Gran eficiencia económica gracias a la elección de la tecnología de vacío perfecta

Elegir la tecnología de vacío adecuada puede suponer un ahorro económico significativo en varios aspectos del procesado de plásticos. Röchling Automotive Germany SE & Co. KG ha llevado a cabo un análisis crítico del suministro de vacío del que disponen en su planta de Wolfsburgo para sujetar las piezas en sus sistemas de plastificación y ha colaborado con Dr.-Ing. K. Busch GmbH para desarrollar una solución que conseguirá un ahorro equivalente a más de diez veces el coste de la inversión.
Fig. 1: Sistema de plastificación con cuatro soportes de moldes para la producción de piezas de paneles interiores para la industria automovilística. Las piezas moldeadas, hechas de fibras de polipropileno natural, se fijan mediante la succión de la parte superior y las cubiertas de tela se colocan en la parte inferior y se recubren con una capa de espuma y adhesivo
Fig. 1: Sistema de plastificación con cuatro soportes de moldes para la producción de piezas de paneles interiores para la industria automovilística. Las piezas moldeadas, hechas de fibras de polipropileno natural, se fijan mediante la succión de la parte superior y las cubiertas de tela se colocan en la parte inferior y se recubren con una capa de espuma y adhesivo

El vacío se utiliza en diversas aplicaciones del tratamiento y procesado de plásticos, por lo que siempre es efectivo que una empresa examine de manera exhaustiva sus procesos y la tecnología de vacío que utiliza. En la mayoría de los casos, ambos tienen margen de optimización en lo que a eficiencia económica y fiabilidad se refiere. Karsten Pavenstädt, responsable de reparaciones y mantenimiento de la planta de Wolfsburgo, buscaba optimizar el suministro de vacío actual de dos sistemas de plastificación y consiguió una gran reducción de los costes con una solución muy sencilla.

La planta de Röchling fabrica paneles interiores de puertas de coche y cuenta con dos sistemas de plastificación que aplican una superficie decorativa a las piezas de soporte. Durante el proceso, las piezas de soporte prefabricadas se colocan desde abajo en los soportes de los sistemas de plastificación y se sujetan mediante vacío (Fig. 1). La cubierta, ya sea de tela o de cuero sintético, se coloca en los contramoldes. En esta fase del proceso, los moldes decorativos ya tienen una capa de espuma y adhesivo. Las piezas se calientan en los sistemas de plastificación y luego se comprimen durante unos segundos para que las piezas moldeadas y la cubierta se unan con el adhesivo. Todas las piezas cubiertas de tela o cuero tienen el mismo proceso de fabricación en ambos sistemas de plastificación antes de colocarse en los paneles de las puertas.

Anteriormente, se utilizaban eyectores para generar el vacío necesario, pero este método tenía dos inconvenientes importantes:

  1. Muchas veces no se podía producir un vacío lo suficientemente potente como para fijar las piezas de manera segura. Las piezas moldeadas hechas de fibra natural tienen diversos grados de permeabilidad al aire y estabilidad dimensional. Por este motivo, la succión dentro del soporte del molde no era correcta, ya que el vacío no era lo suficientemente potente y, por lo tanto, no quedaban niveladas. Como resultado, el aire que se escapaba de los eyectores también se succionaba y se sobrecargaban los eyectores. En la práctica, esto hacía que las piezas moldeadas y ligeramente deformadas no se pudieran colocar y, por lo tanto, no se pudieran plastificar, por lo que había que desecharlas
  2. Cada eyector necesitaba una cantidad excesiva de aire comprimido como fuente de energía, por lo que era necesario utilizar un compresor de reserva y, además, el suministro de aire comprimido se estropeaba una y otra vez. El consumo diario de aire comprimido durante dos turnos era de 1280 metros cúbicos de media. Con un uso de 230 días al año y un coste de 16 euros por 1000 metros cúbicos de aire comprimido, los costes de funcionamiento de los eyectores llegaban a los 4700 euros al año.
     

Antes de adquirir otro compresor, Karsten Pavenstädt se puso en contacto con Dr.-Ing. K. Busch GmbH y solicitó una consulta con uno de los especialistas en vacío de la empresa. Ambos examinaron todos los parámetros existentes y pensaron en una solución adecuada. Busch recomendó el uso de una bomba de vacío de rotores de uña Mink MV con variador de frecuencia para suministrar el vacío necesario a ambos sistemas de plastificación. En un principio, Pavenstädt se mostró escéptico sobre si este tipo de bomba de vacío, con un motor de 2,1 kilovatios, iba a ser capaz de sustituir un total de ocho eyectores en cada sistema de plastificación.


Fig. 2: Simplex VO 0080: Sistema de vacío con una bomba de vacío de rotores de uña Mink MV con variador de frecuencia y acumulador de vacío.

Finalmente, se instaló un sistema de vacío Simplex VO (Fig. 2). Este sistema consiste principalmente en una bomba de vacío de rotores de uña Mink MV montada en un acumulador de vacío. Gracias al motor de velocidad variable de esta bomba y al presostato del acumulador de vacío, la Mink MV es completamente autosuficiente y mantiene un nivel de vacío constante dentro del acumulador. La bomba de vacío se coloca directamente entre ambos sistemas de plastificación y se conecta mediante mangueras a los cuatro soportes de moldes de cada máquina. Justo enfrente de los soportes de moldes se han colocado válvulas en las conexiones de las mangueras para que se abran en cuanto se coloca una pieza moldeada en el soporte. La velocidad de bombeo de la bomba de vacío de rotores de uña Mink MV es tan alta que la pieza moldeada se sujeta perfectamente mediante succión en el soporte y se mantiene en su sitio. El acumulador de vacío intermedio garantiza el nivel de vacío necesario de forma inmediata para acelerar el proceso considerablemente. Cuando las piezas se han prensado y unido, las válvulas se vuelven a cerrar y las piezas plastificadas se pueden retirar de forma manual. 

El ahorro energético estimado entre los eyectores que funcionan con aire comprimido y la bomba de vacío de rotores de uña Mink es aún mayor en la práctica. Esto se debe a que necesitan menos velocidad de bombeo gracias a la fijación rápida y segura de las piezas, así como a la colocación perfecta en el soporte del molde. El control a demanda integrado en el sistema reduce la potencia inmediatamente, por lo que, de media, utiliza solamente el 20 por ciento de la potencia total. Esto se traduce en un gasto de energía anual de 200 euros, que equivale a un ahorro energético de 4500 euros anuales en comparación con los eyectores que se utilizaban antes. 

Los gastos se han reducido prácticamente a cero, ya que todas las piezas se pueden reparar de forma segura dentro de las instalaciones y el rendimiento de vacío de ambas máquinas de plastificación siempre tiene el nivel de vacío preciso que necesitan, incluso cuando las piezas que hay que asegurar están deformadas o son muy permeables al aire. 

El vacío constante, que siempre está presente, también contribuye a este significativo ahorro. Ahora los empleados pueden colocar las piezas que se deben plastificar en la máquina de dos en dos, y todas las piezas se sujetan inmediatamente para aumentar la cantidad de unidades producidas.

Karsten Pavenstädt, responsable de reparaciones y mantenimiento, está más que satisfecho con la solución que ha implementado junto con Dr.-Ing. K. Busch GmbH. Además del ahorro económico, ahora cuenta con un suministro de vacío seguro que prácticamente no requiere mantenimiento y que funciona sin fluidos de trabajo. También se ha eliminado el ruido que los eyectores emitían directamente en los sistemas de plastificación. Dado que la tecnología de vacío de rotores de uña Mink es bastante más silenciosa que los eyectores, se ha reducido de manera significativa el ruido no deseado que se produce en las estaciones de trabajo. Además, no es necesario invertir en otro compresor, ya que ahora el suministro de aire comprimido de la planta es suficiente.


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