En nuestro sector industrial, el cliente requiere la producción de piezas plásticas inyectadas en ciertas cantidades y con unos requerimientos de calidad elevados.
Cada pieza concreta requiere el diseño, desarrollo y puesta en funcionamiento de un útil específico (el molde) para producirla en una máquina inyectora.
Desde sus inicios en el siglo pasado, hemos controlado el proceso desde la máquina; y el molde ha representado una “caja negra” a la que alimentamos desde la inyectora siguiendo una serie de pautas de presiones, temperaturas, tiempos, etc. ajustados en función de la inspección y medición del resultado (las piezas inyectadas).
El desarrollo tecnológico de las inyectoras desde sus inicios hasta hoy es significativo. Si comparamos una inyectora de los años 70 con una actual, podemos hacernos una idea del progreso y la innovación aplicada. En los inicios (tras las etapas tempranas de máquinas accionadas a mano), las inyectoras actuaban sus movimientos mediante hidráulica discreta, finales de carrera con levas de accionamiento ajustables y lógica de relés y temporizadores para sincronizar y secuenciar los movimientos de cierre del molde, inyección del plástico a alta presión hasta el punto de conmutación, sostenimiento de la segunda presión, carga de material para la siguiente inyectada, apertura de molde, expulsión de la pieza y vuelta a empezar. Las inyectoras actuales realizan la misma secuencia, pero con servomecanismos hidráulicos o completamente eléctricos que permiten una regulación continua de presiones y velocidades, reemplazando los finales de carrera y sus levas por sensores lineales de posición, incorporando válvulas hidráulicas proporcionales de caudal y presión y sensores de presión, temperatura del aceite y fuerza aplicada distribuidos en la máquina para dotarla de adaptabilidad y mejorar la eficiencia y el control sobre el proceso.
Y, en este mismo tiempo ¿Qué ha pasado con los moldes?
En general, la amplia mayoría de los moldes que utilizamos siguen siendo una caja negra en la que, lo que suponemos que sucede dentro tan sólo lo hemos visualizado antes de construirlos en simulaciones por ordenador. Y seguimos ajustando parámetros en la inyectora (con mucha más precisión y grado de ajuste que antes) en función de lo que sale de nuestro molde, las piezas producidas.
La verdad es que tenemos a nuestro alcance variedad de sensores para obtener información de lo que está sucediendo dentro de nuestro molde en cada inyectada individual, desde sensores de presión y temperatura en la misma cavidad, pasando por sensores de caudales y temperaturas en los circuitos de refrigeración hasta sensores acústicos (vulgarmente micrófonos) que “oyen” durante cada etapa (cierre, inyección, apertura, movimientos de noyos previos o posteriores a la apertura, expulsión, y retracción de la expulsión) para permitirnos analizar qué es lo que está sucediendo ahí dentro.
Esta tecnología de la industria 4.0 está a nuestra disposición, pero su uso está muy limitado. ¿Por qué será?
Tal vez, no hemos sido capaces de transmitir a los clientes las ventajas de la aplicación de estas tecnologías en cuanto a reducción de la tasa de piezas defectuosas, detección de anomalías de proceso, detección temprana de averías (gripajes, por ejemplo) y separación automática de las piezas del ciclo anómalo para su posterior análisis (sospechosas de ser piezas defectuosas).
Claro está que la incorporación de estos sensores tiene un coste significativo, lo que incrementa la inversión inicial de nuestro cliente. Pero la contraparte es el incremento de la eficiencia y eficacia en la producción. Cada vez más sectores industriales se unen a el reclamo de “cero piezas defectuosas”. Si tan sólo nos centramos en la aplicación de sistemas de inspección y detección de piezas defectuosas una vez producidas, no estamos evitando producirlas, sino que estamos evitando que lleguen a nuestro cliente.
Hace unos días preparábamos una presentación sobre este tema y se nos ocurrió comparar las prestaciones de un motor de coche de los años 70 con uno actual. Para esto buscamos información acerca de dos modelos de un mismo fabricante, un Peugeot 504 de 1970 y un Peugeot 508 de 2018. Así como en el caso de los moldes, ambos motores, mecánicamente son muy similares: pistones cigüeñal, bielas, válvulas, árboles de levas, ciclo de 4 tiempos y gasolina. La gran diferencia: el motor de 1970 se controlaba mediante un dispositivo hidromecánico (el carburador) y otro dispositivo electromecánico (el distribuidor o “delco”) y el motor actual está repleto de sensores (caudal, temperatura y presión en la admisión; temperatura del refrigerante y de los gases de escape, posición del cigüeñal y del árbol de levas, acústicos para detectar eventos de combustión anómalos, de medición del oxígeno residual en los gases de escape, entre otros) alimentando toda esta información a una centralita electrónica que la procesa y actúa sobre los inyectores y la generación de chispa en las bujías. El resultado: la potencia se ha más que duplicado, de los 47 CV/L hasta los 113 CV/L, mientras el consumo de combustible se ha reducido más del 50%, de los 11,9 L/100Km hasta los 5,4 L/100K.
¿Qué pasa si comparamos las prestaciones de un molde de 1970 con las de un molde actual?
Pues, más allá de las mejoras metalúrgicas y de diseño mecánico y de refrigeraciones potenciados por la simulación previa aplicada, que son mucho menores de lo que nos gustaría.
¿Es necesario y ventajoso aplicar sensores a todos los moldes? Hay una indiscutible mejora en la sostenibilidad debida a la reducción del porcentaje de piezas defectuosas y la optimización de recursos.
No en todos los casos, el incremento de la inversión inicial se justifica directamente en términos económicos con la mejora de la calidad y reducción de defectuosidad. Es especialmente difícil cuantificar los sobrecostes causados por piezas defectuosas en los procesos de montajes posteriores a la inyección (como tener que descartar un conjunto completo de alto coste por una pieza defectuosa que representa una fracción ínfima del coste total)
Descubre más acerca de las ventajas e inconvenientes concretos para tu proyecto en particular contactando con nuestro departamento comercial para una evaluación técnica preliminar, seguida de un estudio profundo de nuestros ingenieros si las ventajas nos decantan por la incorporación de sensores en tus moldes.
