El proceso de coloración puede incluso realizarse "en el último momento", justo antes del moldeado por inyección de la pieza en cuestión. Con el sistema de dosificación colorDoS de HNP Mikrosysteme también es posible cambiar entre colores en tiempo récord. El accionamiento de FAULHABER desempeña un papel fundamental en el suministro preciso de microlitros del colorante líquido.
¿Cuántas piezas plásticas moldeadas por inyección he visto o manipulado físicamente hoy? Cualquiera que se haya hecho esta pregunta al final del día e intentado contar el número exacto de piezas habrá terminado yéndose a la cama muy tarde. El plástico está por todas partes en nuestro mundo, y el moldeado por inyección es el método de producción universal rentable para darle prácticamente cualquier forma. La materia prima, el granulado plástico, se calienta hasta que es fluido y luego se inyecta en un molde. Por último, hay que quitar las rebabas y cuellos de llenado y ya está listo.
Incluso si decide no contar el número exacto de piezas de plástico y tener en cuenta solo lo que nos ha llamado la atención, la gama de colores que hemos visto durante el día seguro que será enorme. El mundo del plástico es tan colorido como el mundo de las flores y las mariposas.
Hay distintas formas de impregnar la materia prima neutral con esta diversidad óptica. Si hay que fabricar piezas del mismo color en grandes cantidades, a menudo es mejor dejar la coloración de la materia prima a los proveedores de plásticos de la industria química. Así, el granulado ya tiene el color del producto final. En muchos sectores y líneas de productos la cantidad es menos importante que la respuesta flexible y rápida a los deseos del cliente, también en lo que respecta a la coloración.
• La dosificación es la clave
En este caso, el método elegido es añadir el colorante líquido al flujo de granulado directamente en la alimentación del tornillo sinfín, lo que se denomina dosificación de la máquina de moldeado por inyección. En el cilindro, el granulado se calienta a la vez que se mezcla bien y se transporta hasta el molde mediante un tornillo sinfín. El responsable de garantizar que el colorante se distribuya uniformemente por el granulado es un sistema de dosificación. El tornillo de la máquina de inyección por moldeo junto con la presión del émbolo asegura que el colorante se mezcle totalmente. La dosificación con precisión es fundamental para la calidad del color. En este punto las cantidades dosificadas pueden ser extremadamente pequeñas.
"Desarrollamos nuestro sistema compacto de dosificación colorDoS en especial para procesos donde el color tiene que cambiar con rapidez", explica Olaf Lang, departamento de ventas técnicas en HNP Mikrosysteme en Schwerin, Alemania. "Se pueden dosificar entre 0,02 y 100 gramos de colorante por inyección".
La sofisticada tecnología de HNPM garantiza no solo una elevada precisión de dosificación de los distintos colores, sino que también evita el llamado traspaso de color. Gracias al diseño especial de la tobera de dosificación y los acoplamientos de manguera es posible cambiar entre distintos colores de manera rápida, sencilla y sin necesidad de dedicar tiempo a la limpieza.
La responsable de la dosificación fina es una microbomba anular de engranajes. Esta es una bomba gerotor miniaturizada con un rotor externo y uno interno. El rotor interno tiene un diente menos que el engranaje anular externo. Las cámaras que se crean con esta configuración tienen un volumen fijo de desplazamiento. Los solventes se dosifican por volumen y la cantidad de colorante se puede ajustar cambiando la velocidad manteniendo el mismo tiempo de dosificación.
• La velocidad determina el color
"La cantidad de colorante depende de la velocidad y el tiempo de dosificación", explica Olaf Lang. "Cuanto más rápido giren los rotores, más colorante se inyectará en el mismo periodo de tiempo, con lo cual la velocidad de la bomba se adapta al tiempo de dosificación de la máquina de moldeado por inyección. El tiempo del ciclo incluye también el enfriado y expulsión de la pieza de trabajo, y luego la bomba se detiene brevemente. La dosificación del colorante es, por ello, un proceso extremadamente dinámico".
La repetibilidad es un factor sumamente importante. Para garantizar que el producto tenga siempre el mismo color, la cantidad de colorante por inyección debe ser siempre la misma.
En el colorDoS se utiliza una bomba modular mzr-7245. La cantidad mínima de dosificación es de 20 microlitros por inyección, que es menos que una gota, pero la geometría especial de la tobera de la boquilla dosificadora asegura que esta mínima cantidad se inyecte con una precisión y repetibilidad elevadas. "Aquí es donde la calidad del accionamiento de la bomba desempeña un papel fundamental. Aparte del motor, los sensores analógicos Hall son también de especial importancia", subraya Lutz Nowotka, especialista en accionamientos en HNPM. "Hemos utilizado micromotores de Schönaich durante muchos años. Para colorDoS nos decidimos por un servomotor CC sin escobillas de la serie BX4 de FAULHABER".
• Posicionamiento preciso mediante sensores Hall
Además del elevado par de 96 mNm, entre los puntos fuertes del motor con la denominación 3268...BX4 CS están también una necesidad de poco de poco espacio de instalación, una vida útil extremadamente larga y el control integrado y de alta precisión del movimiento. "Los sensores analógicos Hall facilitan el posicionamiento preciso del accionamiento y, por ende, también de los rotores a 3000 posiciones por revolución. El resultado es que nuestra bomba dosifica con una elevada precisión incluso en la gama de los microlitros", explica Nowotka. "Aquí, un buen control de velocidad y un elevado par incluso a velocidades extremadamente bajas son unos aspectos de una importancia decisiva. El más pequeño de los impulsos de movimiento debe realizarse sin impactos ni tirones".
Mediante la interfaz serie, el controlador recibe la información detallada sobre la operación del accionamiento. La corriente en reposo, la velocidad, la posición, la desviación y la temperatura se capturan con la máxima precisión, y los datos están disponibles para un análisis a fondo del estado del dispositivo. Las necesidades de mantenimiento se pueden detectar con antelación en cuanto aparecen en el horizonte, mucho antes de que se produzca una avería. Así se garantiza una dosificación uniforme del colorante en cada inyección y un funcionamiento fiable.
El usuario se beneficia, además, de otras ventajas del sistema colorDoS. Su control en pantalla se comunica directamente con la máquina de moldeo por inyección e indica, por ejemplo, el tiempo que queda hasta el próximo cambio de contenedor. El sistema de gestión de código de colores se puede utilizar para guardar fórmulas periódicas de colorante. Un gestor de alarmas avisa del nivel bajo de colorante y detiene el proceso de moldeado por inyección en el caso de que se produzca una avería. No obstante, según HNPM el componente principal de colorDoS, y de otros sistemas de dosificación, es la microbomba anular de engranajes diseñada por ellos y accionada por un motor FAULHABER.
