Materiais sob medida, uso eficiente dos recursos, produção com defeito zero, materiais leves e digitalização são apenas algumas das muitas tendências tecnológicas caracterizadas na feira deste ano
Nenhuma outra feira do mundo apresenta materiais poliméricos, bem como máquinas de processamento de plásticos e borracha, tecnologia e equipamentos em tal abundância e em tal nível de qualidade superior como a feira K, em Düsseldorf / Alemanha. Não há outra exposição que mostre tal ampla variedade de mostras complexas e de qualidade superior. Foi com base nessas características que Werner Matthias Dornscheidt, CEO da Messe Düsseldorf, chamou a última feira K em 2013 de “maior fábrica de plásticos no mundo”. A K 2016 irá mais uma vez proporcionar uma visão abrangente de tecnologias de polímeros na vanguarda do desenvolvimento global.
Materiais funcionais sob medida e específicos para aplicações
Desde os anos 1990, essencialmente nenhum novo polímero entrou em produção em escala industrial – a menos de alguns biopolímeros. Assim, processos como a modificação, aditivação e funcionalização de matérias-primas poliméricas com o objetivo de criar compostos sob medida para aplicações específicas ou para a produção de propriedades específicas tornaram-se o eixo central de toda a produção de polímeros industriais. Atualmente, o foco principal parece residir na aprovação dos materiais que entram em contato com os alimentos ou água potável e de materiais utilizados em aplicações médicas. Outro objetivo importante para materiais feitos sob medida: resistência química suficiente para substâncias como cosméticos ou outros produtos químicos e estabilidade contra temperaturas de operação contínua e de pico, que são comuns em sistemas eletrônicos ou de iluminação. Em adição a uma condutividade térmica ajustável, muitas aplicações também requerem resistência elétrica ou condutividade elétrica ajustáveis. O mesmo se aplica a aplicações baseadas em borracha: solicitados a cumprir os exigentes requisitos de certificações para aplicações de água potável ou a fornecer retardância de chama confiável em materiais, os componedores vem aplicando uma grande expertise aos seus processos de formulação de blendas. Aplicações em borracha operadas muito próximas a motores de combustão devem resistir a temperaturas de operação e de pico progressivamente maiores, bem como a meios agressivos. Não só os veículos elétricos requerem pneus altamente eficientes e com melhor tração e resistência minimizada ao rolamento.
Uma utilização mais eficiente dos recursos traz novos desafios
A chamada para um uso responsável e cuidadoso de recursos finitos e seu consumo restritivo não é apenas uma exigência popular amplamente expressa, mas também uma necessidade econômica. Isto envolve o uso eficiente de materiais, isto é, materiais poliméricos. A seleção de um design de produto final específico para o material e para a produção é frequentemente o primeiro passo no sentido de tornar os processos de produção mais eficientes.
Também houve grandes melhorias no consumo de energia das máquinas de processamento de plásticos. No entanto, os fabricantes de grandes máquinas de processamento, da maioria de todas as máquinas de moldagem por injeção, bem como máquinas de moldagem por compressão, extrusoras e máquinas de moldagem por sopro, ainda identificam potencial para reduzir as taxas de consumo de suas máquinas. Eles estão se movendo para mais perto dos limites físicos e estão minimizando a energia necessária para plastificar o material. O padrão Euromap 60 para medir o consumo de energia das máquinas oferece aos processadores um mínimo de transparência. Para situações onde as taxas de consumo de energia são inevitáveis, os fabricantes de máquinas desenvolveram componentes que recuperam energia a partir de processos como a desaceleração dos movimentos da máquina e a acumula para outros processos motrizes. Usado em conexão com equipamentos e instalações técnicas, sistemas de recuperação de calor tornaram-se parte do equipamento padrão inicial de novas instalações e também foram adaptados em muitas instalações existentes.
Hoje em dia, a maioria dos fabricantes de máquinas e equipamentos chegaram à conclusão de que a melhor eficiência e disponibilidade de materiais frequentemente têm um efeito mais positivo sobre a eficiência global dos processadores do que economias de energia pouco expressivas. Embora a redução de energia pareça dominar o domínio público, soluções práticas que reduzem os tempos de troca de moldes estão atualmente na moda: sistemas de fixação rápida, sistemas de troca rápida, soluções de adaptadores e sistemas que detectam automaticamente qualquer molde recém-instalado. Todos estes produtos podem melhorar a disponibilidade de uma máquina e alargar a gama de produção do fornecedor. Isto se aplica para o processo de injeção, tanto de plásticos como de borracha, à medida que os fabricantes de máquinas de processamento de borracha também começaram a melhorar a flexibilidade de troca de produtos dos seus equipamentos, a aumentar o nível de automação e a fazer os procedimentos de processamento mais transparentes. De forma análoga aos benefícios da tecnologia de câmara quente para moldagem por injeção de termoplásticos, a tecnologia de câmara fria freqüentemente resulta em economia de material durante os processos de injeção de elastômeros.
Produção com defeito “zero” ainda no topo da agenda
O objetivo de muitos transformadores de plásticos, a produção com defeito “zero” visa eliminar o desperdício da valiosa matéria-prima. Muitos sistemas podem contribuir para isso. A eliminação de corte de rebarbas, bem como a redução automática das tolerâncias de espessura de filmes plásticos, chapas e perfis, bem como de vedantes de borracha, por exemplo, tornam os processos de extrusão mais eficiente no uso de recursos. Estratégias envolvendo simulações e análise de dados correntes durante o processo ativo também visam impedir a produção de itens com defeito. Para processos de moldagem por injeção que permitem a detecção de defeitos durante a produção ativa, uma variedade de estratégias de separação estão disponíveis. Estas são baseadas em critérios de qualidade que foram medidos ou automaticamente determinados durante o processo ativo de produção. Processos que só permitem a detecção de defeitos na peça acabada operam progressivamente com sistemas ópticos como câmeras.
Feira K é o domínio da engenharia de peças leves
Na mobilidade, a engenharia de peças leves amplamente considerada como a chave para a redução do consumo de energia combustível. “Não há praticamente nenhum produto de plástico que não seja também uma aplicação de engenharia leve,” comentou o Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann recentemente sobre o peso mínimo e perfil de desempenho de materiais poliméricos. Ainda assim, os fabricantes de máquinas, assim como os produtores de plásticos e reforços, os institutos e os transformadores de plásticos fazem todos os esforços para desenvolver técnicas confiáveis para a produção em larga escala de componentes leves particularmente para aplicações de mobilidade, tais como carros e aviões, bem como para aplicações industriais individuais.
Existem numerosas e virtualmente infinitas combinações de métodos de produção especiais particularmente para as técnicas de RIM e de moldagem por injeção, que se esforçam para encontrar soluções adequadas para a produção em larga escala de componentes leves. Apesar do fato de que muitas feiras e conferências internacionais lidam com o assunto da engenharia leve ou compósitos com fibras, a feira K oferece uma visão geral bem mais profunda sobre as muitas maneiras com as quais as fibras de reforço em uma matriz de material polimérico podem rapidamente produzir componentes de peso otimizado com um máximo de capacidade do processo.
Híbridos de Metal e plástico e as várias combinações de fibras com matrizes de polímeros são mostrados durante a K. Termoplásticos, termofixos, matrizes de poliuretano à base de bio-materiais estão sendo combinados com fibras de vidro, carbono e outras materiais sintéticos ou naturais, de modo a satisfazer as exigências e demandas de aplicações modernas. As unidades de produção de componentes leves são frequentemente montadas por muitos parceiros, já que a produção envolve uma gama de diferentes ingredientes, desde fibras de reforço e manuseio automatizado de materiais flexíveis até máquinas e equipamentos para a produção que frequentemente ocorre em estágios múltiplos. Os materiais da matriz polimérica devem estar em conformidade com os regulamentos para retardância de chama, ao mesmo tempo em que devem proporcionar propriedades mecânicas superiores e fluidez. A combinação das fibras e do material de matriz deve fornecer propriedades suficiente de união.
A digitalização oferece novas oportunidades de produção
O uso de equipamento digital em paralelo aos processos de produção, também chamada de “indústria 4.0”, permite que os transformadores de plásticos possam analisar os dados da sua própria produção a fim de recolher informações práticas de seus processos. Na feira K deste ano, os fabricantes de máquinas e software têm se esforçado para oferecer produtos atraentes para os transformadores de plásticos. A gama de produtos em exposição provavelmente irá envolver novos conceitos para acelerar os processos de partida da produção e para melhorar a flexibilidade dos processos de produção, bem como produtos de serviços para manutenção preventiva, fornecimento de peças de reposição e de gestão da qualidade. No longo prazo, os dados recolhidos durante os processos de produção também serão utilizados para adaptar equipamentos de produção tais como máquinas, robôs, moldes e matrizes às necessidades reais da operação do dia-a-dia e para otimizar o seu design para as especificações de aplicação prática.
Graças à digitalização, melhorias relacionadas com a operação de processos em tempo real têm um grande potencial para aumentar a eficiência da produção: é agora mais fácil do que antes combinar o design da peça moldada, a construção e propriedades do material com as diferentes opções disponibilizadas pela engenharia de moldes e melhorá-los com a inteligência acumulada de procedimentos de produção controlados por processo e temperatura. Por isso, a simulação com um intenso feedback entre a produção e odesenvolvimento tornou-se cada vez mais importante. De um modo geral, muitos fornecedores estão se esforçando para atender ao aumento da demanda por maior transparência da produção e processo através da intensificação da interação entre TI e a tecnologia clássica de produção.
Produção de plásticos: lotes de tamanho 1
Produções com tamanhos de lote reduzidos são o resultado de conceitos de armazenamento enxuto e uma crescente demanda por entregas just-in-time. Uma apresentação em particular, que foi exibida na K 2013, colocou a produção de peças plásticas por produção aditiva firmemente no mapa industrial e direto nas mentes de muitos transformadores de plásticos. Mesmo que esses métodos de produção ainda sejam limitados para termoplásticos amorfos e ainda não permitam o uso de cargas e reforços, eles ainda fornecem matéria para reflexões, à medida que as preferências do consumidor moderno e as tendências da moda parecem mudar com o clima e a individualização da produtos plásticos apresentou um novo desafio para a indústria. Por um lado, este desenvolvimento aumenta as possibilidades para a produção sem moldes de componentes e um lotes de produção de tamanho 1; por outro lado, ele também aumenta o interesse em conceitos de troca mais rápidos para métodos de produção convencionais, tais como moldagem por injeção. Por sinal, a produção através de moldagem por injeção está cada vez mais dominada por sistemas de troca rápida para moldes, trocas de inserções da cavidade ou pacotes completos de extratores para fazer as freqüentes trocas de produto mais eficientes.
Interfaces homem-máquina com operação intuitiva
Novas oportunidades em TI também tiveram um impacto visível nos sistemas de controle para máquinas modernas de processamento de plásticos. Chaves, botões e interruptores em formatos clássicos foram substituídos por painéis de operação estruturados de múltiplos toques e macios, com ou sem elementos de controle centrais de aperto e e torção central já estabelecidos em veículos modernos. O novo visual das interfaces clássicas homem-máquina tem como objetivo fornecer uma operação mais intuitiva e também aplica a lógica familiar de operação de smartphones, iPads e tablets às tarefas de controle industrial. Como muitos técnicos de produção têm que ser treinados para as suas tarefas, fabricantes de máquinas e transformadores de plásticos gostam desta nova abordagem e esperam atrair novos funcionários para sua empresa ao facilitando o seu trabalho com os sistemas de controle fáceis e intuitivos. Espera-se que estes novos sistemas ajudem os novos funcionários a descobrir as suas oportunidades de carreira pessoais em uma indústria moderna, crescente e à prova de futuro.
Fonte: Messe Duesseldorf
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Tags: Borracha, Feiras, K 2016, Plásticos, Tendências
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