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En acción para una mayor sostenibilidad

Cuestión de precisión: el fabricante de artículos de escritura Senator apuesta por las máquinas de moldeo por inyección sin columnas de Engel

Redacción Interempresas17/05/2021

400 millones de piezas al año con gran variedad de colores y materiales son la base de los bolígrafos de alta calidad de la marca Senator de Groß-Bieberau (Alemania). Esta empresa de Hesse produce pensando cada vez más en la sostenibilidad. Para ello, Senator apuesta por las máquina de moldeo por inyección sin columnas de Engel, que de por sí son no solo precisas, sino también flexibles y energéticamente eficientes.

En las naves, altas, limpias y bien ventiladas, hay muchas máquinas de moldeo por inyección, casi todas del color verde característico de Engel. De repente, emitiendo pitidos, dobla la esquina una carretilla elevadora autónoma que distribuye cajas de cartón y que, en la máquina de moldeo por inyección que tenemos delante, recoge una unidad de embalaje llena de piezas recién moldeadas antes de volver a desaparecer tras la siguiente esquina. “Ese es Antonio”, explica sonriente Alfred Kopp, director del departamento de moldeo por inyección. “Ayuda con la logística a nuestros empleados del área de producción”. Con un rendimiento de varios cientos de millones de piezas al año, la automatización, además de la documentación y la trazabilidad, desempeñan un papel importante.

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La caña de azúcar es una materia prima renovable de rápido crecimiento que se convierte, por fermentación, en ácido láctico, que es el monómero del PLA. Constituye el material básico con el que se elabora el surtido de productos Bio Pen.

Este fabricante de artículos promocionales es conocido por sus utensilios de escritura de alta calidad. Desde finales de 2018, la empresa vuelve a ser un negocio familiar. Sus propietarios apuestan por los productos sostenibles, los procesos eficientes y la flexibilidad y eficiencia energética de las máquinas de moldeo por inyección de Engel, firma representada por Roegele.

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La empresa fabrica 400 millones de piezas al año con gran variedad de colores.

La sostenibilidad requiere más que biomateriales

En el mercado de los artículos promocionales, la demanda de bioplásticos es cada vez mayor. Si en 2017 Senator procesó entre 50 y 60 toneladas de plásticos de origen biológico, ahora, dos años más tarde, la cantidad ya es casi cuatro veces mayor. Sin embargo, la compañía de Hesse desarrollaba, hace ya diez años, utensilios de escritura hechos de ácido poliláctico (PLA), y ello por buenos motivos. “Para fabricar un kilogramo de PLA, se libera aproximadamente un kilogramo de CO2. Esto es, aproximadamente, solo un cuarto de lo que se emite para fabricar la misma cantidad de un plástico convencional”. Michael Monitzer, director de producción y miembro de la directiva de la empresa, explica con estas cifras el beneficio para el medio ambiente. Incluso las sustancias utilizadas para dar color a los bolígrafos bio son de origen biológico.

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En el mercado de los artículos promocionales, la demanda de bioplásticos es cada vez mayor.
Sin embargo, la ausencia de un sistema de recogida hace que los bolígrafos –también los de bioplástico– acaben a menudo en la basura general. Por ello, Senator ha ido un paso más allá y actualmente está ensayando el procesamiento de PLA reciclado que antes ha sido utilizado para otros productos. “Por motivos de sostenibilidad, nos centramos no solo en los biomateriales, sino también en los materiales reciclados”, continúa Monitzer. Sin embargo, estos implican un desafío muy especial para la empresa.
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El espacio de montaje del molde de las máquinas de moldeo por inyección sin columnas ofrece mucha amplitud para equipar y manipular las piezas.

Los utensilios de escritura son piezas de alta tecnología

Al moldear por inyección los componentes individuales de un bolígrafo, es importante ante todo la precisión. Si, ya con los plásticos habituales, mantener los estrechos márgenes de tolerancia requiere mucha experiencia, moldear componentes para bolígrafos de alta calidad con materiales reciclados, biomateriales y otros materiales nuevos de origen biológico exige además un conocimiento específico. Para lograr la exactitud dimensional, los tiempos de permanencia en la unidad de inyección, el tiempo de inyección, los moldes y los sistemas de refrigeración deben estar muy bien pensados. Así, por ejemplo, los moldes para cada caña se llenan en tres puntos de inyección, ya que el plástico debe superar largos recorridos de fusión. “Utilizamos un molde de 24 cavidades con un sistema de bebedero que está tan equilibrado que las piezas se llenan uniformemente”, explica resumidamente Alfred Kopp sobre los requisitos específicos de la fabricación de bolígrafos.

Con los biomateriales, en cambio, los tiempos de permanencia adecuados en el husillo son uno de los secretos para crear piezas que satisfagan todos los requisitos visuales y geométricos. Otro secreto de este fabricante de utensilios de escritura son las máquinas de moldeo por inyección. En ambas naves, Senator produce casi exclusivamente mediante máquinas Engel victory sin columnas con distintas fuerzas de cierre.

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Franz Pressl (izquierda) explica cómo funciona el Force Divider, que se ocupa de que la fuerza de cierre se distribuya uniformemente por toda la superficie del molde para, de ese modo, lograr una calidad de pieza constante.

“Aquí la máquina de moldeo por inyección desempeña un papel importante”, cuenta Alfred Kopp. “Por ejemplo, inyectamos consecutivamente piezas para distintos encargos empleando diferentes plásticos”. Para ello se utiliza un único molde en la máquina, ya que la forma no cambia, solo el colorante y la materia prima. Eso implica que la geometría del husillo debe ser adecuada para todos los materiales utilizados; lo que cambia es la parametrización en la máquina. Si además tenemos en cuenta que procesamos todos los materiales (desde el reciclado, pasando por el bioplástico, hasta los plásticos convencionales) y que lo hacemos con distintos colorantes, es fácil imaginar que cada carga es distinta".

Especialmente importante es la precisión, y no solo para que funcionen perfectamente los mecanismos de cambio de un bolígrafo. También es necesaria debido al alto grado de automatización de los siguientes pasos. “Las mecánicas son exigentes, ya que durante el montaje se ensamblan de manera automatizada y luego deben ajustar exactamente. Estamos hablando de un margen de un par de centésimas de milímetro”, afirma Michael Monitzer para aclarar aún más los requisitos. En las temporadas de más actividad, cada día se fabrican en Groß-Bieberau hasta 2 millones de utensilios de escritura de alta calidad. Por eso, todas las cavidades de un molde deben producir exactamente la misma pieza con las mismas dimensiones. Además, la caña del utensilio de escritura no debe superar determinadas tolerancias de concentricidad, ya que hasta la decoración de los artículos promocionales está muy automatizada dentro de la empresa.

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Una carretilla elevadora que se desplaza autónomamente ayuda al operador de máquina en la intralogística vaciando y llenando unidades de embalaje.

Las máquinas Engel victory sin columnas consiguen esta exactitud gracias, entre otras cosas, a una característica constructiva específica: sus dos Force Dividers. Estos dispositivos están detrás de las platinas de montaje móviles y se ocupan de que la fuerza de cierre se distribuya uniformemente por toda la superficie del molde para, de ese modo, lograr una compresión constante de este. “Con los Force Dividers, las máquinas sin columnas de Engel logran un excelente paralelismo de las placas. Esta altísima precisión se manifiesta, sobre todo en aplicaciones con varias cavidades, dando lugar a pesos y geometrías constantes de las piezas dentro de una inyección”, explica Franz Pressl, gerente de productos de las series victory y e-victory de Engel.

Tiempos de equipamiento mínimos, manipulación eficiente de las piezas

A pesar de la gran variedad de materiales y colores empleados, Senator garantiza a sus clientes nuevas entregas de cualquier artículo promocional con exactamente la misma calidad y color en solo unos pocos días. Para que ello sea posible, la empresa utiliza el software authentig de T.I.G. Al iniciarse un encargo, el MES (Manufacturing Execution System) transmite los datos básicos del proceso de moldeo por inyección desde el ordenador de mando hasta la máquina seleccionada, y allí el encargo se produce una vez que el operador ha efectuado el correspondiente ajuste de precisión.

Debido a la variedad de productos también es necesario planificar una y otra vez los tiempos de equipamiento. En el caso de las 43 máquinas de moldeo por inyección flexibles de Engel, se trata de entre cuatro y cinco readaptaciones planificadas por semana. El tiempo de equipamiento propiamente dicho ronda solamente los 20 minutos gracias a la posibilidad de acceder sin barreras a la unidad de cierre. Sin embargo, según Erik Würkner, director de gerencia de productos, la tecnología sin columnas también tiene otras ventajas: “La manipulación con robot se simplifica y hay más libertad para manejar el molde porque ninguna columna dificulta el movimiento de la grúa. A ello se suma el hecho de que podemos montar moldes más grandes en máquinas más pequeñas, ya que las platinas de montaje se pueden aprovechar hasta el borde para el molde. Eso aumenta nuestra flexibilidad de producción... y la eficiencia energética”.

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De izquierda a derecha: Thorsten Habich, ENGEL Deutschland; Erik Würkner, Senator; Alfred Kopp, Senator; Michael Monitzer, Senator; Franz Pressl, Engel Austria.

La eficiencia energética como parte de la estrategia de sostenibilidad

Se nota que la sostenibilidad significa mucho para esta empresa: “La longevidad de los utensilios de escritura supone un beneficio claro para el medio ambiente, ya que el tiempo de uso es un factor importante, aunque a menudo poco reconocido, para lograr una mayor sostenibilidad”, comenta Erik Würkner. “Porque, si se observa todo el ciclo de vida de un producto, cuando más tiempo se usa menor es el impacto medioambiental de su fabricación”. Para reducir aún más este impacto, en los próximos años aún debe reducirse claramente la energía consumida en la producción. Este año, la empresa, que ya tiene la certificación ISO 14001 y trabaja solamente con energía limpia, tiene previsto recibir además la certificación ISO 50001.

Las máquinas Engel victory contribuyen en gran medida a lograr una alta eficiencia energética. La servo-hidráulica ecodrive reduce la energía perdida, que habitualmente se disipa mediante el agua de refrigeración. Así pues, el consumo de agua de refrigeración también es un indicador de la eficiencia energética de la máquina de moldeo por inyección. “En Senator, las máquinas servoeléctricas victory alcanzan en muchas aplicaciones el bajo nivel de consumo de las máquinas totalmente eléctricas”, explica Franz Pressl.

“La optimización de la duración de los ciclos es otro factor”, revela Erik Würkner. “Por eso actualmente estamos ensayando la integración de sistemas de refrigeración suplementarios antes de los moldes. Estos sistemas acortan el tiempo de enfriamiento”.

Otros puntos de partida para mejorar la eficiencia energética son minimizar los picos de energía durante la puesta en marcha. También se ahorra energía cambiando a una máquina más pequeña, algo que la tecnología sin columnas permite. Además, el uso de una máquina más pequeña, precisamente para biocombustibles termosensibles, aporta otras ventajas, por ejemplo el menor tiempo de permanencia del fundido en la unidad de inyección, que en ese caso es más pequeña.
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Esta máquina de Engel se sigue utilizando a pesar de los años que tiene. En ella se elaboran patrones para comprobar, mediante mediciones de tracción, la calidad de, por ejemplo, productos hechos con biomateriales.

100 años de antigüedad y bien equipados para el futuro

Este año, el fabricante de artículos promocionales radicado en Hesse celebra los 100 años de existencia de la empresa. Pero ello no es motivo para dormirse en los laureles de lo ya conseguido, al contrario: “Mi visión es que tengamos una producción de moldeo por inyección altamente automatizada y basada en RFID para poder rastrear la procedencia de cada artículo inyectado hasta la máquina y la carga”, explica Monitzer.

En estas consideraciones también entra un suministro de materiales en la nave que permita que la cadena de procesos, finalmente basada en encargos según el estándar de la Industria 4.0, transcurra en su totalidad de forma automatizada: desde el abastecimiento del material, pasando por la máquina de moldeo por inyección, la retirada y el montaje, hasta el envío o el almacenaje de los productos. “Para continuar siendo competitivos en nuestra ubicación de Alemania, debemos copiar algunas cosas de otros ramos y hacer todavía muchos deberes aquí, en nuestra empresa” asegura Monitzer.

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Roegele

Comentarios al artículo/noticia

#1 - Fernando Pérez Dorado
18/05/2021 7:15:21
Interesante las máquinas Engel son de lo mejor que he trabajado con estás Maq son Muy eficientes y precisas

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