Soldadura sin impurezas

Billion y Grosfilley desarrollan una técnica para ensamblar dentro del molde

Redaccion PU01/12/2002
El pasado mes de octubre fue presentado de forma simultánea en las Assises de la plasturgie en Paris y en la feria Fakuma en Alemania una nueva técnica que permite obtener piezas inyectadas y ensambladas dentro del molde. Es la técnica IMA y fue desarrollada gracias a la colaboración entre las empresas Billion y Grosfilley.
Las firmas Billion y Grosfilley, expertas en la fabricación de máquinas y moldes multinyección han desarrollado conjuntamente un nuevo proceso para el ensamblado dentro del molde. Se trata de IMA, siglas de la expresión inglesa: In Mould Assembly.
Este sistema permite la obtención de piezas huecas por inyección y ensamblaje en el interior del molde, en máquinas monomateria o bimateria, según el diseño de la pieza. El conjunto final estará formado por dos piezas complementarias inyectadas y ensambladas en el molde.
Este proceso realiza la inyección y el ensamblado de manera simultanea. Debido a esto, se obtiene a cada apertura de la máquina uno o varios conjuntos terminados en función del número de cavidades. Además, la pieza hueca obtenida puede integrar un inserto, como un filtro, un tamiz o un componente electrónico, por poner algunos ejemplos.
Según informan ambas empresas, este proceso interesó a numerosas personas cuando fue presentado simultáneamente en las Assises de la plasturgie en Paris y en la feria Fakuma realizada en Alemania en octubre de 2002.

El caso del filtro del automóvil

El filtro de combustible es una de las aplicaciones típicas del proceso IMA, y, de hecho, es la pieza que Billion y Grosfilley eligieron desarrollar.
El ensamblado mediante el método tradicional fuera del molde presenta dos dificultades importantes: por un lado, el apareado de las piezas y por otro, los riesgos de contaminación en el filtro producidos por una soldadura por fricción-fusión.
No obstante, con IMA el apareado es implícito. Las piezas se ensamblan por parejas, los movimientos internos del molde no necesitan reglajes (debido a la ley de los movimientos) y durante toda la vida del molde, la pieza A estará ensamblada con la pieza A' gracias a una cinemática fiable, precisa y probada. Además, el sobremoldeo de la junta asegura una unión limpia sin impurezas y perfectamente estanca.
Dichas ventajas son determinantes para este tipo de aplicación, justifican por si mismas el interés del proceso. El ensamblaje dentro del molde aporta importantes mejoras económicas y una notable cadencia de producción: a cada ciclo, a cada apertura del molde se obtiene un conjunto completo de filtración. Con el molde ensayo, se produce un filtro terminado y listo para ser empleado, sin necesidad de operación posterior, cada 22,5 segundos. Para sus creadores, esto implica una disminución del costo de producción y la mejora de la competitividad del proceso debido a un coste de mano de obra reducido, una organización de la producción simplificada y una mínima superficie requerida.

Aplicaciones

Esta nueva técnica podría emplearse en aplicaciones relacionadas con la automoción, la línea blanca o la medicina. La filtración es una de sus usos más directos, ya sea para el sector del automóvil, el médico o los mercados domésticos. Otro campo de aplicación son los depósitos y vasos de expansión para automóviles, los electrodomésticos, los tubulares de los automóviles, ensamblados para el sector médico, cosmética y juguetes y clipeados de cajas sobre circuitos impresos para los componentes electrónicos de gran consumo.
Esta lista no es exhaustiva, ya que no incluye las nuevas perspectivas que ofrece dicho proceso a la transformación de los plásticos por inyección. La formación de la pieza en dos partes facilita la concepción y el diseño de funciones internas en el conjunto producido. Según afirman sus creadores, nada se opone a la realización de un molde multicavidades. De hecho, Billion y Grosfilley están desarrollando en la actualidad un proyecto de 48 cavidades
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El doctor Böhm, de Billion, y JP.Grosfilley los artífices de este nuevo desarrollo
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Figura 1: Molde cerrado - bloqueado, las piezas a ensamblar se inyectan en las cavidades superior e inferior del molde (rojo). Las piezas del último ciclo se ensamblan en la parte central. En este caso, la unión se efectúa por el sobre-moldeo de una junta (azul).

Figura 2: Molde abierto, los dos porta-cavidades móviles avanzan accionados por la expulsión central, para permitir el giro de cada porta-cavidades

Figura 3: Giro de los dos porta-cavidades hacia las nuevas posiciones de inyección, ensamblado y descarga por el robot.

Figura 4: Fin de la rotación, quedan alineadas las piezas a ensamblar e ubicado el conjunto terminado en la parte superior del molde, posibilidad de introducir un inserto en la parte central con un robot.

Figura 5: Entrada de los porta-cavidades, por la expulsión central. Si el ensamblado se efectuase por clipeado se produciría en esta maniobra del proceso.

Figura 6: Expulsión del conjunto terminado y toma por el robot. Esta operación se puede realizar en la parte inferior para caída por gravedad. Inicio del nuevo ciclo....

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Filtro desarrollado por Billion y Grosfilley
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Esquema del ensamblado del filtro desarrollado por ambas empresas

Desarrollo y ensayos

Las demostraciones de este nuevo proceso se llevan a cabo utilizando una máquina Hercule - IMA que está en permanente exposición en las instalaciones de Billion en Bellignat. La máquina, de 200 toneladas y bimateria, está equipada con dos conjuntos giratoriosy de molde Grosfilley.

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Hercule - IMA 200 t y conjunto rotativo

La unión entre las dos piezas

Existen varios procesos de ensamblado:

• Clipeado, ensamblado rápido desmontable

• Ribetedado, unión permanente tipo ensamblado en caliente.

• Sobremoldeo, ensamblado permanente con una junta sobremoldeada. Ofrece seguridad, estanqueidad y alta resistencia a la presión

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