizar una producción eficiente.

También ha aumentado mucho la reducción del consumo de energía de las máquinas para plásticos. A pesar de ello, los fabricantes de grandes máquinas de procesamiento, principalmente de moldeo por inyección y prensado, extrusión y moldeo por soplado, tienen siempre potencial para reducir el consumo de recursos. Trabajan siempre dentro de unos límites físicos cada vez más reducidos y minimizan el consumo de energía necesario para fundir el granulado. La norma Euromap 60 para determinar el consumo de energía de las máquinas ofrece transparencia a los transformadores. Cuando no puede evitarse un gran consumo de energía, los fabricantes de máquinas han desarrollado componentes que recuperan la energía, por ejemplo, de los frenados de los movimientos de la máquina, y la almacenan provisionalmente para usarla en otras tareas de accionamiento. Junto con la técnica de servicio, los equipos de recuperación de calor se han establecido como una solución, por lo menos, en el primer equipamiento de nuevas plantas estándar y de reequipamiento en muchas empresas existentes.

Hasta ahora, los fabricantes de máquinas y dispositivos han reconocido que una mayor eficiencia del material y disponibilidad para los transformadores tiene, con frecuencia, un mayor efecto sobre la rentabilidad que un par de puntos porcentuales menos de consumo de energía. Incluso cuando la comunicación está dominada por el consumo de energía reducido, actualmente se requieren especialmente soluciones prácticas para reducir el tiempo de preparación: Sistemas de sujeción rápida, de cambio rápido, de adaptadores y sistemas que detectan automáticamente la herramienta montada. Todos ellos pueden aumentar la disponibilidad y, al mismo tiempo, flexibilizar la producción. Esto es aplicable, tanto al moldeo por inyección de plásticos como de caucho, ya que los fabricantes de máquinas para caucho también han mejorado la flexibilidad de cambio de pedido de su equipo, aumentado el grado de automatización y ofreciendo más transparencia en los procesos de transformación. Como en el moldeo por inyección de termoplásticos, la técnica de canal en frío contribuye cada vez con mayor frecuencia a un ahorro de material en la producción en el moldeo por inyección de elastómeros.

El objetivo de muchos transformadores de plásticos es lograr una producción con cero fallos, que no desperdicie valiosa materia prima. Contribuyen a ello muchos sistemas, en la extrusión, por ejemplo, la producción sin tener que recortar bordes y la optimización automática de la tolerancia del espesor de las láminas, placas y perfiles de plástico o de juntas de caucho al mínimo necesario. A ello hay que añadir estrategias para evitar, antes del inicio de la producción, la fabricación de productos deficientes, por medio de simulaciones y en el curso del proceso, con el análisis de los datos actuales. Cuando se detectan defectos en el moldeo por inyección, ya durante la producción, intervienen múltiples estrategias para la separación de las piezas afectadas, siguiendo los criterios de calidad medidos en el proceso o determinados automáticamente. Cuando debe valorarse el resultado de la producción en la pieza acabada, cada vez se utilizan más sistemas ópticos, como cámaras.

La construcción ligera es una clave para reducir el consumo de energía y combustible en la movilidad. “Realmente no existe ninguna aplicación de plástico que no sea construcción ligera, resumió el Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann”, teniendo en cuenta el bajo peso y el rendimiento de los plásticos. A pesar de ello, los constructores de máquinas, fabricantes de plásticos y agentes de refuerzo, institutos y transformadores de plásticos se esfuerzan por lograr procedimientos estables para la fabricación de grandes series de componentes de construcción ligera, principalmente para la movilidad: automóviles, aviones y algunas aplicaciones industriales.

Innumerables combinaciones, prácticamente a voluntad, de procedimientos especiales, principalmente en la técnica de reacción y moldeo por inyección, allanan muchos caminos, por ejemplo, para lograr un método apropiado para la producción en serie de componentes de construcción ligera. A pesar de que la construcción ligera o los plásticos de compuestos de fibras son objeto en todo el mundo de muchos eventos especiales, en ningún otro lugar se muestran juntas tantas formas de fabricar componentes con el peso optimizado, con seguridad de proceso y rápidamente, a partir de fibras de refuerzo y un plástico de matriz, como en K de Düsseldorf.

Allí pueden verse híbridos de metal y plástico y todas las formas de combinaciones de fibras y plásticos de matriz. Las matrices de termoplásticos, duroplásticos, biobasadas y de poliuretano se combinan con fibras de vidrio, carbono, otros materiales sintéticos o naturales, en múltiples aplicaciones que satisfacen los requisitos y exigencias actuales. Muchos participantes en la cadena de creación de valor usan normalmente, en células de producción para componentes ligeros, desde las fibras de refuerzo, pasando por la manipulación automática de materiales de refuerzo de forma inestable, hasta máquinas y herramientas para el proceso, a menudo de varias etapas. Los materiales están sujetos a requisitos de la ignifugación para los materiales de matriz utilizados, de la adherencia de fibras y matriz, mediante las características mecánicas superiores y una mejor fluencia.

El acompañamiento de la producción con las posibilidades de digitalización, también apostrofada como “Industria 4.0”, ofrece a los transformadores de plásticos la posibilidad de interpretar datos de la propia producción, de modo que pueda obtenerse información útil y conocimientos concretos. Los esfuerzos de los fabricantes de máquinas y software por hacer ofertas a los transformadores de plásticos se mostrarán en K 2016 más que nunca anteriormente. Según todas las previsiones, otros conceptos para la puesta en marcha más rápida de la producción y la flexibilización de la producción, así como para ofertas de rendimiento, igual que los productos de servicio se incluirán para el mantenimiento preventivo, el suministro de recambios y el aseguramiento de la calidad. A más largo plazo, los datos obtenidos en la práctica de la producción serán útiles también para adaptar mejor los medios de producción – máquinas, robots y herramientas – a las necesidades reales del servicio cotidiano y construir de forma más adecuada a las necesidades que actualmente.

Gracias a la digitalización, las mejoras procesales realizadas en el servicio tienen un gran potencial para aumentar la eficiencia de la producción: El diseño de la pieza moldeada, la construcción y las propiedades del material, junto con las posibilidades de la técnica de herramientas y los conocimientos de las condiciones de procesamiento con la dirección del proceso y la atemperación pueden coordinarse mejor y más intensamente que antes. También ha aumentado consecuentemente la importancia de la simulación, con una intensa realimentación entre producción y desarrollo. En general, muchos proveedores satisfacen el deseo de más transparencia en la producción y los procesos con una mayor conexión de la TI y la técnica de producción clásica.

La reducción al mínimo de las existencias de almacén y el deseo de tener una rápida capacidad de reacción en cualquier momento generan la necesidad de tamaños de lote cada vez más pequeños en la producción. Una presentación realizada en K 2013 transportó la producción aditiva directa de piezas de plástico de termoplásticos al conocimiento de muchos transformadores de plásticos. Aunque este procedimiento de fabricación generativo esté limitado todavía a los termoplásticos amorfos y no puedan imaginarse hasta ahora rellenos y refuerzos, han estimulado la reflexión, ya que el gusto de los consumidores y las modas cambian cada vez más rápidamente y la individualización de los productos de plástico sitúa continuamente a la industria ante nuevos desafíos. De este modo, por una parte aumentan las oportunidades de fabricación sin herramientas de productos con el tamaño de lote 1 y por otra parte el interés en el cambio de pedido rápido de procesos conocidos como el moldeo por inyección. Aquí se diseñan eficientemente, cada vez más frecuentemente, cambios de productos mediante sistemas de cambio rápido para herramientas y medios o mediante el cambio de inserciones con cavidades y paquetes de expulsores completos.

Las nuevas posibilidades de la tecnología de la información son también enormes en los mandos de las modernas máquinas para plásticos. Las teclas, los botones e interruptores de formas clásicas se sustituyen por las superficies de mando multitáctiles y/o elementos de mando centrales de presión/giro/pulsación como en los vehículos modernos. Estas interfaces hombre-máquina de nuevo diseño deben hacer intuitivo el manejo de las máquinas de procesamiento y, al mismo tiempo, aportar la lógica familiar de los Smartphones, iPads y tabletas a las tareas de control inddustriales. Teniendo en cuenta los múltiples empleados de producción que deben formarse, los fabricantes de máquinas y transformadores de plásticos ven aquí una posibilidad de facilitar al personal nuevo su trabajo con mandos de fácil manejo para el procesamiento de plásticos, que descubre su perspectiva personal en un sector moderno, de crecimiento y con seguridad de futuro.