O desenvolvimento de novos polímeros começa com a compreensão do desempenho químico e mecânico, além das condições de processamento dos materiais. Por isso a divisão de Performance Materials da BASF, a fabricante de máquinas Sumitomo Demag e a empresa alemã de automação H+S Automatisierung criaram uma célula de fabricação sob medida para produzir uma ampla gama de diferentes corpos de prova para atividades de pesquisa e desenvolvimento de novos termoplásticos e compostos.

 

Foi montada uma célula de moldagem por injeção totalmente elétrica e automatizada que está entregando resultados pioneiros e com total repetibilidade em mais de 4.000 configurações de teste por ano.

 

No centro da célula está uma injetora ultra-precisa, a IntElect 1000 kN, da Sumitomo Demag, com recursos atualizados para automatizar as trocas de molde, combinados com soluções de processamento robótico totalmente digitalizadas.

 

Para obter segurança operacional e eficiência, um robô linear foi incorporado para executar duas tarefas: seleção/colocação de insertos intercambiáveis nos moldes e a extração cuidadosa dos corpos de prova moldados, transferido depois para um robô menor, o Yaskawa GP8, de braço articulado de seis eixos, para que seja feito o corte preciso no entorno deles.

 

A instalação também inclui uma unidade de controle de temperatura e um novo Sistema de Execução de Fabricação (MES) para mapear cada sequência de testes.

 

Requisitos especiais de fabricação

Muitos dos corpos de prova processados no centro técnico da BASF são moldados com termoplásticos de alta temperatura, reforçados com fibra e retardadores de chama. Consequentemente, as temperaturas de fusão podem atingir até 400° C, com temperaturas do molde chegando a 180 ° C.

A qualquer momento, até 12 insertos intercambiáveis podem ser carregados no magazine lateral, e então ser trocados automaticamente na injetora. A integração com um sistema de controle de temperatura da HB-Therm fez com que as trocas automatizadas de insertos passassem a ser concluídas com segurança e eficiência, mesmo quando o processo é executado em altas temperaturas de moldagem. Isso exige a interação perfeita com o sistema MES da BASF, que informa a célula quando a configuração da amostra produzida está prestes a terminar, alinhando o próximo ciclo.

 

Desafios na desmoldagem

Para a BASF, resolver o desafio da desmoldagem dos corpos de prova foi uma das maiores conquistas da engenharia. Devido ao seu extenso perfil de aplicações, a empresa testa uma ampla gama de materiais - de polímeros macios e resistentes até os rígidos e quebradiços. Existem também muitas geometrias de amostras diferentes, com espessuras que variam de 0,8 mm a 4 mm. Todos os corpos de prova são fabricados de acordo com o padrão ISO 294, que especifica os requisitos específicos que cada geometria de amostra deve cumprir. “A remoção por punção é um pré-requisito, pois não altera as propriedades do material e elimina partículas de poeira”, explicou Markus Hausmann, engenheiro sênior de automação da Sumitomo.

Uma pinça multifuncional garante que todas as geometrias de amostra sejam colocadas com precisão exata na placa de extração. Trata-se de uma operação complexa, pois muitos dos materiais com que a BASF trabalha têm alto teor de fibra de vidro, o que pode causar empenamento.

Integração digital

Por ser um centro piloto, a equipe de pesquisa da BASF normalmente executa 20 configurações de teste diariamente, o que significa que o programa de controle da célula deve ser adaptado a diferentes materiais, geometrias de amostra, temperaturas e parâmetros de processamento. Cada configuração executada é registrada e documentada digitalmente. O atual sistema MES registra todos os aspectos de um teste e os resultados, fornecendo dados valiosos, que representam toda a sequência de processamento e permitem tirar conclusões mais profundas sobre como os materiais funcionam sob certas condições e como um cliente pode processá-los posteriormente.

Fotos:Sumitomo/BASF
 

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