Grandes oportunidades de tamaño reducido

El enorme atractivo de esta nueva área de negocio debió, sin duda, contribuir a que más de 300 personas se reunieran a mediados de febrero de 2006 en el palacio de congresos de Baden-Baden para asistir a las Jornadas anuales sobre tecnología de inyección organizadas por la asociación de ingenieros alemanes VDI (Verein Deutscher Ingenieure).

En esta ocasión, el programa del evento incluía como tema destacado, además de la 'Fabricación y compra de moldes', el 'Moldeo por inyección de micropiezas y piezas pequeñas' y los retos y oportunidades que este campo, todavía desconocido para la mayoría de las empresas transformadoras de plástico, ofrece.

Durante los dos días que duró el evento, se analizó a fondo el estado actual del mercado de las microaplicaciones así como las nuevas tendencias y desarrollos que presenta.

En un plano más académico, los expertos de la cátedra de tecnología del plástico de la Universidad de Erlangen-Nürnberg presentaron una 'Comparativa entre las propiedades internas y el comportamiento de uso de las piezas pequeñas y micropiezas moldeadas'.

Christine Neuy, directora de la asociación internacional de microtecnología IVAM (Interessengemeinschaft zur Verbreitung von Anwendungen der Mikrostrukturtechniken) con sede en Dortmund, opina de forma similar. En su ponencia de Baden-Baden destacó el papel clave que tendrán la miniaturización y las tecnologías relacionadas en el crecimiento económico y en la creación de puestos de trabajo en Alemania. Según Neuy, la necesidad de miniaturización se está convirtiendo en una megatendencia tecnológica con un peso cada vez más pronunciado. Entre sus innumerables virtudes se cuentan el reducido peso y el menor consumo energético y de material, con la consiguiente reducción de costes, así como uno de los atributos más demandados por las industrias automovilística, médica, eléctrica, medioambiental o de tecnologías de la información: más funcionalidad en menos espacio todavía. La microtecnología debe cumplir todas las expectativas que se han creado a raíz del desarrollo experimentado por el mercado de la telefonía móvil.

"La necesidad de miniaturización se está convirtiendo en una megatendencia tecnológica con un peso cada vez más pronunciado"

A finales de la década de los noventa, el Institut für Mikrotechnik Mainz (IMM) ya había conseguido desarrollar en colaboración con la firma alemana Dr. Faulhaber GmbH & Co. KG un micromotor con un diámetro de tan sólo 1,9 mm y una longitud de 5,5 mm. Unos engranajes planetarios multivelocidades de plástico con diámetros igualmente diminutos de 1,9 mm procuraban un elevado par. El régimen de revoluciones por minuto superaba las 100.000 revoluciones, y la rueda dentada más pequeña del cambio de tres velocidades compuesto por un total de 17 piezas inyectadas presentaba un diámetro de tan sólo 0,283 mm. Estos mini motores se utilizan por ejemplo, según indicaba la revista especializada Industrieanzeiger en aquel entonces, en sistemas de enfoque óptico y en escáneres láser miniaturizados.

No obstante, las miras de los fabricantes de estas miniaturas -que generan ya hoy en día unos ingresos considerables- no están puestas tanto en estos inventos espectaculares como en productos relativamente cotidianos que requieren una fabricación en serie de elevada calidad y rentabilidad. Un ejemplo de ello son los sensores para la industria automovilística, que en los automóviles actuales desempeñan numerosas funciones: desde el control del patinaje de las ruedas hasta el cálculo de distancias en el asistente de aparcamiento, pasando por la regulación de los faros o el control de presión de los neumáticos. Los diminutos cabezales de las impresoras de tinta o los cabezales de lectura/grabación del disco duro son algunos ejemplos más.

Engel describe X-Melt como una 'tecnología de proceso de metódica no convencional para la inyección de alta velocidad'. Durante la inyección, los husillos y diversos componentes de la máquina se aceleran a velocidad máxima para después frenarse de nuevo, lo cual permite utilizar como acumulador de presión la masa fundida de plástico que se encuentra altamente comprimida en el cilindro de plastificación. El llenado del molde se realiza finalmente mediante la distensión de la masa fundida. X-Melt únicamente está disponible como equipamiento opcional en las inyectoras E-Motion de la casa Engel y permite llegar allí donde los sistemas de inyección convencionales no llegan en lo que a la fabricación de micropiezas se refiere. Según este fabricante líder mundial de máquinas de moldeo por inyección, con esta técnica pueden obtenerse actualmente pesos de inyectada de 0,1 a 20 gramos y espesores de pared de entre 0,1 y 1,0 mm.

Dentro de este rango de pesos de inyectada mínimos opera también el grupo Demag Plastics Group, que ha desarrollado una unidad de inyección propia para satisfacer los requisitos especiales del micromoldeo: la llamada unidad Microshot, con un husillo especial de 14 mm de diámetro. Los ingenieros de esta empresa ubicada en la región alemana de Franconia saben que la técnica del micromoldeo exige una visión global de proceso, ya que la calidad de la producción depende de la óptima integración de máquina, molde, material, componentes periféricos y know-how.

Consciente de ello, cuando se trata de micromoldeo, la empresa Demag apuesta por una combinación de calidad, eficacia, flexibilidad y rentabilidad de producción, combinación que consigue gracias a los conocimientos y experiencias acumulados en este campo durante más de una década. Trasladado a la práctica, este concepto se traduce en máquinas estándar modificadas con una fuerza de cierre de hasta 500 kN y la unidad Microshot integrada, que permiten fabricar micropiezas moldeadas de elevada calidad y reducidas dimensiones con unos pesos de inyectada de 0,1 a 0,5 gramos. Según la finalidad de uso prevista, las máquinas pueden ir equipadas con accionamientos hidráulicos o eléctricos. Existen además otras posibilidades, como por ejemplo el micromoldeo de dos componentes.

Dentro de este rango de pesos de inyectada mínimos opera también el grupo Demag Plastics Group, que ha desarrollado una unidad de inyección propia para satisfacer los requisitos especiales del micromoldeo: la llamada unidad Microshot, con un husillo especial de 14 mm de diámetro

Concebido desde un principio como una unidad de fabricación integral, el Microsystem 50 de Battenfeld causó una gran sensación en el momento de su presentación, poco antes de la K 1998. Este sistema, que conserva toda su vigencia, combina la preplastificación en el husillo con la inyección por émbolo para fabricar componentes de peso mínimo con la máxima precisión. Según datos de la empresa fabricante Battenfeld Kunststoffmaschinen GmbH, con sede en Austria, esta célula automatizada de fabricación ofrece más constancia en las tolerancias de fabricación y una ventana de procesamiento cuatro o cinco veces más amplia que las tecnologías convencionales.

La fabricación de microcomponentes fue sin duda uno de los temas centrales del stand que esta compañía austriaca montó en la pasada K 2007, donde también presentó una versión optimizada de Microsystem 50. La empresa ya presentó en la feria Fakuma de otoño de 2005 un nuevo accionamiento para la unidad de inyección del sistema, consciente de que las claves del micromoldeo son un proceso de inyección de elevada dinámica y exactitud y la inyección de las mínimas cantidades posibles de masa fundida óptimamente preparada.

El desarrollo de un nuevo disco de levas eléctrico permitió multiplicar por tres la dinámica de la unidad inyectora, al tiempo que se optimizaba el comportamiento de frenado y aceleración y la facilidad de uso de la instalación.

La tecnología de microsistemas ofrece según el IVAM más funciones y mayor precisión en un espacio y con un consumo energético más reducidos. El teléfono para coche es un buen ejemplo de ello: hace 30 años, un teléfono de este tipo pesaba 16 kilos y costaba lo mismo que tres Volkswagen Escarabajo. Hoy en día, cualquiera puede hablar desde donde quiera con un móvil que apenas pesa 100 gramos y que hasta es probable que se lo haya regalado su compañía operadora en el momento de contratar el servicio. La tecnología de microsistemas es la que hace realidad estos y otros revolucionarios inventos, cuya viabilidad a veces parece improbable.