El moldeo rotacional robótico impulsa una nueva precisión en el moldeo de plásticos

Kevin Lumberg | 19 de julio de 2023

Los mundos de la panadería y el moldeado de plásticos pueden parecer muy distantes en la superficie, pero en realidad tienen mucho en común. En ambos, nos esforzamos por alcanzar la perfección: crear constantemente un producto terminado perfecto.

Si bien podemos considerar que hornear es más un arte y que el moldeado de plásticos tiene una base más científica, el hecho es que ambos se reducen a usar los ingredientes correctos, aplicar la temperatura adecuada en el momento correcto y usar la herramienta para hornear adecuada. ya sea una sartén o un molde.

Sin embargo, es posible que nos separemos en lo que respecta a la tecnología. Si bien un maestro panadero puede negarse a inyectar tecnología moderna en su proceso, en el moldeado de plásticos la adoptamos. Un ejemplo: el uso del moldeo rotacional robótico, que está impulsando una mayor precisión en el proceso de moldeo de plásticos y creando nuevos estándares de perfección.

El moldeo rotacional robótico es una tecnología de vanguardia que ofrece tolerancias más estrictas, que se pueden mantener con un control de material y calor distribuido con precisión. Esta tecnología ofrece repetibilidad constante entre piezas, relaciones optimizadas entre resistencia y peso y una flexibilidad de diseño insuperable, que incluye la capacidad de aplicar capas de diferentes compuestos y recubrimientos en piezas terminadas (imagen 1).

La tecnología rotacional robótica que hemos desarrollado en Gemstar Manufacturing, un proceso completamente automatizado, es ideal para cumplir con geometrías de productos únicas, lograr tolerancias estrictas y utilizar resinas de alta ingeniería con requisitos únicos. También es útil para producir componentes especiales más livianos, cumplir con las propiedades mecánicas reforzadas y utilizar materiales difíciles de usar con los métodos de moldeo tradicionales.

Cualquier panadero experto sabe que los ingredientes que utilice afectarán el resultado del producto final. Este es también el caso del moldeado de plásticos. Sin embargo, con la introducción de la tecnología de moldeo rotacional robótico, los fabricantes tienen más opciones que considerar. La precisión milimétrica de la tecnología de moldeo rotacional robótico permite a los fabricantes combinar diferentes materiales para producir productos de mayor calidad.

Hay muchos tipos de resinas, incluidos polietileno, nailon y polipropileno, y dentro de ellas, hay muchas subcategorías, como polietileno lineal de baja densidad, alta densidad e incluso polietileno reticulado.

Es fácil caer en la trampa de pensar: "Tenemos una resina en stock, así que podemos usar esa". Cada tipo y grado de resina tiene sus fortalezas y debilidades, que pueden afectar el producto final.

Si bien diferentes tipos de ingredientes pueden funcionar bien con los métodos de moldeo tradicionales, existen algunos materiales y combinaciones de materiales que funcionan extremadamente bien con la tecnología de moldeo rotacional robótico. Con esta tecnología, los fabricantes pueden obtener un producto más perfecto, desperdiciando menos material y aumentando la consistencia.

Por ejemplo, el moldeo rotacional robótico optimiza muchos de los materiales innovadores del mercado, incluidos el copolímero de acetal termoplástico y el elastómero de poliéster termoplástico. En la imagen 2, el tanque del lado derecho está hecho de nailon mediante moldeo rotacional convencional; El tanque de la izquierda está hecho de un copolímero de acetal termoplástico, optimizado mediante moldeo rotacional robótico.

Los maestros panaderos se preocupan profundamente por la temperatura. Eso es parte del arte de hornear.

Con los métodos tradicionales de moldeo, controlar la temperatura en el proceso de fabricación también es un arte. Pero con el moldeo rotacional robótico, ahora es una ciencia exacta que está completamente automatizada.

La temperatura puede afectar y afectará la formación de una pieza formada de alta calidad con todas las resinas posibles, y ese efecto puede ocurrir durante toda la ventana de procesamiento, desde el calentamiento hasta el enfriamiento. Los problemas que pueden surgir debido a ajustes de temperatura inadecuados incluyen burbujas, espesor de pared desigual, decoloración, baja resistencia al impacto, rigidez, deformación, contracción, deformación y desmolde.

La tecnología de moldeo rotacional robótico elimina esos problemas aplicando un control de temperatura preciso a la combinación correcta de ingredientes. El molde (o herramienta) se calienta directamente con cables calefactores diseñados en función de la pieza que se crea. Estos cables calefactores están integrados en el molde y lo recorren, creando múltiples zonas de calentamiento. Cada zona se puede controlar de forma independiente para tener diferentes niveles de calor, determinando cuánta resina se funde en esa parte específica del molde. Dado que el calor se controla electrónicamente a través de un termostato, podemos calentar a temperaturas muy específicas y conseguir resultados óptimos.

La combinación de material de alta calidad y calentamiento de precisión permite una mejor formación de geometrías únicas, incluidos espesores de pared variables (imagen 3) y roscado mejorado (imagen 4).

Entonces, ¿cómo lidias con la temperatura? En primer lugar, los fabricantes de resina deberían poder ofrecerle una “receta” sugerida o brindarle orientación sobre cómo calentar y luego enfriar la resina mientras se forma la pieza. Con el moldeo rotacional convencional, puede monitorear todo el ciclo con un registrador de datos, observando la temperatura durante todo el proceso de calentamiento y enfriamiento y ajustándola en consecuencia. El hecho de que su máquina rotativa diga que está a una temperatura establecida no significa que sea correcta. Siempre debe verificar con el registrador de datos. Si no es preciso con la temperatura, no podrá moldear una pieza terminada con la más alta calidad.

Durante los cambios de clima y las diferentes estaciones, mantener la temperatura durante todo el proceso de calefacción y refrigeración puede resultar especialmente difícil debido a las fluctuaciones en la temperatura ambiente. Para crear más estabilidad, la tecnología de rotación robótica rastrea y ajusta constantemente la temperatura durante el moldeo para mantener la receta programada durante todo el proceso. Lo logra manteniendo muchas zonas de calentamiento en toda la herramienta. Algunas resinas especializadas pueden tener ventanas de procesamiento muy estrechas y, si las temperaturas no se mantienen con precisión, no obtendrá piezas terminadas de alta calidad.

Si bien existen muchas técnicas eficientes y probadas para fabricar piezas y productos de plástico, ahora existe otra opción de fabricación que los ingenieros de plásticos deberían considerar para lograr un producto más perfecto. La tecnología de moldeo rotacional robótico aumenta la eficiencia, reduce las tasas de desperdicio, mejora la calidad y reduce los tiempos de ciclo hasta en un 35 %, al tiempo que ofrece a los diseñadores una nueva solución para enfrentar los desafíos de fabricación del mañana.

Sobre el Autor

Kevin Lumberg es el director de canales de Gemstar Custom Part Solutions, la división de piezas moldeadas personalizadas de Gemstar Manufacturing con sede en Cannon Falls, Minnesota. La empresa ha desarrollado la tecnología de moldeo rotacional robótico Robomold.

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