Evaluar los límites de velocidad y escalabilidad: envases y embalajes termosellados

En las líneas de envasado de alta velocidad, los envases y embalajes termosellados a menudo están sujetos a distintas fuerzas antes de que tengan tiempo de enfriarse. Su capacidad para resistir estas fuerzas con el sello intacto se conoce como resistencia de sellado en caliente. Una nueva generación de máquinas para pruebas RDM utiliza el hardware y el software de B&R para que el proceso de pruebas para la resistencia de sellado en caliente sea tan rápido y sencillo como elegir una lista de reproducción de música.

En los últimos 35 años, RDM Test Equipment se ha consolidado como una empresa líder en tecnología de pruebas para la resistencia de sellado en caliente utilizada por convertidores y productores de materiales tipo film que suministran a los fabricantes y envasadores de productos.

Sin un sellado perfecto, los alimentos y productos farmacéuticos envasados son, en el mejor de los casos, no aptos para la venta y, en el peor, un riesgo para la salud del consumidor. La integridad del sellado es, por lo tanto, un factor fundamental para reducir los desechos y evitar devoluciones y retiradas costosas de productos en el mercado. Para los envases y embalajes termosellados, los primeros segundos son vitales. Las líneas de producción de alta velocidad someten los envases y embalajes a distintos tipos de fuerzas antes de que el material tenga la posibilidad de enfriarse por completo. La capacidad del sellado para resistir a estas fuerzas se conoce como resistencia de sellado en caliente.

Junto con otras propiedades fundamentales como la fricción, el grosor y la resistencia a la tracción, la resistencia de sellado en caliente se evalúa en laboratorios, utilizando máquinas como HT-2PC de RDM Test Equipment. Para su última generación de máquinas de pruebas para la resistencia de sellado en caliente, RDM ha utilizado la tecnología de automatización de B&R para que el proceso sea más rápido, más fácil y más fiable.

Las pruebas para la resistencia de sellado en caliente solían ser un proceso lento que requería que cada muestra de material tipo film se cargara manualmente en la máquina. Aunque cada prueba durase solo unos pocos segundos, un operario experto tardaría varios minutos en cortar una muestra, cargarla en la máquina y luego retirarla para cargar la siguiente muestra.

Con la nueva máquina, el proceso de carga y alimentación ahora se controla e indexa automáticamente mediante un PLC de B&R. Además de reducir la probabilidad de errores de carga, permite realizar varias pruebas en la misma longitud de film en rápida sucesión. Utilizar la pantalla táctil de la interfaz de usuario es parecido a poner en cola una lista de reproducción de música en un smartphone o una tablet. El usuario puede acumular múltiples pruebas, que la máquina llevará a cabo secuencialmente. La pantalla táctil avisa al operario si la muestra de prueba se rompe o si hay algún error de carga o avance. Las secuencias de prueba se pueden programar y guardar en el sistema según las necesidades individuales del cliente.

La máquina puede manejar muchos tipos diferentes de films, desde plásticos de hidrocarburos tradicionales hasta nuevas alternativas ecológicas. Y puede llevar a cabo hasta 40 pruebas en la misma pieza de material, en una fracción del tiempo que llevaría cortar y cargar la misma cantidad de muestras manualmente.

La carga y la indexación de secuencias automatizadas reducen la interacción humana en el proceso de prueba. Ello elimina el riesgo de errores del operario, como cargar involuntariamente una muestra al revés. También evita la manipulación de los resultados, asegurando que automáticamente se obtengan unos datos claros y que se pueda informar de ellos.

Un Panel PC de brazo articulado de 15" con una CPU Intel Atom utiliza una interfaz estilo Windows para un funcionamiento transparente y fácil, mientras que la solución de software Automation Studio de B&R gestiona fácilmente los complejos algoritmos requeridos por el proceso de prueba. El software Hypervisor permite que Windows o Linux se ejecuten junto con el propio sistema operativo en tiempo real de B&R, lo que permite combinar un control y un PC HMI en un solo dispositivo. El sistema utiliza la comunicación OPC UA estándar del sector para permitir la conectividad entre la máquina y cualquier dispositivo externo o sistema de análisis y grabación de datos.

El software también introduce funcionalidades de interacción más eficientes con los resultados de la prueba. Por ejemplo, después de llevar a cabo varias pruebas para la resistencia de sellado en caliente, el software proporciona un gráfico de análisis de tendencias. De este modo, el operador tiene una imagen detallada de las características de termosellado del film entre dos temperaturas extremas. Tener un control preciso de las variables del proceso, como la temperatura, la presión y la duración, permite un equilibrio óptimo entre las especificaciones del material, la velocidad de la máquina de envasado y la integridad del sellado.

Gracias a la solución de automatización de B&R, las pruebas para la resistencia de sellado en caliente son muy simples, pero también extremadamente flexibles. Los resultados se pueden ver localmente como archivos CSV o PDF o como informes de prueba impresos, y los datos sin procesar se pueden exportar automáticamente a aplicaciones de software de otros fabricantes a través de OPC UA. Una mayor automatización del procesamiento y de los informes significa que se pueden procesar más datos en menos tiempo y con una mayor repetibilidad. Abre el potencial para un análisis de tendencias avanzado, ofreciendo a los operarios una mejor visión de los datos de rendimiento.

El hardware y software escalable de B&R permite a cada cliente utilizar el tamaño de la pantalla táctil que se ajuste a sus necesidades. La solución mapp View de B&R permite que las pantallas HMI sean extraordinariamente escalables. Cambiar el tamaño de la pantalla o cambiar de formato vertical a horizontal resulta fácil, además no es necesario tener que reescribir ningún software. “En vez de escribir líneas y más líneas de código para crear un sistema de gestión de usuarios, un sistema de alarma o una secuencia de control de movimiento desde cero, simplemente pudimos configurar los mapps preconfigurados”, afirma el director de ventas de RDM, Phil Neal. “Y puesto que hacen que los algoritmos complejos sean tan fáciles de gestionar, nuestros programadores pueden centrarse totalmente en el proceso de la máquina”.

Un requisito fundamental para el nuevo diseño de la máquina era que estuviera preparada para el futuro, asegurando de manera proactiva que el equipo estaría listo para satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes. “Constantemente se están desarrollando nuevas alternativas a los films plásticos de hidrocarburos”, señala Neal. “Pero antes de que los clientes puedan usarlas, necesitan saber exactamente cómo funcionarán y si pueden soportar los rigores de la producción a alta velocidad”.

Con las mejoras de B&R en cuanto a estabilidad, seguridad y repetibilidad, la nueva máquina RDM permite a los clientes realizar más pruebas en menos tiempo, ofreciendo una calidad mejorada y un tiempo de comercialización reducido.