Guía de TM Robotics para el moldeo por inyección sostenible

Aquí, Dervish Ibrahim, director de ventas internacionales de TM Robotics, explica por qué cree que los vehículos totalmente eléctricosmoldeo por inyecciónLas máquinas son el camino a seguir para reducir el impacto ambiental del proceso y, al mismo tiempo, ayudar a los fabricantes a lograr un menor costo por pieza.

Los hallazgos del Journal of Clean Production son una llamada de atención para los fabricantes, particularmente a medida que la demanda de procesos de moldeo por inyección continúa creciendo. Por ejemplo, se espera que el mercado de plásticos para dispositivos médicos moldeados por inyección experimente un crecimiento espectacular entre 2023 y 2030.

El moldeo por inyección se utiliza para fabricar una gran variedad de piezas y tiene varias ventajas. Incluyen la capacidad de moldear una amplia variedad de plásticos, buena repetibilidad, una producción alta y constante con pocos desperdicios y un bajo costo por pieza; esto último es siempre una prioridad.

Mantener un bajo costo por pieza durante todo el proceso de fabricación es vital para reducir costos y ofrecer un mayor valor del producto, tanto desde la perspectiva del fabricante como del cliente. Si bien el moldeo por inyección puede respaldar esto, los fabricantes también están preocupados por los costos energéticos del moldeo por inyección y cómo esto afecta la sostenibilidad y el resultado final.

Se afirma que más del 90 por ciento de los costes del moldeo por inyección pueden atribuirse al uso de energía. Esto se aplica principalmente a la electricidad utilizada para alimentar y operar la máquina de moldeo por inyección. Como resultado, ha habido cierto debate en la industria sobre las ventajas de costo y sostenibilidad del moldeo por inyección hidráulica frente a las máquinas totalmente eléctricas.

Las máquinas de moldeo por inyección accionadas por un motor hidráulico pueden producir niveles de energía más altos y presiones de inyección más altas, y el costo inicial de la máquina es menor. Pero las máquinas hidráulicas también tienen desventajas. Entre ellos se encuentra el alto consumo de energía eléctrica de la máquina, debido a que su potencia hidráulica está conectada a una unidad de energía eléctrica que trabaja a máxima capacidad durante cada fase del proceso de moldeo.

Costo de por vida

Aunque las máquinas de moldeo por inyección hidráulica son menos costosas inicialmente, es importante considerar el costo de vida útil al comprar máquinas nuevas. Así lo demostró Lotan, cliente de TM Robotics, un fabricante de contenedores de plástico con sede en Leicestershire, Reino Unido. Todas las máquinas de moldeo por inyección en las instalaciones de producción de Lotan son eléctricas, en lugar de hidráulicas.

La empresa confía en las máquinas de moldeo por inyección (IMM) totalmente eléctricas de Shibaura Machine suministradas por TM Robotics. La máquina es fabricada internamente por Shibaura Machine, anteriormente conocida como Toshiba Machine. Los beneficios de rendimiento de la IMM incluyen un rango de fuerza de sujeción de 50 a 2500 toneladas, que se puede calibrar mediante un control digital de transferencia directa de tornillo (DST) para mayor flexibilidad de producción.

Aunque las máquinas totalmente eléctricas son inicialmente más caras y tienen presiones de inyección más bajas, se ha demostrado que superan a las versiones hidráulicas en muchos otros aspectos. Las ventajas incluyen tasas y velocidades de inyección más altas porque el mecanizado totalmente eléctrico se basa en la sujeción por palanca en lugar de la sujeción por presión directa, lo que es mejor para el moldeo por inyección de alta velocidad.

Otras ventajas incluyen tiempos de ciclo de secado mejorados y la estabilidad general del propio molde. Gracias a estos beneficios, Lotan ha pedido varias IMM Shibaura Machine más a TM Robotics, específicamente su nueva gama SXIII de máquinas de moldeo por inyección. El SXIII es un modelo de rendimiento mejorado que proporciona velocidades de inyección significativamente más rápidas que los equipos de moldeo tradicionales. Como resultado, la máquina ofrece un tiempo de ciclo un 35 por ciento más rápido que las IMM servo hidráulicas convencionales. Lotan también logró un menor costo por molde.

La línea de fondo

Además de las ventajas de rendimiento, las máquinas de moldeo por inyección también deben ser fáciles de usar. Esto garantiza que el equipo de Lotan pueda mantenerse encaminado para cumplir con sus indicadores clave de rendimiento (KPI) controlando el equipo y manteniéndolo funcionando de manera sostenible. Es por eso que la gama SXIII de máquinas de moldeo por inyección está equipada con el controlador fácil de usar de Shibaura Machine que se conecta al controlador lógico programable (PLC) de Lotan para operaciones simples y repetibles.

Las máquinas de moldeo totalmente eléctricas también tienen ventaja en lo que respecta al mantenimiento. Con la controlabilidad del PLC, las operaciones de moldeo por inyección se pueden vincular a los sistemas de Internet de las cosas (IoT) de las instalaciones de producción. Los datos sobre el rendimiento del IMM se pueden recopilar a través de sensores y transmitirse a la planificación de recursos empresariales (ERP) o a los sistemas de ejecución de fabricación (MES) de la planta para respaldar el mantenimiento preventivo, la trazabilidad y la gestión de calidad.

Pero, ¿qué pasa con la eficiencia energética de las máquinas con versión totalmente eléctrica y propulsión hidráulica? Al utilizar las IMM totalmente eléctricas de Shibaura Machine, Lotan ha experimentado costos de funcionamiento entre un 20 y un 40 por ciento más bajos en comparación con las máquinas hidráulicas más antiguas. Las máquinas de moldeo por inyección hidráulicas tradicionales también son menos eficientes porque consumen energía incluso cuando están inactivas, mientras que las máquinas de inyección totalmente eléctricas solo usan energía mientras están en acción.

De hecho, se ha descubierto que las IMM totalmente eléctricas de Shibaura Machine generan un ahorro de energía del 60 por ciento en comparación con las IMM servo hidráulicas europeas. Otras pruebas de rendimiento realizadas por Shibaura Machine midieron su IMM EC650SX-61B, con una fuerza de sujeción de 650 toneladas, frente a una servomáquina hidráulica. Logró una reducción de energía del 51 por ciento.

En otro caso, se probó otro modelo EC-SX, el EC1800SX-155B de 1.800 toneladas, frente a una IMM totalmente eléctrica de la competencia. Aunque ambas máquinas tenían el mismo consumo de energía, Shibaura Machine IMM entregó un tiempo de ciclo más rápido, lo que dio como resultado un ahorro general de eficiencia energética del 30 por ciento.

El moldeo por inyección podría ser actualmente responsable de hasta el 90 por ciento del PCA del proceso. Sin embargo, el rendimiento de las IMM totalmente eléctricas como las SXIII y EC-SX de Shibaura Machine muestran que esta tendencia se puede revertir, con efectos positivos en la sostenibilidad y también en los resultados de los fabricantes.