Pioneros en sostenibilidad en movilidad: ENGEL Mobility Days 2023

Desde la automoción hasta la aviación y la movilidad urbana, expertos y visionarios de la industria discutieron desafíos y tendencias, nuevas oportunidades de mercado y posibilidades tecnológicas en los ENGEL Mobility Days 2023, con el apoyo de KTM Technologies, en Austria a mediados de junio. El evento de dos días con oradores de primer nivel y exhibiciones de máquinas orientadas al futuro combinó y amplió las conferencias anteriores de ENGEL, trend.scaut y Lightweight Future Day, para crear un nuevo evento de networking.

"Dediquemos dos días a repensar completamente la movilidad", afirmó el anfitrión, el Dr. Stefan Engleder, director general del grupo ENGEL, al dar la bienvenida a los más de 500 invitados al inicio de los ENGEL Mobility Days 2023. La movilidad es cada vez más versátil, y no solo reflejado en la lista de participantes pero también en el programa de la conferencia. Las conferencias magistrales abarcaron el transporte individual en coche, moto o patinete eléctrico, pero también el transporte público en autobús, tren, transporte de personas o taxi aéreo, así como soluciones de movilidad aeroespacial y logística, desde el clásico camión hasta los drones. Hay una cosa que une a todos los sectores de la movilidad y es hacer que la movilidad sea más sostenible.

Ya sean nuevas soluciones de transmisión o conducción autónoma, estas tendencias están cambiando fundamentalmente las demandas de movilidad y, en algunos casos, requieren materiales y soluciones de fabricación completamente nuevos. Esto presenta importantes oportunidades para la industria del moldeo por inyección. "Los plásticos desempeñarán un papel aún más importante en la movilidad del futuro que hoy", señala Franz Füreder, Business Unit Vice President Automotive & Mobility de ENGEL. "Los materiales poliméricos son ligeros y permiten un uso cuidadoso de la energía y las materias primas. Se pueden procesar de manera muy eficiente en moldeo por inyección, lo que hace que las tecnologías innovadoras sean accesibles al mercado masivo". Los ENGEL Mobility Days 2023 mostraron numerosos ejemplos.

Michael Fischer, director de tecnología de desarrollo empresarial de ENGEL, destacó otra ventaja del grupo de materiales: "Los plásticos son permeables a las ondas sonoras y a la radiación electromagnética, lo que los hace indispensables para la conducción autónoma". La conducción autónoma tiene que ver con la conectividad, la comunicación entre los vehículos y con otros usuarios del transporte público y privado y el medio ambiente. Los sensores utilizados para este fin se basan en enfoques electromagnéticos y acústicos. Los sensores de distancia, por ejemplo, funcionan con ultrasonidos, mientras que el control de crucero adaptativo funciona con radar y los sistemas de asistencia de visión nocturna con infrarrojos.

"Los plásticos dejan pasar todas estas ondas y por eso ya han sustituido al aluminio y al acero en la parte delantera y trasera de los automóviles", afirma Fischer. "La conducción autónoma es una gran oportunidad para el moldeo por inyección de plástico. Más eficiente que cualquier otro método de procesamiento de plásticos, el moldeo por inyección ayuda a combinar sistemas de sensores y características electrónicas con un diseño visualmente atractivo".

Para ello, ENGEL desarrolló, entre otros procesos, su tecnología clearmelt; clearmelt es un proceso de dos componentes que combina la decoración en molde (IMD) con el recubrimiento por inundación de poliuretano. "El recubrimiento por inundación con poliuretano en el molde permite obtener una superficie perfectamente repetible y lisa con un espesor de pared uniforme", afirma Fischer: "Esto predestina la tecnología para la integración de sensores ópticos".

Los distintivos en forma de riñón del nuevo BMW iX se fabrican en una célula de producción de sala blanca altamente integrada de ENGEL. Esta es la primera aplicación de producción en serie para la combinación de retroinyección de película y recubrimiento por inundación con poliuretano en el exigente exterior del vehículo.

BMW en Landshut utiliza esta base tecnológica para producir paneles "riñonales" para el vehículo eléctrico BMW iX en una sala blanca. Este elemento de diseño característico de todos los modelos BMW, que antiguamente era la parrilla del radiador, ha adquirido un nuevo papel tras la electrificación de las cadenas cinemáticas. Los paneles en forma de riñón protegen una serie de sensores para la conducción asistida y, en el futuro, autónoma. Para que los sensores funcionen de forma fiable en invierno, BMW inyecta una película funcional calentable con policarbonato, que luego se recubre con poliuretano. Después de varias aplicaciones para el interior del vehículo, esta es la primera vez que BMW utiliza una combinación de retroinyección de película y revestimiento por inundación en la producción en serie de piezas funcionales en el exterior, donde están expuestas a tensiones particularmente altas. La electrónica sensible está bien protegida bajo la superficie de poliuretano resistente a los arañazos. El alto brillo y el efecto de profundidad que se consigue incluso con una fina capa de poliuretano transmiten una impresión muy elegante. ENGEL es el proveedor de sistemas para este exigente proyecto. La célula de producción integra una máquina de moldeo por inyección ENGEL duo combi M con una mesa giratoria horizontal, dos grandes robots articulados para manipular las películas y las piezas moldeadas, un sistema de limpieza de las películas, una estación de control de calidad en línea y unidades periféricas, incluida la alimentación de poliuretano. .

ENGEL colabora con socios en el desarrollo de recubrimientos combinados de retroinyección y PUR, entre ellos Leonhard Kurz Stiftung, Schöfer y Votteler Lackfabrik. En el marco de un estudio del proyecto, las empresas asociadas demostraron que el recubrimiento por inundación con poliuretano, que en términos de proceso equivale a la pintura en molde, representa sólo el 20 por ciento del consumo total de energía en el proceso de producción. Esto hace que el proceso integrado sea significativamente más eficiente energéticamente que pintar las piezas independientemente del moldeo por inyección.

El peso ligero juega un papel central en el logro de los objetivos de protección del clima. En su propio centro tecnológico interdisciplinario para composites ligeros en la planta de producción de St. Valentin, Austria, ENGEL desarrolla desde hace más de diez años soluciones innovadoras de composites en colaboración con empresas asociadas. El principal objetivo de desarrollo son los procesos integrados y automatizados para una producción de gran volumen rentable.

Uno de los objetivos de los desarrollos es el uso de materiales compuestos de fibras termoplásticas. "La razón es, por un lado, la alta eficiencia de los procesos de procesamiento de termoplásticos y, por otro, la mayor sostenibilidad", afirma Füreder. Un enfoque coherente con el material termoplástico allana el camino para el posterior reciclaje de las piezas.

En el proceso de organomefusión ENGEL, Valeo Front End Modules fabrica soportes frontales con conductos de aire integrados para un OEM de marca alemán en Smyrna, Tennessee.

En el proceso organomemeltido de ENGEL, los preimpregnados de compuestos de fibras termoplásticas (por ejemplo, láminas termoplásticas y cintas UD) se moldean y funcionalizan en un único paso integrado. Para lograr esta funcionalización, se moldean nervaduras de refuerzo o elementos de ensamblaje inmediatamente en el mismo molde después del termoformado utilizando un termoplástico del mismo grupo de materiales de matriz que la lámina termoplástica.

La primera aplicación de producción de gran volumen de esta tecnología se puso en marcha en 2018 en Valeo Front End Modules en Smyrna, Tennessee, EE. UU. A partir de láminas termoplásticas, Valeo Front End Modules fabrica en su planta soportes frontales con conductos de aire integrados para un renombrado fabricante de equipos originales alemán. La solución de sistemas suministrada por ENGEL para la producción automatizada de gran volumen consta de una máquina de moldeo por inyección ENGEL duo 1700, tres robots articulados ENGEL easix para preparar grandes cantidades de insertos metálicos y manipular la lámina termoplástica, un robot lineal ENGEL viper 90 y un ENGEL Horno de infrarrojos.

La estructura de doble carcasa hizo posible la integración de los conductos de aire directamente en la estructura portante. Las dos medias carcasas se fabrican en un proceso de una sola vez. Para ello, las dos láminas termoplásticas se calientan simultáneamente en el horno IR y luego se introducen en el molde, donde se forman y funcionalizan.

El nuevo proceso de dos etapas de ENGEL separa la plastificación de la inyección. Esto abre nuevas oportunidades para el reciclaje de piezas largas reforzadas con fibra de vidrio.

El reciclaje de piezas compuestas reforzadas con fibra es otro foco de desarrollo del Centro Tecnológico de Composites Ligeros de ENGEL. "En el futuro, esperamos que el reciclaje de automóviles desempeñe un papel en la devolución de muchas piezas reforzadas con fibras de poliamida y polipropileno a los ciclos de materiales en un proceso monogrado. Sin embargo, las fibras de vidrio se acortan cuando las piezas se trituran. Para producir piezas compuestas de fibra de alta calidad a partir de materiales devueltos, durante el procesamiento de los materiales reciclados es necesario añadir nuevo material de fibra", explicó Fischer. "Estamos trabajando en una solución que nos permite ajustar las propiedades del material de forma muy eficiente".

La base es el nuevo proceso de dos etapas que ENGEL presentó en la feria K 2022. Para integrar un filtro de masa fundida y una unidad de desgasificación, la célula de producción descompone la plastificación y la inyección en dos pasos de proceso independientes pero coordinados. Esta estrategia permite que los desechos plásticos se procesen como escamas en moldeo por inyección directamente después de la molienda para lograr una calidad excelente. Dado que se elimina un paso de procesamiento completo, la repeletización, el proceso de dos etapas ahorra mucha energía y trabajo en comparación con el reciclaje tradicional. Para procesar piezas de plástico reforzado con fibra trituradas y crear piezas de vehículos capaces de soportar cargas mecánicas elevadas, ENGEL integra ahora, además del filtro de masa fundida, una alimentación de fibra de vidrio en la célula de producción. Las largas fibras de vidrio frescas se mezclan antes de inyectar la masa fundida. "Estamos en la fase de prueba", afirmó Fischer. "Los ensayos iniciales son muy prometedores".

Los fabricantes de camiones, en particular, tienen la vista puesta firmemente en la tecnología del hidrógeno.

Las tecnologías de propulsión alternativas también abren un nuevo potencial para la industria del moldeo por inyección. "Actualmente en Europa se promueve con especial fuerza la tecnología del hidrógeno, especialmente en el sector de los camiones", informó Fischer. "En la empresa conjunta Cellcentric, Daimler Truck y el Grupo Volvo combinan su experiencia en el desarrollo y producción de sistemas de pilas de combustible y han elegido a ENGEL como uno de sus proveedores de tecnología".

En particular, la experiencia de ENGEL en el procesamiento de elastómeros y caucho de silicona líquida (LSR) es crucial. Las pilas de combustible requieren muchos sellos, algunos de los cuales se moldean directamente sobre componentes metálicos o plásticos. Además, se encuentran los pasacables de LSR.

Las pilas de combustible se componen de varios cientos de placas bipolares, que requieren innumerables juntas.

Las placas bipolares, de las que se necesitan varios cientos para cada pila de combustible, están hechas de metal, pero Fischer está convencido de que esto podría cambiar a largo plazo. "Ya estamos desarrollando soluciones de moldeo por inyección para placas bipolares basadas en termoplásticos. El desafío es el espesor de la chapa de sólo unas pocas décimas de milímetro; combinamos tecnologías de paredes delgadas con moldeo por inyección y compresión".

Los termoplásticos también están reemplazando cada vez más las láminas de acero y aluminio para carcasas y bandejas de baterías en vehículos eléctricos, híbridos y de pila de combustible. Por ejemplo, Envalior, que surgió de DSM Engineering Materials y la unidad de negocios High-Performance Materials de Lanxess, está desarrollando una innovadora bandeja para baterías hecha de poliamida con un alto contenido de fibra de vidrio. El espesor de la pared es inferior a 7 mm con un peso de un solo disparo de 60 kg. "El desafío para la construcción de plástico es poder absorber de forma fiable las cargas elevadas", explica Fischer. "Además, el gran volumen de la pieza y el altísimo peso de la inyección requieren una máquina de inyección especialmente grande. Estamos planificando una máquina ENGEL duo con una fuerza de cierre de 8.000 toneladas".

Las nuevas aplicaciones de movilidad requieren a veces máquinas de moldeo por inyección especialmente grandes. ENGEL fabrica máquinas con fuerzas de cierre de más de 10.000 toneladas.

Mientras que las máquinas de moldeo por inyección ENGEL duo están disponibles desde hace mucho tiempo como máquinas estándar con fuerzas de cierre de hasta 5.500 toneladas, ahora ENGEL ha ampliado la serie para nuevas aplicaciones en el sector de la movilidad y otras industrias. Además de piezas con una superficie y un volumen especialmente grandes, estas nuevas megamáquinas, con espacios de montaje de moldes extremadamente grandes, permiten una integración de procesos aún más amplia, por ejemplo en el sector del acristalamiento.

El gran espacio de instalación de moldes, representado en una máquina de moldeo por inyección con una fuerza de cierre de 8.000 toneladas, abre nuevas oportunidades para piezas muy grandes, por un lado, y procesos altamente integrados, por otro.

"Hoy en día ya son técnicamente posibles fuerzas de sujeción de más de 10.000 toneladas y pesos de perdigones de varios cientos de kilogramos", ofrece una visión Stefan Engleder y subraya el compromiso de ENGEL con la construcción de una nueva dimensión de máquinas grandes. "Hemos creado capacidad de montaje para esto en las dos grandes plantas de maquinaria de St. Valentin, Austria, y Shanghai, China. En todo el mundo, ayudamos a nuestros clientes a resolver los nuevos desafíos de movilidad".

Para obtener más información, visite engelglobal.com.

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