Nuevas alternativas para competir en termoformado

La industria plástica está abocada hoy en día a exigencias comerciales creadas por la globalización de la economía, y en particular, por la conquista de los mercados por parte de fabricantes que tienen bajos costos laborales de producción. Una manera de defender los mercados propios consiste en reconocer las fortalezas competitivas y construir sobre ellas un derrotero tecnológico que las ayude a afianzarse. Para la industria de la termoformación, esto significa concentrar las estrategias de producción en procesos de la más alta tecnología.

Los productos fabricados con varios materiales ocupan uno de los lugares sobresalientes de la nueva tendencia en tecnologías de punta. Otra tendencia que se ha consolidado en los últimos años es el empleo de polipropileno para fabricar diversos productos, que van desde empaques hasta partes para automóviles.

Por ser un material semicristalino, el polipropileno tiene una ventana de temperatura más angosta que la que ofrecen materiales amorfos como el poliestireno y el PVC. Su transformación, además, se realiza a una temperatura que está cercana a la temperatura de fundición cristalina, aún en estado sólido.

Debido a ello, es necesario aplicar una mayor fuerza para darle la forma deseada al polímero. Los equipos de termoformación para materiales de este tipo deben estar equipados con hornos en donde el control de temperatura es riguroso, tanto en el sentido de la máquina como a través de ella. Además, el aire de formación debe aplicarse con presiones que están en el rango de 5 a 9 atmósferas. La formación es frecuentemente ayudada por la acción mecánica de un preformador, que debe usarse en la mayoría de los casos en los cuales la profundidad de termoformación supera los tres centímetros.

Maquinaria de alta productividad y precisión 
El desarrollo más reciente de Illig es la máquina RDM 78K, presentada a comienzos del 2004, que permite producir 120.000 vasos desechables, o 108.000 vasos de yogurt por hora. La máquina pertenece a la tercera generación de termoformadoras de la empresa, y está recomendada para producciones largas donde se requiere una alta velocidad y calidad óptima del producto. En esta máquina se ha implementado una nueva tecnología de control, en la que una variedad de motores servo son regulados de manera óptima a través de un eje virtual. De esta forma, cada movimiento puede ser optimizado precisa e independientemente.

Todos los parámetros del proceso pueden ser establecidos y documentados, incluyendo la presión y el vacío de formación. Una nueva tecnología de enfriamiento permite trabajar con agua entre 16 y 18°C en la entrada, y se puede controlar la velocidad del flujo; esto hace posible trabajar con una temperatura constante en todos los modos de operación del molde, que de hecho es prácticamente igual a la temperatura de producción.

Por otro lado, Illig está presentando su nueva tecnología para la reducción del aire de formado, que reduce el consumo de energía en el compresor y el tiempo de llenado de la cavidad. El mecanismo está relacionado con el funcionamiento del preformador en el molde, que actúa como una unidad de sellado para el flujo de aire que se ahorra en cada ciclo. Un sistema de válvulas complementa este mecanismo.

La calidad del formado puede mejorarse gracias al uso de pisadores enfriados con un circuito independiente de agua. El accionamiento de los pisadores está controlado de manera exacta y uniforme a través del uso de aire comprimido. Otro mejoramiento de la tecnología Illig consiste en la eliminación del exceso de material que normalmente se daba alrededor de la pestaña de los productos formados. Este abultamiento, que afectaba el apilamiento de los envases, ahora se distribuye a lo largo de las paredes de los mismos, reforzándolas.

Gabler Thermoform GmbH se independizó de Gabler Maschinenbau GmbH el año pasado. Entre las innovaciones que presenta con su renovada estructura está la máquina Varius SR L. Esta máquina permite usar moldes con flejes de corte, con una capacidad calculada en 3,6 metros de longitud para la mayoría de los plásticos. El corte se realiza en la estación de formación, empleando una fuerza de 850 kN, y es posible usarse moldes de otras marcas, además de los suministrados por la compañía.

Otro desarrollo reciente es la máquina Gabler M92, que cuenta con motores de accionamiento optimizado y opera a mayor velocidad. La máquina tiene una mesa de rotación con corte en el molde y puede hacer envases de alta calidad en PP, HIPS y PET. La profundidad de termoformación es 170 mm. La nueva tecnología ofrece también la posibilidad de ahorrar en el consumo de aire de formación, y tiene un horno de calentamiento de 2,7 metros de largo. Se ha estimado que esta máquina tiene una capacidad de producción de 60.000 unidades/hora en vasos de polipropileno.

Frimo ofrece equipos de termoformación actuados por vacío que permiten la laminación con foil de materiales como el polipropileno y otras poliolefinas, ASA y PVC. Los modelos estándar de esta línea, el FTL 76/120 y el FTL 76/190 tienen la estación de troquelado separada de la de formación, para incrementar la flexibilidad. El molde se asegura con mecanismos automáticos, simplificando el cambio. La potencia de vacío está reforzada por una campana de pre-succión, y el uso de foil en las operaciones de laminación se hace con un mínimo de desperdicio, debido al empleo de una cadena que permite hacer empates de aproximadamente 25 mm entre pliegos en la dirección de la alimentación. Las mallas de calentamiento se ajustan manualmente.

En el modelo FTL 76/120 el formato de pliego es de hasta 760 x 1.200 mm. La profundidad de termoformación es de 450 mm. La fuerza de retención en las mesas superior e inferior es de 20 kN, y el aire de operación alcanza hasta 6 bares. En el modelo FTL 76/190 el pliego llega a los 760 x 1900 mm. La profundidad de formación es la misma del modelo anterior, y las fuerzas de sujeción son de 30 kN.

Crece la flexibilidad 
Una tercera opción presentada por la empresa Gabler es la máquina Swing, automática, capaz de producir envases y tapas. Estas últimas pueden ser fabricadas con orificios. Debido a que no es una máquina de gran tamaño, se ajusta a la producción de órdenes cortas y de cambio frecuente. El cambio completo de un molde se puede hacer en 35 minutos aproximadamente, según afirma el fabricante. El área de formado alcanza 450 x 220 mm y la altura de formado es de 125 mm para una cavidad hembra. La fuerza de cierre en el molde con corte es de 115 kN, y en vacío opera a 47 ciclos por minuto. El horno de calentamiento mide 1,5 metros de largo y puede adaptarse con calentadores cerámicos radiantes. Los controles de temperatura están arreglados en filas y columnas. La empresa afirma que la máquina puede moldear PS, PP, PET, OPS, PVC y ABS.

Brown Machine LLC, de Estados Unidos, ofrece la máquina termoformadora R-223E-46, de corte rotatorio, con un área hasta de 7 x 8 pies. El marco pisador modelo AL90, de cuatro vías, es ajustable y puede ponerse en condiciones de producción en apenas 15 minutos. En máquinas de tamaño similar, esta operación puede tomar 45 minutos adicionales, según afirma el fabricante. El horno de calentamiento está compuesto de elementos cerámicos localizados en zonas con control individual de temperatura. Estos, a su vez, están equipados con sensores infrarrojos que apuntan directamente hacia la lámina de plástico, una característica importante cuando se manejan altos calibres.

La arquitectura de control está totalmente abierta y funciona con componentes estándar. Un computador industrial, que soporta ruidos y vibraciones, está equipado con sistemas de diagnóstico y resolución de problemas, y en la interfaz un monitor sensible al tacto se combina con un teclado.

Entre otros beneficios, la máquina permite reducir los desperdicios de los materiales más difíciles de procesar, como los vinílicos. Esto debido al mejor control del calentamiento en las láminas de gran formato, que pueden tener espesores entre 0,08 y 0,50 pulgadas, y profundidades de formación de hasta 4 pies, como lo informa el fabricante.

Kiefel AG presentó dos modelos de termoformadoras: la máquina KMD 85, equipada con una estación de troquelado KES, tiene un área de formación de 825 x 675 cm y una velocidad máxima de 80 ciclos por minuto (sin molde). Los cambios de molde se agilizan porque se cuenta con mesas equipadas con rodillos de transporte. El sistema de control Simoton, de Siemens, asegura un posicionamiento exacto de los movimientos de la máquina, y es fácil de manejar gracias a su pantalla táctil.

También de Kiefel es la troqueladora KTR 5, una máquina para hacer envases, vasos y tapas. La máquina, que es una extensión de los modelos KTR3 y KTR4, tiene un formato más grande y trabaja a mayores velocidades. La velocidad sin molde es de 45 ciclos por minuto y la profundidad de formación alcanza 150 mm.

Grandes ligas
El grupo Meico presenta sus líneas para fabricación de desechables, que alcanzan una capacidad de 200.000 vasos de 200 cc. por hora, y de 35.000 platos de 205 mm por hora. Las líneas son islas de producción en línea completas, que manejan desde la alimentación de materia prima hasta el producto empacado y listo para despacho. La estación de moldeo puede operar con aire comprimido, vacío o con los dos sistemas combinados. La línea Intec 1100 para producción de vasos en poliestireno coextruido (alto impacto y cristal), puede moldear 170.000 vasos de 200 cc. por hora, con un molde de 104 cavidades y un troquel de 26 cavidades. La lámina puede tener entre 0,65 y 1,0 mm de espesor. La línea Intec 1050, que está completamente automatizada, sólo requiere dos personas para su operación; puede contener varias extrusoras para aplicaciones multicolores, e inmediatamente antes del bloqueo del molde se le ha instalado un lector óptico con rayos infrarrojos que detecta la temperatura de la lámina con precisión, evitando errores de operación.

En el sector de electrodomésticos, para la producción de celdas y puertas de refrigeradores, la División Plástica de la empresa italiana QS Group ha desarrollado una colección de máquinas de termoformado mono estación, de medias y grandes dimensiones, destinadas en particular al sector sanitario para la producción de bañeras, duchas, lavabos, paredes y demás. Estas máquinas pueden moldear materiales como ABS, PMMA de colada o extruido, entre otros.

Además de las tradicionales resistencias en cerámica, a la máquina pueden instalársele calefactores de cuarzo y halógenos para satisfacer diferentes necesidades de tratamiento. El control de los calefactores puede ser individual, por grupos o con regulación en circuito cerrado, por medio de calentadores de referencia. Todas las máquinas pueden ser dotadas de un cargador de plancha y descargador de pieza automático o del tipo continuo con cadenas, y la plancha puede ser precalentada desde la estación de carga. Las máquinas están equipadas para hacer el cambio molde/ventana en apenas cinco minutos, según afirma la empresa.

Brown Machine LLC anunció recientemente que ha hecho un completo trabajo de re-ingeniería con su Serie Brown Ovation Rotary. Esta máquina mejorada, orientada a altos volúmenes de producción (si se compara con las series de lanzadera), busca reducir los tiempos de ciclo y mejorar la relación costo/beneficio. Está disponible en tres modelos: el R-46 (con tamaño de molde máximo de 1.220 x 1.830 mm), el R-58 (para moldes de 1.524 x 2.440) y el R-610 (para moldes de 1.830 x 3.050). Todas las máquinas están controladas con un procesador Allen Bradley, cuentan con interfaz de pantalla táctil, y tienen un módem interno que hace posible el diagnóstico y soporte permanente. La posición de las placas puede graduarse para obtener máxima precisión, las zonas de calentamiento se programan individualmente, hay un impulsor rotacional eléctrico de frecuencia variable para mejorar la tolerancia y repetibilidad del proceso, y se ha mejorado la potencia del enfriamiento.

Termoformado multi-material
La empresa Novo Foam Products LLC escogió como socio estratégico a Solvay Engineering Polymers, Inc. para desarrollar un proyecto de alta tecnología en el campo de la termoformación al vacío de láminas dobles. En este proceso, dos láminas de una poliolefina termoplástica se termoforman simultáneamente alrededor de un alma de polipropileno expandido por un proceso de espumado.

Debido a que las caras del producto termoformado están hechas de polipropileno, existe una excelente adhesión entre éstas y el alma del centro del producto. El panel resultante es liviano, rígido y fuerte desde el punto de vista estructural, además de contar con una excelente estabilidad dimensional. Los acabados de las superficies externas se definen en el momento de la extrusión de las láminas, en lo que corresponde al color, textura y granulación.

En el momento, el proceso se está usando para producir estibas, con la marca Air Ride. Su capacidad estática es de 7.000 libras de carga. Debido a que la estiba tiene los bordes sellados y puede ser esterilizada, es ideal para ser usada en condiciones de alta higiene, como ocurre en las industrias farmacéuticas y de alimentos.