Sistemas individuales de dosificación automática de cola

Una unión perfecta formada en segundos

Hace tiempo que la unión adhesiva sustituyó a las técnicas de unión tradicionales, como la soldadura y el atornillado, en multitud de aplicaciones. Hoy en día, cada vez más clientes buscan soluciones automatizadas que se adapten individualmente a las particularidades de su aplicación. En estos casos, el diseño de un concepto de sistema adecuado debe tener en cuenta una serie de factores.

En los últimos años hemos visto cómo aumentaban notablemente las exigencias a la tecnología de dosificación y mezcla.  Especialmente en el contexto de la "Industria 4.0", no es de extrañar que la flexibilidad, la eficiencia y la rentabilidad estén ahora inextricablemente integradas entre los requisitos previos clave para el éxito de la producción. Si a esto se añaden las tendencias de automatización y digitalización en constante avance, empieza a perfilarse el panorama de los nuevos retos que se plantean en el ámbito de la tecnología de dosificación. Los clientes ya no buscan un sistema de dosificación sencillo. Más bien, lo que demandan es una solución completa y automatizada que se integre fácilmente en su proceso de producción actual. Por un lado, sus requisitos varían mucho en función de la industria y la aplicación de que se trate; por ejemplo, las consideraciones de precisión, ahorro de material, tiempo de ciclo, velocidad de manipulación, clase de certificación o normas que deben cumplirse suelen influir mucho en el diseño del sistema. Por otra parte, un concepto verdaderamente inteligente y completo debe abarcar algo más que el mero proceso de dosificación y mezcla. También debe dar cabida a las tareas periféricas asociadas, como el pretratamiento y postratamiento de los componentes, el transporte y la manipulación y, por último, pero no por ello menos importante, la garantía de calidad.

Conseguir tiempos de ciclo cortos con un sistema eficaz

Dos robots recogen alternativamente componentes y los desplazan hacia una llama de gas. Al otro lado, otro robot levanta los componentes acabados de la cinta transportadora y los deposita en un carro de estanterías. Estos robots forman parte de un sistema dispensador automatizado para el pegado de componentes de puertas de horno, construido para el fabricante polaco de electrodomésticos Amica. El diseño del sistema es único en su género y el fabricante de tecnología de dosificación Dopag lo ha diseñado cuidadosamente en función de las necesidades específicas de la aplicación de Amica.

Un paso clave en la fase de diseño de este sistema fue establecer los requisitos del fabricante. El punto de partida fue la especificación del número de piezas que debían producirse en un plazo determinado. Dado que los tiempos de ciclo eran muy cortos, tanto la manipulación de los componentes como los procesos de endurecimiento debían ser mucho más eficientes que en la instalación anterior; hasta ese momento, el fabricante había estado utilizando un sistema con poca automatización, en el que el endurecimiento tenía lugar a temperatura ambiente. Esto resultaba ineficaz en términos de espacio y tiempo necesario para procesar los componentes: Sólo el proceso de curado ocupaba 100 metros cuadrados. Con el nuevo sistema de pegado, Amica contempla ahora una producción mucho más eficiente en muchos aspectos diferentes.

Todos los pasos de la producción -desde el pretratamiento hasta el pegado, el curado y la manipulación- están ahora integrados y dispuestos en unos 52 metros cuadrados. La gran zona de curado se ha eliminado porque los componentes salen del nuevo sistema ya curados y listos para la siguiente fase de producción. La tecnología de transporte está diseñada de forma que los componentes estén disponibles en todo momento y se garantice un flujo de producción continuo. Todos los componentes pueden añadirse manualmente de forma continua, evitando así los tiempos de inactividad. La manipulación de los componentes corre a cargo de dos robots que trabajan en paralelo. A izquierda y derecha de la estantería de almacenamiento de cristales hay mesas deslizantes, de las que los robots toman los perfiles. Éstas sirven para fijar posteriormente los cristales interiores y las bisagras de las puertas. Un sistema de cintas transportadoras lleva los cristales exteriores de la puerta del horno desde la estantería de almacenamiento hasta la estación de pegado. Aquí, un operario coloca los cristales en la posición correcta para el proceso de pegado.

Pretratamiento, aplicación y pegado en un solo paso

Antes de unir los distintos componentes, los perfiles deben pretratarse con Pyrosil. Esto implica la aplicación de una capa de silicato sobre la superficie mediante un sistema de llama de gas. El adhesivo aplicado sobre los perfiles inmediatamente después de este paso se adhiere mejor tras el pretratamiento, creando una unión duradera y segura entre los dos componentes. El proceso completo de pretratamiento de Pyrosil se ha integrado en la nueva unidad de unión, con la ventaja de que los procesos de pretratamiento, aplicación de adhesivo y unión tienen lugar en un único movimiento ininterrumpido, lo que hace que la intervención de un operario no sólo sea innecesaria, sino también imposible. Esto es esencial porque si el operario pudiera acceder al componente antes de aplicar el adhesivo, podría contaminar la superficie, impidiendo una adhesión fiable del material. Como el resultado del tratamiento Pyrosil es invisible a los ojos, evitar la interferencia humana es una forma eficaz de garantizar que la capa de silicato se ha aplicado correctamente y que el adhesivo va a ser reactivo.

Los requisitos de Amica eran más complejos que la garantía de una aplicación precisa, fiable y reproducible de un adhesivo. Por el contrario, su sistema de pegado ideal tenía que cubrir además toda una gama de aplicaciones diferentes. El fabricante de electrodomésticos utiliza distintos tipos de cristales y perfiles, por lo que cuenta con más de diez versiones de productos finales. El sistema de dosificación y mezcla vectomix de Dopag fue seleccionado -entre otras razones- por su capacidad para satisfacer este requisito de flexibilidad. En esta aplicación, se utiliza para dosificar y mezclar un adhesivo de silicona de dos componentes, y para aplicarlo en forma de cordón redondo. Vectomix se ha desarrollado específicamente para el procesamiento de medios multicomponentes. Gracias a su diseño modular, puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones. El material se suministra a través de una tecnología de bomba de pistón con dos unidades de dosificación de pistón individuales interconectadas por un bloque de mezcla. A la salida del bloque se acopla un tubo mezclador de plástico. Como el material debe aplicarse uniformemente en dos lugares distintos, el caudal del tubo mezclador se divide en dos, lo que permite aplicar el adhesivo simultánea y uniformemente en ambos lugares. La proporción de mezcla y la velocidad de descarga pueden controlarse mediante un ordenador de dosificación integrado.

Un tampón de curado ahorra tiempo y espacio

En la instalación anterior de Amica, el curado de los componentes era un proceso extremadamente largo, cuya infraestructura ocupaba una gran superficie. Esto se debe a que se realizaba a temperatura ambiente. Para satisfacer el deseo del fabricante de reducir los tiempos de ciclo y evitar los tiempos de inactividad, los ingenieros de Dopag han integrado en el nuevo concepto de producción un tampón de curado con un sistema Pater-Noster. Como parte de esta instalación de postratamiento, los componentes recién unidos pasan por una cámara de calentamiento, tras lo cual entran en una cámara de enfriamiento. Esto acelera la reacción de curado en el interior del adhesivo, lo que permite al fabricante producir los componentes en el menor tiempo de ciclo posible, ahorrando además una cantidad significativa de espacio de suelo. Gracias al nuevo sistema de encolado, ahora se fabrica un componente y está listo para su procesamiento posterior cada 11,5 segundos. Según Dopag, el tiempo de ciclo se ha reducido en un 30% en comparación con el método de producción anterior.

Los clientes esperan soluciones integrales

Dopag ha observado que cada vez son más los clientes que buscan una solución completa para su aplicación automatizada, ya se trate de pegado, sellado o encapsulado. La expectativa resultante es que el desarrollador del sistema pueda ofrecer no sólo un alto nivel de competencia en tecnología de dosificación, mezcla y dispensación, sino también en la construcción de máquinas a medida. El resultado óptimo es un sistema de dosificación llave en mano que cubra todo el proceso de manipulación de componentes, así como la aplicación de materiales, incluido cualquier tratamiento previo y posterior necesario. La clave es siempre un análisis detallado de las necesidades del cliente, sin el cual no es posible encontrar una solución que le aporte el máximo beneficio y que, al mismo tiempo, garantice el éxito de la producción.

Customers expect comprehensive solutions

DOPAG’s observation is that more and more customers these days look for a complete solution for their automated application, be it bonding, sealing or potting. The resulting expectation is, that the system developer can offer not only a high level of competence in metering, mixing and dispensing technology, but also in custom-design machine construction. The optimum result is a turnkey dosing system which covers the entire component handling process, as well as material application including any necessary pre- and post-treatment. A detailed customer needs analysis is always the key here - without it, finding a solution that will bring the customer maximum benefit, while ensuring a successful production, is simply not conceivable.

Tratamiento previo y posterior: fases del proceso

Pretratamiento en aplicaciones de adhesión automatizadas:

  • Limpieza
  • Cepillado
    Imprimación
  • Plasma
  • Llama de gas
  • Pyrosil (a base de plasma o llama de gas)
  • Corona

Post-tratamiento y garantía de calidad en aplicaciones de adhesión automatizadas:

  • Sistemas de curado: Infrarrojos, ultravioleta (UV), tecnología de media frecuencia, hornos continuos, secciones tampón
  • Aseguramiento de la calidad: Sistemas de medición volumétrica, verificación de la aplicación del material (posición y calidad), aseguramiento de la calidad y medición de los componentes
  • Archivo de datos de procesos, visualización de procesos: Soportes de datos (USB, tarjeta flash), red, sistemas SCADA

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